CN107482658B - 一种微电网储能经济运行控制方法和装置 - Google Patents
一种微电网储能经济运行控制方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107482658B CN107482658B CN201710704926.2A CN201710704926A CN107482658B CN 107482658 B CN107482658 B CN 107482658B CN 201710704926 A CN201710704926 A CN 201710704926A CN 107482658 B CN107482658 B CN 107482658B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- energy storage
- storage unit
- stage
- electric quantity
- grid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 title claims abstract description 314
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 35
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 16
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 11
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 abstract description 15
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005457 optimization Methods 0.000 abstract description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 39
- 230000008569 process Effects 0.000 description 15
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
- H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
本发明提供了一种微电网储能经济运行控制方法和装置，先确定储能单元电量的有效状态，然后计算储能单元的充放电功率，并确定阶段指标函数，最后确定储能单元的最优运行成本，并确定储能单元充放电功率的最优调度策略，实现对微电网中储能单元的智能调度，确保储能单元的经济稳定运行。本发明提供的技术方案基于双向动态规划算法从顺序和逆序两个方向向中间进行搜索，通过改进各个阶段的状态数，大大减少了动态规划算法的计算量，提高了时间效率，且当计算时间要求不高时，该双向动态规划算法可以给出更符合优化目标的储能单元经济运行调度策略。
Description
技术领域
本发明涉及微电网技术领域，具体涉及一种微电网储能经济运行控制方法和装置。
背景技术
随着经济的快速发展和能耗日益增加，可再生能源的开发及可持续能源系统的构建成为电力工业的必然趋势，由于微电网具有能源利用率高和对环境友好等优点，所以微电网受到广泛的关注。微电网作为一种新的电力网络系统，其由分布式电源、储能单元和用电负荷等组成。储能单元作为微电网重要的组成部分，对储能单元的智能调度关系着微电网的大力发展。
