[發(fā)明專利]一種考慮儲能系統(tǒng)運行狀態(tài)的兩階段協(xié)調(diào)優(yōu)化方法

有效

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• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN113162083B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳在軍;路珊;李培帥
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/48;H02J3/50;H02J3/00
• 代理公司: 北京同輝知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11357
• 代理人: 張明利

本發(fā)明公開一種考慮儲能系統(tǒng)運行狀態(tài)的兩階段協(xié)調(diào)優(yōu)化方法，分為考慮需求響應(yīng)的日前優(yōu)化階段和日內(nèi)調(diào)整兩階段。在考慮需求響應(yīng)的日前優(yōu)化階段，計及儲能元件的運行工況對于衰退成本的影響，制定用戶電價；提出了一種兩階段區(qū)間優(yōu)化方法進行對日前優(yōu)化模型求解；之后分時確定了儲能元件的荷電狀態(tài)約束；在日內(nèi)調(diào)整階段，利用實時的數(shù)據(jù)進行確定性模型的求解。通過兩階段協(xié)調(diào)優(yōu)化方法提高了資源利用效率，降低運行成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化運行領(lǐng)域，具體是一種考慮儲能系統(tǒng)運行狀態(tài)的兩階段協(xié)調(diào)優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

新能源的引入給綜合能源帶來了更多的不確定性，儲能是解決這一問題的常用手段之一。但是現(xiàn)有的優(yōu)化調(diào)度方法對于儲能系統(tǒng)的約束條件考慮得大多比較簡單，不夠精確，結(jié)果仍有優(yōu)化的空間。

儲能系統(tǒng)可以在新能源出力過剩時存儲多余的能源，防止資源浪費；在能源出力不足而負荷需求較大時輸出存儲的能源，保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。需求響應(yīng)是指用戶針對市場的價格信號或者激勵機制調(diào)節(jié)用能方式，使得負荷具有柔性特征，提高資源利用效率。本發(fā)明將兩方面結(jié)合，基于需求響應(yīng)制定居民用電價格，將儲能系統(tǒng)作為靈活的資源參與系統(tǒng)調(diào)度，可以將多時間尺度結(jié)合，更加有效地對系統(tǒng)進行優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種考慮儲能系統(tǒng)運行狀態(tài)的兩階段協(xié)調(diào)優(yōu)化方法,在考慮需求響應(yīng)的日前優(yōu)化階段，計及儲能元件的運行工況對于衰退成本的影響，制定用戶電價；提出了一種兩階段區(qū)間優(yōu)化方法進行對日前優(yōu)化模型求解；之后分時確定了儲能元件的荷電狀態(tài)約束；在日內(nèi)調(diào)整階段，利用實時的數(shù)據(jù)進行確定性模型的求解。通過兩階段協(xié)調(diào)優(yōu)化方法提高了資源利用效率，降低運行成本。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種考慮儲能系統(tǒng)運行狀態(tài)的兩階段協(xié)調(diào)優(yōu)化方法，兩階段協(xié)調(diào)優(yōu)化方法包括以下步驟：

S1：獲取計算數(shù)據(jù)，使用預(yù)測數(shù)據(jù)進行日前優(yōu)化，實施基于價格的需求響應(yīng)策略，建立考慮蓄電池衰退成本的兩階段區(qū)間優(yōu)化模型，將變量分為第一階段變量、第二階段變量和不確定變量；

S2：將S1中的區(qū)間優(yōu)化模型分解為一個主問題和一個子問題，依次對主問題和子問題進行求解：求解主問題，獲得一個目標函數(shù)最優(yōu)解和第一、二階段變量的最優(yōu)解；子問題的求解分為兩種情況，一種情況下獲得目標函數(shù)最小時不確定變量的解，一種情況下獲得目標函數(shù)最大時不確定變量的解和目標函數(shù)最大值，交替求解直到主子問題的解滿足收斂標準；

S3：使用S2得到的第一階段變量的優(yōu)化解，在極端狀況下，對儲能元件的荷電狀態(tài)約束進行優(yōu)化；

S4：讀取新能源出力和負荷數(shù)據(jù)的實時值，使用S3中得到的荷電狀態(tài)約束，進行第二階段的日內(nèi)調(diào)整。

進一步的，所述S1具體包括：

S11:建立的兩階段區(qū)間優(yōu)化模型為：

s.t.g(x,y,u)＝0,h(x,y,u)≤0

S12：蓄電池的衰退成本采用如下模型表示：

L(DoD)＝A·DoD^-B·e^-C·DoD