[發(fā)明專利]一種光伏發(fā)電和儲(chǔ)能微電網(wǎng)結(jié)合的隨機(jī)優(yōu)化運(yùn)行策略

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211086841.X
• 申請(qǐng)日: 2022-09-06
• 公開（公告）號(hào): CN115313516A
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛鳳春;閉瑞敏;李文;李留文;章建明;和曉東;馬麗娜;張燕嶺
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司麗江供電局
• 主分類號(hào): H02J3/46
• 分類號(hào): H02J3/46;H02J3/38;H02J3/32
• 代理公司: 北京達(dá)友眾邦知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11904
• 代理人: 張超

隨著可再生能源的發(fā)展，微電網(wǎng)中的光伏發(fā)電的比例正在逐步提高。電池儲(chǔ)能系統(tǒng)減少了太陽能間歇性和可用性引起的光伏輸出波動(dòng)。盡管電池儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)于穩(wěn)定的微電網(wǎng)運(yùn)行是有利的，但它們?nèi)匀幌鄬?duì)昂貴。考慮到微電網(wǎng)系統(tǒng)的成本，需要進(jìn)一步優(yōu)化電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的尺寸以維持安全。本發(fā)明公開了一種用于微電網(wǎng)中基于光伏出力預(yù)測誤差的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量優(yōu)化方法。首先，輸入微電網(wǎng)的歷史光伏出力、負(fù)荷以及發(fā)電數(shù)據(jù)；然后，根據(jù)所輸入的歷史數(shù)據(jù)預(yù)測未來的光伏出力情況并計(jì)算出光伏出力的預(yù)測誤差；為了解決這些誤差，通過應(yīng)用控制策略來平滑光伏出力波動(dòng)和最小化電池壽命老化，對(duì)組合的光伏和電池儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行建模。在一定補(bǔ)償程度下，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量優(yōu)化使光伏系統(tǒng)的懲罰成本和電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行成本最小化，最后獲得微電網(wǎng)的最優(yōu)化電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量和調(diào)度。本發(fā)明所提出的光伏發(fā)電和儲(chǔ)能微電網(wǎng)結(jié)合的隨機(jī)優(yōu)化運(yùn)行配置策略可以有效地解決微電網(wǎng)中考慮光伏出力誤差情況下的儲(chǔ)能容量配置問題，得到使得光伏?儲(chǔ)能系統(tǒng)成本最優(yōu)化的儲(chǔ)能容量配置和運(yùn)行方法，為光伏?儲(chǔ)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行提供了參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種分布式能源發(fā)電領(lǐng)域，尤其涉及一種光伏發(fā)電和儲(chǔ)能微電網(wǎng)結(jié)合的隨機(jī)優(yōu)化運(yùn)行策略。

背景技術(shù)

可再生能源系統(tǒng)如光伏和風(fēng)能預(yù)計(jì)將成為未來的主要電力來源。在過去十年的時(shí)間里，光伏發(fā)電和陸上風(fēng)電的平均化能源成本分別降低了多達(dá)77％和30％，可再生能源在電力市場上作為一種清潔且具有競爭力的替代方案脫穎而出。盡管其平均化能源成本相對(duì)較低，但可再生能源的大規(guī)模集成在電網(wǎng)的平衡供需方面帶來了新的挑戰(zhàn)。同時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用在技術(shù)改進(jìn)和成本降低方面都取得了重大進(jìn)展，儲(chǔ)能系統(tǒng)在平衡電力系統(tǒng)方面發(fā)揮重要作用。

傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)是分層組織的，只有相對(duì)較少的集中式可調(diào)度發(fā)電機(jī)運(yùn)行以滿足幾乎不可靈活調(diào)節(jié)的電力需求。此外，當(dāng)今系統(tǒng)中的市場價(jià)格通常針對(duì)大多數(shù)的地理區(qū)域設(shè)定，無法應(yīng)對(duì)與分布式發(fā)電相關(guān)的挑戰(zhàn)。隨著分布式能源的比例逐漸增加，一個(gè)可行的選擇是轉(zhuǎn)向分散控制以管理系統(tǒng)復(fù)雜性。微電網(wǎng)提供了一種將分布式可再生能源和儲(chǔ)能系統(tǒng)集成到電力系統(tǒng)中的可能方式。微電網(wǎng)能夠在有限時(shí)間內(nèi)或永久性地與主電網(wǎng)斷開連接運(yùn)行，偏遠(yuǎn)地區(qū)也可以組織為微電網(wǎng)，以避免昂貴的電網(wǎng)建設(shè)。

在容量受限的電力系統(tǒng)中，可再生能源的容量很高，儲(chǔ)能取代了一些可調(diào)度的容量，儲(chǔ)能必須有助于在可再生能源發(fā)電量較低的時(shí)期確保供電。系統(tǒng)的儲(chǔ)能必須在電力需求較高時(shí)運(yùn)行且具有足夠高的荷電狀態(tài)，并且它們還應(yīng)在可再生能源出力較高的時(shí)候具有足夠低的初始荷電狀態(tài)減少可再生能源系統(tǒng)的容量削減風(fēng)險(xiǎn)。這些決策必須考慮電力需求和光伏發(fā)電的每日變化和不確定性，以及所配置的儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率和容量。

除此之外，不同儲(chǔ)能技術(shù)的功率和能量限制以及效率也不同。鋰離子電池可以在低損耗的情況下提供和吸收較高的功率，但由于容量限制，時(shí)間有限。電力和能源限制、效率損失以及不確定的發(fā)電量和需求使運(yùn)行優(yōu)化問題非常復(fù)雜。盡管儲(chǔ)能發(fā)展前景廣闊毋庸置疑，但面臨的挑戰(zhàn)也越來越多。當(dāng)前，最主要的技術(shù)挑戰(zhàn)體現(xiàn)在：如何通過優(yōu)化儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量以最優(yōu)化結(jié)合光伏-電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行控制中來實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能凈收益的最大化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種光伏發(fā)電和儲(chǔ)能微電網(wǎng)結(jié)合的隨機(jī)優(yōu)化運(yùn)行策略，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種光伏發(fā)電和儲(chǔ)能微電網(wǎng)結(jié)合的隨機(jī)優(yōu)化運(yùn)行配置策略，其特征在于，包括以下步驟以用于實(shí)現(xiàn)所提出的光伏發(fā)電和儲(chǔ)能微電網(wǎng)結(jié)合的隨機(jī)優(yōu)化運(yùn)行配置策略：

S1：首先，輸入微電網(wǎng)的歷史光伏出力、負(fù)荷以及發(fā)電數(shù)據(jù)；然后，根據(jù)所輸入的歷史數(shù)據(jù)預(yù)測未來的光伏出力情況；根據(jù)光伏出力的預(yù)測值和實(shí)際值，計(jì)算出光伏出力的預(yù)測誤差；

S2：設(shè)置置信水平α％(α的初始值為0)，根據(jù)所獲得光伏出力的預(yù)測誤差獲得誤差的置信區(qū)間[e_αhigh,e_αlow]；