储能单元在微电网中的作用主要体现在：(1)削峰填谷；(2)提高电能质量；(3)提高微电网经济性；(4)稳定可再生能源输出。综上所述，如何配置合理的各微电源及储能单元的功率出力，以达到满足调度要求的系统输出特性和经济性，是微电网智能调度的主要内容。目前对微电网中储能单元调度通常采用以下两种方法：方法1)人为制定策略，如分布式电源的出力大于负荷时，储存多余的电能，分布式电源出力不足以满足负荷时，储能单元则开始放电；方法2)利用智能算法或者经典算法计算储能单元的充放电功率。上述方法1)未考虑各时间段的关联，没有进行统筹安排调度，灵活性低且通常不能达到最优目标，上述方法2)在含有多个局部最优解问题时无法保证收敛到全局最优解，参数选取困难。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种微电网储能经济运行控制方法和装置，先确定储能单元电量的有效状态，然后根据储能单元电量的有效状态计算储能单元的充放电功率，并根据储能单元的充放电功率确定阶段指标函数，最后根据阶段指标函数确定储能单元的最优运行成本，并根据储能单元的最优运行成本最终确定储能单元充放电功率的最优调度策略，实现对微电网中储能单元的智能调度，确保储能单元的经济稳定运行。
为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
本发明提供一种微电网储能经济运行控制方法，包括：
确定储能单元电量的有效状态；
根据储能单元电量的有效状态计算储能单元的充放电功率，并根据储能单元的充放电功率确定阶段指标函数；
根据阶段指标函数确定储能单元的最优运行成本，根据储能单元的最优运行成本确定储能单元充放电功率的最优调度策略。
所述确定储能单元电量的有效状态包括：
判断i阶段储能单元的电量S(i)和N-i阶段储能单元的电量S(N-i)是否各自满足
若是，S(i)和S(N-i)为有效状态，否则S(i)和S(N-i)为无效状态；
其中，S(i)表示i阶段储能单元的电量，S(N-i)表示N-i阶段储能单元的电量，S(i-1)min和S(i-1)max分别表示i-1阶段储能单元的电量的最小值和最大值，S(N-i+1)min和S(N-i+1)max分别表示N-i+1阶段储能单元的电量的最小值和最大值，PBCmax表示储能单元的最大充电功率，PBDmax表示储能单元的最大放电功率，ηd表示储能单元的放电效率，ηc表示储能单元的充电效率，Δt表示相邻阶段的时间间隔。
所述根据储能单元电量的有效状态计算储能单元的充放电功率包括：
根据下式计算i阶段储能单元的充放电功率：
其中，PB(i)表示i阶段储能单元的充放电功率；Sup(i)表示i阶段储能单元电量变化量，且Sup(i)＝(1-τ)S(i-1)-S(i)，S(i-1)表示i-1阶段储能单元的电量，τ表示储能单元的自放电率；
根据下式计算N-i+1阶段储能单元的充放电功率：
其中，PB(N-i+1)表示N-i+1阶段储能单元的充放电功率；Sup(N-i+1)表示N-i+1阶段储能单元电量变化量，SUP(N-i+1)＝(1-τ)S(N-i)-S(N-i+1)，S(N-i)表示N-i阶段储能单元的电量。
所述根据储能单元的充放电功率确定阶段指标函数包括：
根据PB(i)确定如下式的i阶段储能单元的指标函数：
V(i)＝fB(i)+fgrid(i)
其中，V(i)表示i阶段指标函数，fB(i)表示i阶段储能单元的运行成本，fgrid(i)表示i阶段电网购售电成本，fB(i)按下式计算：
fB(i)＝μB×|PB(i)|
其中，μB表示储能单元单位充放电成本；
fgrid(i)按下式计算：
fgrid(i)＝μgrid×[PL(i)-PB(i)-ΣPG(i)]
其中，μgrid表示电网单位购售电成本，PL(i)表示i阶段负荷消耗的电量，∑PG(i)表示i阶段分布式电源的总发电量；
根据PB(N-i+1)确定如下式的N-i+1阶段指标函数：
V(N-i+1)＝fB(N-i+1)+fgrid(N-i+1)
其中，V(N-i+1)表示N-i+1阶段指标函数，fB(N-i+1)表示N-i+1阶段储能单元的运行成本，fgrid(N-i+1)表示N-i+1阶段电网购售电成本，fB(N-i+1)按下式计算：
