[發明專利]一種低壓臺區側移動儲能日前調度方法

有效

• 申請號: 202310077600.7
• 申請日: 2023-01-16
• 公開（公告）號: CN116014769B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 徐弢;孟赫;李夢超;孫建行;張加東;蔡姝淇;劉佐政;王鴻儒
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J3/32;H02J3/00;G06Q10/047;G06Q50/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

1.一種低壓臺區側移動儲能日前調度方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、輸入數據，包括各臺區設備參數及綜合負荷數據，移動儲能參數和各臺區間的轉移距離；

步驟2、第一階段的優化，對移動儲能的時空轉移路徑進行優化：根據步驟1輸入的所有數據，確定預選臺區與預部署移動儲能，并針對低壓臺區重載過載和新能源就地消納問題通過混合整數二次規劃方法以1小時為采樣間隔對各移動儲能時空轉移矩陣M_i進行優化，輸出反映各移動儲能的時空轉移路徑的各移動儲能時空轉移矩陣M_i；

步驟3、第二階段的優化，對第一階段時空轉移路徑優化后的各移動儲能進行運行優化：根據步驟1輸入的前兩項數據，針對低壓臺區重載過載和新能源就地消納問題通過混合整數二次規劃方法以15min為采樣間隔，對第一階段優化后確定時空轉移路徑的各移動儲能進行運行優化，最終得到運行成本最小的移動儲能運行曲線；

步驟2所述的第一階段的優化包括以下步驟：

步驟A-1、確定預選臺區和預部署移動儲能，包括：臺區變壓器參數、臺區負載曲線、各臺區間的路線距離和移動儲能數量及相應參數，并構建各移動儲能時空轉移矩陣M_i；

步驟A-2、考慮移動儲能的成本與收益，根據式(1)構建優化模型的目標函數f_first，所述成本與收益包括移動儲能運行成本、移動成本、套利收益、降損收益和負載率偏差懲罰成本，此階段采樣間隔為1小時，

f_first＝min(C_op+C_move-I_ab-I_loss+c_pun·LA_dev)???????????????????????(1)

式(1)中：

第一項Cop為移動儲能運行成本，SOC_avg,i和DOD_i(t)分別為第i個移動儲能的平均荷電狀態和放電深度；C_E為電池本體單位能量價格，E_rate,i為第i個移動儲能的額定容量，N_MESS為預部署移動儲能車數量；A^Idl,B^Idl,A^Cyc,B^Cyc為參數，分別為1.952e^-5，1.75e^-5，4.9e^-5，7.859e^-6；

第二項C_move為移動成本，利用式(3)得到，T為移動儲能部署周期時長，c_move為移動儲能單位移動成本，d_hk為移動儲能在臺區h與臺區k間的轉移距離，M_i為第i個移動儲能的時空轉移矩陣；

第三項I_ab為套利收益，利用式(4)得到，式(4)中，P_ch,i(t)和P_dis,i(t)分別為第i個移動儲能在t時段的充電功率和放電功率，Price(t)為臺區所在地區的t時段的分時電價；

第四項I_loss為降低變壓器損耗獲得的降損收益，利用式(5)得到，式(5)中，P_losso,k(t)和P_loss,k(t)分別為移動儲能部署前后臺區變壓器損耗，N_T為臺區集合，LA_k(t)為t時段臺區k變壓器的負載率；

第五項c_pun·LA_dev為臺區負載率偏差懲罰，c_pun為偏差懲罰，LA_dev為負載率偏差總和利用式(6)得到，式(6)中，LA_dev,k(t)為臺區k在t時段的電壓偏差，N_T為臺區集合，LA^thr,max和LA^thr,min分別為負載率優化區間的上下限；

步驟A-3、根據式(7)-式(9)建立移動儲能時空轉移矩陣約束，

式(7)-式(9)中：

M_i(t,k)為移動儲能i時空轉移矩陣中儲能在t時段位于臺區k的狀態位，若此時移動儲能i部署于該臺區則該狀態位為1否則為0；

M_i(t,kh)為移動儲能i時空轉移矩陣中儲能在t時段位于臺區k、h間轉移的狀態位，若此時移動儲能i處于在臺區k、h間轉移過程則該狀態位為1否則為0；

式(7)表明在任一時段儲能必處于某一確定狀態；

式(8)和式(9)約束了移動儲能在不同臺區相鄰時刻的狀態；

步驟A-4、根據式(10)-式(13)建立移動儲能外特性約束，

式(10)中，P_rate,i為移動儲能i的額定功率；

式(11)中，E_rate,i為移動儲能i的額定容量，SOC_i(t)為移動儲能i在t時段的荷電狀態，SOC_min與SOC_max為荷電狀態上限和下限，Δt為1h；

式(12)中，P_ch,i,k(t)、P_dis,i,k(t)分別為t時段移動儲能i在臺區k的充電和放電功率；

式(13)中，μ_k(t)為臺區k所接儲能充放電標志位，為0-1變量，部署于臺區k的所有移動儲能共用一個充放電標志位；

步驟A-5、根據式(14)-式(15)建立臺區變壓器外特性約束，

式(14)中，P_trans,k(t)和P_load,k(t)分別為臺區k變壓器的流經功率和負載功率；

式(15)中，S_N,k為變壓器額定容量，LA1和LA2分別為正向負載率上限和反向負載率上限；

步驟A-6、對上述式(6)和式(9)進行線性化使其轉化為混合整數二次規劃模型，將式(6)轉化為式(16)，并將式(9)轉化為式(17)，

式(17)中，B為較大的數用于松弛約束；ν_i,kh(t)為0-1變量；

步驟A-7、使用Gurobi或Cplex軟件對式(1)-式(17)進行求解，獲得所述的各移動儲能的時空轉移矩陣M_i；

步驟3所述的第二階段的優化包括以下步驟：

步驟B-1、輸入與第一階段相同的預選臺區和預部署移動儲能，包括：臺區變壓器參數、臺區負載曲線和移動儲能數量及相應參數，并輸入第一階段輸出的各移動儲能的時空轉移矩陣M_i；

步驟B-2、考慮移動儲能的成本與收益根據式(18)構建優化模型的目標函數f_second，所述成本與收益包括移動儲能運行成本、套利收益、降損收益和負載率偏差懲罰成本，確定采樣間隔為15min，

f_second＝min(C_op-I_ab-I_loss+c_punLA_dev)

(18)式(18)中，

第一項C_op為移動儲能運行成本，計算方式同式(2)；

第二項I_ab為套利收益，利用式(4)得到；

第三項I_loss為降低變壓器損耗獲得的降損收益，利用式(5)得到；

第四項c_pun·LA_dev為臺區負載率偏差懲罰，c_pun為偏差懲罰，LA_dev為負載率偏差總和利用式(6)得到；

步驟B-3、根據式(10)-(13)建立移動儲能外特性約束，確定采樣間隔為15min；

步驟B-4、根據式(14)-(15)建立臺區變壓器外特性約束，確定采樣間隔為15min；

步驟B-5、對式(6)進行線性化使其轉化為混合整數二次規劃模型，將式(6)轉化為式(16)；

步驟B-6、使用Gurobi或Cplex軟件對式(2)、式(4)-式(6)、式(10)-式(16)、式(18)進行求解，輸出運行成本最小的移動儲能運行曲線及收益和成本結果。