fB(N-i+1)＝μB×|PB(N-i+1)|
fgrid(N-i+1)按下式计算：
fgrid(N-i+1)＝μgrid×[PL(N-i+1)-PB(N-i+1)-ΣPG(N-i+1)]
其中，PL(N-i+1)表示N-i+1阶段负荷消耗的电量，ΣPG(N-i+1)为N-i+1阶段分布式电源的总发电量。
所述根据阶段指标函数确定储能单元的最优运行成本包括：
根据V(i)确定如下式的i阶段储能单元的最优运行成本：
F(S(i,m))＝min{l∈E(i,m)|F(S(i-1,l))+V(i)}
根据V(N-i+1)确定如下式的N-i+1阶段储能单元的最优运行成本：
F(S(N-i,k))＝min{u∈E(N-i,k)|F(S(N-i+1,u))+V(N-i+1)}
其中，F(S(i,m))表示i阶段中有效状态m下储能单元的最优运行成本，E(i,m)表示i阶段中有效状态的集合，F(S(i-1,l))表示i-1阶段中有效状态l下储能单元的最优运行成本；F(S(N-i,k))表示N-i阶段中有效状态k下储能单元的最优运行成本，E(N-i,k)表示N-i阶段中有效状态的集合，F(S(N-i+1,u))表示N-i+1阶段中有效状态u下储能单元的最优运行成本。
所述根据储能单元的最优运行成本确定储能单元充放电功率的最优调度策略包括：
判断是否满足i＝N-i，若是，根据储能单元的最优运行成本确定储能单元充放电功率的最优调度策略；否则使i＝i+1，返回确定储能单元电量的有效状态，并执行后续操作。
本发明还提供一种微电网储能经济运行控制装置，包括：
第一确定模块，用于确定储能单元电量的有效状态；
计算模块，用于根据储能单元电量的有效状态计算储能单元的充放电功率，并根据储能单元的充放电功率确定阶段指标函数；
第二确定模块，根据阶段指标函数确定储能单元的最优运行成本，根据储能单元的最优运行成本确定储能单元充放电功率的最优调度策略。
所述第一确定单元具体用于：
判断i阶段储能单元的电量S(i)和N-i阶段储能单元的电量S(N-i)是否各自满足
若是，S(i)和S(N-i)为有效状态，否则S(i)和S(N-i)为无效状态；
其中，S(i)表示i阶段储能单元的电量，S(N-i)表示N-i阶段储能单元的电量，S(i-1)min和S(i-1)max分别表示i-1阶段储能单元的电量的最小值和最大值，S(N-i+1)min和S(N-i+1)max分别表示N-i+1阶段储能单元的电量的最小值和最大值，PBCmax表示储能单元的最大充电功率，PBDmax表示储能单元的最大放电功率，ηd表示储能单元的放电效率，ηc表示储能单元的充电效率，Δt表示相邻阶段的时间间隔。
所述计算模块具体用于：
根据下式计算i阶段储能单元的充放电功率：
其中，PB(i)表示i阶段储能单元的充放电功率；Sup(i)表示i阶段储能单元电量变化量，且Sup(i)＝(1-τ)S(i-1)-S(i)，S(i-1)表示i-1阶段储能单元的电量，τ表示储能单元的自放电率；
根据下式计算N-i+1阶段储能单元的充放电功率：
其中，PB(N-i+1)表示N-i+1阶段储能单元的充放电功率；Sup(N-i+1)表示N-i+1阶段储能单元电量变化量，SUP(N-i+1)＝(1-τ)S(N-i)-S(N-i+1)，S(N-i)表示N-i阶段储能单元的电量。
所述计算模块还具体用于：
根据PB(i)计算如下式的i阶段储能单元的指标函数：
V(i)＝fB(i)+fgrid(i)
其中，V(i)表示i阶段指标函数，fB(i)表示i阶段储能单元的运行成本，fgrid(i)表示i阶段电网购售电成本，fB(i)按下式计算：
fB(i)＝μB×|PB(i)|
其中，μB表示储能单元单位充放电成本；
fgrid(i)按下式计算：
fgrid(i)＝μgrid×[PL(i)-PB(i)-ΣPG(i)]
其中，μgrid表示电网单位购售电成本，PL(i)表示i阶段负荷消耗的电量，∑PG(i)表示i阶段分布式电源的总发电量；
根据PB(N-i+1)确定如下式的N-i+1阶段指标函数：
V(N-i+1)＝fB(N-i+1)+fgrid(N-i+1)
其中，V(N-i+1)表示N-i+1阶段指标函数，fB(N-i+1)表示N-i+1阶段储能单元的运行成本，fgrid(N-i+1)表示N-i+1阶段电网购售电成本，fB(N-i+1)按下式计算：
fB(N-i+1)＝μB×|PB(N-i+1)|
fgrid(N-i+1)按下式计算：
fgrid(N-i+1)＝μgrid×[PL(N-i+1)-PB(N-i+1)-ΣPG(N-i+1)]
其中，PL(N-i+1)表示N-i+1阶段负荷消耗的电量，ΣPG(N-i+1)为N-i+1阶段分布式电源的总发电量。
所述第二确定模块具体用于：
根据V(i)确定如下式的i阶段储能单元的最优运行成本：
F(S(i,m))＝min{l∈E(i,m)|F(S(i-1,l))+V(i)}
根据V(N-i+1)确定如下式的N-i+1阶段储能单元的最优运行成本：
F(S(N-i,k))＝min{u∈E(N-i,k)|F(S(N-i+1,u))+V(N-i+1)}
其中，F(S(i,m))表示i阶段中有效状态m下储能单元的最优运行成本，E(i,m)表示i阶段中有效状态的集合，F(S(i-1,l))表示i-1阶段中有效状态l下储能单元的最优运行成本；F(S(N-i,k))表示N-i阶段中有效状态k下储能单元的最优运行成本，E(N-i,k)表示N-i阶段中有效状态的集合，F(S(N-i+1,u))表示N-i+1阶段中有效状态u下储能单元的最优运行成本。
所述第二确定模块还具体用于：
判断是否满足i＝N-i，若是，根据储能单元的最优运行成本确定储能单元充放电功率的最优调度策略；否则使i＝i+1，返回确定储能单元电量的有效状态，并执行后续操作。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：
本发明提供了一种微电网储能经济运行控制方法和装置，先确定储能单元电量的有效状态，然后根据储能单元电量的有效状态计算储能单元的充放电功率，并根据储能单元的充放电功率确定阶段指标函数，最后根据阶段指标函数确定储能单元的最优运行成本，并根据储能单元的最优运行成本最终确定储能单元充放电功率的最优调度策略，实现对微电网中储能单元的智能调度，确保储能单元的经济稳定运行；
本发明提供的技术方案不仅考虑了各时间阶段的关联，能够进行统筹安排调度，灵活性较高且能够达到经济最优的控制目标，而且本发明提供的技术方案在含有多个局部最优解问题时能够保证收敛到全局最优解，参数选取较为简单；
本发明提供的技术方案在确定储能单元电量的有效状态的过程中考虑了储能单元的充放电功率和电量，且在计算储能单元电量变化量的过程中考虑了储能单元的自放电率；
本发明提供的技术方案基于双向动态规划算法从顺序和逆序两个方向向中间进行搜索，通过改进各个阶段的状态数，大大减少了动态规划算法的计算量，提高了时间效率，且当计算时间要求不高时，该双向动态规划算法可以给出更符合优化目标的储能单元经济运行调度策略。
附图说明
图1是本发明实施例中双向动态规划算法示意图；
图2是本发明实施例中微电网储能经济运行控制方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明实施例提供的微电网储能经济运行控制方法基于动态规划算法确定储能单元充放电功率的最优调度策略，实现对微电网中储能单元的智能调度，确保储能单元的经济稳定运行。
动态规划算法的时间复杂度主要以下三个因素决定：
因素1)：问题中状态的总个数，
因素2)：每次状态转移所涉及的状态数，
因素3)：每次状态转移的时间。
若对上述三个因素中的一个或多个进行优化，就可以提高动态规划算法的时间效率。
针对微电网中储能单元的特性，本发明实施例根据储能单元的最大放电功率和储能单元的最大充电功率，舍掉每个阶段中无效状态，减少了状态总数即可降低了动态规划算法的空间复杂度，此时可从整体上提高算法的时间效率。
另外，由于储能单元在一个调度周期内的初末电量状态要求一致以满足循环使用，即初末状态都已经确定，故可采用双向动态规划算法即从顺序和逆序两个方向向中间进行搜索(如图1分别从阶段0和阶段N为起点向中间阶段进行搜索)，搜索沿着两个方向同时进行，一是正向搜索即初始状态向目标状态进行搜索，另一个是逆向搜索即从目标状态向初始状态进行搜索，当两个方向的搜索汇合时终止搜索并进行判断，得到问题的答案，这将大大减少计算量，提高时间效率。
本发明实施例提供的微电网储能经济运行控制方法具体流程图如图2所示，其具体过程如下：
S101：确定储能单元电量的有效状态；
S102：根据S101确定的储能单元电量的有效状态计算储能单元的充放电功率，并根据储能单元的充放电功率确定阶段指标函数；
S103：根据S102确定的阶段指标函数确定储能单元的最优运行成本，根据储能单元的最优运行成本确定储能单元充放电功率的最优调度策略。
上述S101中，确定储能单元电量的有效状态具体过程如下：
判断i阶段储能单元的电量S(i)和N-i阶段储能单元的电量S(N-i)是否各自满足
若是，S(i)和S(N-i)为有效状态，否则S(i)和S(N-i)为无效状态；
其中，S(i)表示i阶段储能单元的电量，S(N-i)表示N-i阶段储能单元的电量，S(i-1)min和S(i-1)max分别表示i-1阶段储能单元的电量的最小值和最大值，S(N-i+1)min和S(N-i+1)max分别表示N-i+1阶段储能单元的电量的最小值和最大值，PBCmax表示储能单元的最大充电功率，PBDmax表示储能单元的最大放电功率，ηd表示储能单元的放电效率，ηc表示储能单元的充电效率，Δt表示相邻阶段的时间间隔。
上述S102中，根据储能单元电量的有效状态计算储能单元的充放电功率主要过程如下：
1)根据下式计算i阶段储能单元的充放电功率：
其中，PB(i)表示i阶段储能单元的充放电功率；Sup(i)表示i阶段储能单元电量变化量，且Sup(i)＝(1-τ)S(i-1)-S(i)，S(i-1)表示i-1阶段储能单元的电量，τ表示储能单元的自放电率；
2)根据下式计算N-i+1阶段储能单元的充放电功率：
其中，PB(N-i+1)表示N-i+1阶段储能单元的充放电功率；Sup(N-i+1)表示N-i+1阶段储能单元电量变化量，SUP(N-i+1)＝(1-τ)S(N-i)-S(N-i+1)，S(N-i)表示N-i阶段储能单元的电量。
上述S102中进一步根据储能单元的充放电功率确定阶段指标函数具体过程如下：
1)根据PB(i)确定如下式的i阶段储能单元的指标函数：
V(i)＝fB(i)+fgrid(i)
其中，V(i)表示i阶段指标函数，fB(i)表示i阶段储能单元的运行成本，fgrid(i)表示i阶段电网购售电成本，fB(i)按下式计算：
fB(i)＝μB×|PB(i)|
其中，μB表示储能单元单位充放电成本；
fgrid(i)按下式计算：
fgrid(i)＝μgrid×[PL(i)-PB(i)-∑PG(i)]
其中，μgrid表示电网单位购售电成本，PL(i)表示i阶段负荷消耗的电量，ΣPG(i)表示i阶段分布式电源的总发电量；
2)根据PB(N-i+1)确定如下式的N-i+1阶段指标函数：
V(N-i+1)＝fB(N-i+1)+fgrid(N-i+1)
其中，V(N-i+1)表示N-i+1阶段指标函数，fB(N-i+1)表示N-i+1阶段储能单元的运行成本，fgrid(N-i+1)表示N-i+1阶段电网购售电成本，fB(N-i+1)按下式计算：
fB(N-i+1)＝μB×|PB(N-i+1)|
fgrid(N-i+1)按下式计算：
fgrid(N-i+1)＝μgrid×[PL(N-i+1)-PB(N-i+1)-ΣPG(N-i+1)]
其中，PL(N-i+1)表示N-i+1阶段负荷消耗的电量，ΣPG(N-i+1)为N-i+1阶段分布式电源的总发电量。
上述S103中，根据阶段指标函数确定储能单元的最优运行成本具体过程如下：
1)根据V(i)确定如下式的i阶段储能单元的最优运行成本：
F(S(i,m))＝min{l∈E(i,m)|F(S(i-1,l))+V(i)}
2)根据V(N-i+1)确定如下式的N-i+1阶段储能单元的最优运行成本：
F(S(N-i,k))＝min{u∈E(N-i,k)|F(S(N-i+1,u))+V(N-i+1)}
其中，F(S(i,m))表示i阶段中有效状态m下储能单元的最优运行成本，E(i,m)表示i阶段中有效状态的集合，F(S(i-1,l))表示i-1阶段中有效状态l下储能单元的最优运行成本；F(S(N-i,k))表示N-i阶段中有效状态k下储能单元的最优运行成本，E(N-i,k)表示N-i阶段中有效状态的集合，F(S(N-i+1,u))表示N-i+1阶段中有效状态u下储能单元的最优运行成本。
上述S103中进一步根据储能单元的最优运行成本确定储能单元充放电功率的最优调度策略具体过程如下：
判断是否满足i＝N-i，若是，根据储能单元的最优运行成本确定储能单元充放电功率的最优调度策略；否则使i＝i+1，返回确定储能单元电量的有效状态，并执行后续操作。
实施例
假设图1中阶段0-阶段N对应为一天的24小时，即调度周期为24小时，储能单元从电量最满到电量为0(这里以电量多少为参数区分不同的状态)的这一过程包括有0～n个状态，图1中黑色圆圈代表储能单元为有效状态、白色圆圈代表储能单元为无效状态，下面对本发明实施例的方案进行详细描述：
如图1所示，取区间为1小时，则阶段分别为0，1，2，……，24，图1中的m表示储能单元电量的初末状态，假设阶段0和阶段24的电量状态为20KWh，即m取20KWh，储能单元的最大容量为50KWh，最大充放电功率为10KW，充放电效率为1，若把电池电量分为6份，即n＝5，则阶段i(i不等于0和24)有6个状态(即状态电量)，6个状态分别为0，10，20，30，40，50，因此阶段1的有效状态为10，20，30，同样此时阶段23的有效状态为10，20，30，依次计算得到所有阶段的有效状态。
下面确定各阶段的调度策略，如：
阶段1下有三个有效状态需要依次计算，当有效状态为10KW h时，对应阶段0的状态20KWh，此时的调度策略为(10-20＝-10KW)放电功率为10KW，根据这个调度策略和储能单元的最优运行成本函数得到一个成本，因为阶段0只有一个状态所以结束计算，跳到阶段1下一个状态20KW h，对应阶段0的状态20KW h，得到的调度策略为(20-20＝0)即为浮充状态，充放电功率为0，由这个调度策略和储能单元的最优运行成本函数得到一个成本，再计算阶段1状态为30KW h的成本。
这样得到了阶段1三个状态下的成本值，跳到阶段2，根据之前的保留的有效状态，阶段2的状态应该是0，10，20，30，40依次遍历，当状态为0时，对应的阶段1的状态有0和10，依次计算这两个状态下的成本，取成本低的那个状态，同时观察此成本值下阶段1的状态；
相同计算方法也在阶段24开始向前，当到阶段12时，两个方向的搜索汇合，此时判断阶段12各个有效状态的最低成本，并得到他们各自此成本值下前后一阶段下的状态，逐阶段搜索，得到24小时的所有调度策略，即得到了最优调度策略。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了微电网储能经济运行控制装置，这些设备解决问题的原理与微电网储能经济运行控制方法相似，该微电网储能经济运行控制装置可以包括第一确定模块、计算模块和第二确定模块，下面分别介绍上述3个模块的具体功能：
其中的第一确定模块，用于确定储能单元电量的有效状态；
其中的计算模块，用于根据第一确定模块确定的储能单元电量的有效状态计算储能单元的充放电功率，并根据储能单元的充放电功率确定阶段指标函数；
其中的第二确定模块，用于根据计算模块确定的阶段指标函数确定储能单元的最优运行成本，根据储能单元的最优运行成本确定储能单元充放电功率的最优调度策略。
上述的第一确定单元确定储能单元电量的有效状态具体过程如下：
判断i阶段储能单元的电量S(i)和N-i阶段储能单元的电量S(N-i)是否各自满足
若是，S(i)和S(N-i)为有效状态，否则S(i)和S(N-i)为无效状态；
其中，S(i)表示i阶段储能单元的电量，S(N-i)表示N-i阶段储能单元的电量，S(i-1)min和S(i-1)max分别表示i-1阶段储能单元的电量的最小值和最大值，S(N-i+1)min和S(N-i+1)max分别表示N-i+1阶段储能单元的电量的最小值和最大值，PBCmax表示储能单元的最大充电功率，PBDmax表示储能单元的最大放电功率，ηd表示储能单元的放电效率，ηc表示储能单元的充电效率，Δt表示相邻阶段的时间间隔。
上述的计算模块根据第一确定模块确定的储能单元电量的有效状态计算储能单元的充放电功率具体过程如下：
1)根据下式计算i阶段储能单元的充放电功率：
其中，PB(i)表示i阶段储能单元的充放电功率；Sup(i)表示i阶段储能单元电量变化量，且Sup(i)＝(1-τ)S(i-1)-S(i)，S(i-1)表示i-1阶段储能单元的电量，τ表示储能单元的自放电率；
2)根据下式计算N-i+1阶段储能单元的充放电功率：
其中，PB(N-i+1)表示N-i+1阶段储能单元的充放电功率；Sup(N-i+1)表示N-i+1阶段储能单元电量变化量，SUP(N-i+1)＝(1-τ)S(N-i)-S(N-i+1)，S(N-i)表示N-i阶段储能单元的电量。
上述的计算模块根据储能单元的充放电功率确定阶段指标函数具体过程如下：
1)根据PB(i)计算如下式的i阶段储能单元的指标函数：
V(i)＝fB(i)+fgrid(i)
其中，V(i)表示i阶段指标函数，fB(i)表示i阶段储能单元的运行成本，fgrid(i)表示i阶段电网购售电成本，fB(i)按下式计算：
fB(i)＝μB×|PB(i)|
其中，μB表示储能单元单位充放电成本；
fgrid(i)按下式计算：
fgrid(i)＝μgrid×[PL(i)-PB(i)-ΣPG(i)]
其中，μgrid表示电网单位购售电成本，PL(i)表示i阶段负荷消耗的电量，ΣPG(i)表示i阶段分布式电源的总发电量；
2)根据PB(N-i+1)确定如下式的N-i+1阶段指标函数：
V(N-i+1)＝fB(N-i+1)+fgrid(N-i+1)
其中，V(N-i+1)表示N-i+1阶段指标函数，fB(N-i+1)表示N-i+1阶段储能单元的运行成本，fgrid(N-i+1)表示N-i+1阶段电网购售电成本，fB(N-i+1)按下式计算：
fB(N-i+1)＝μB×|PB(N-i+1)|
fgrid(N-i+1)按下式计算：
fgrid(N-i+1)＝μgrid×[PL(N-i+1)-PB(N-i+1)-ΣPG(N-i+1)]
其中，PL(N-i+1)表示N-i+1阶段负荷消耗的电量，∑PG(N-i+1)为N-i+1阶段分布式电源的总发电量。
上述的第二确定模块根据计算模块确定的阶段指标函数确定储能单元的最优运行成本具体过程如下：
1)根据V(i)确定如下式的i阶段储能单元的最优运行成本：
F(S(i,m))＝min{l∈E(i,m)|F(S(i-1,l))+V(i)}
2)根据V(N-i+1)确定如下式的N-i+1阶段储能单元的最优运行成本：
F(S(N-i,k))＝min{u∈E(N-i,k)|F(S(N-i+1,u))+V(N-i+1)}
其中，F(S(i,m))表示i阶段中有效状态m下储能单元的最优运行成本，E(i,m)表示i阶段中有效状态的集合，F(S(i-1,l))表示i-1阶段中有效状态l下储能单元的最优运行成本；F(S(N-i,k))表示N-i阶段中有效状态k下储能单元的最优运行成本，E(N-i,k)表示N-i阶段中有效状态的集合，F(S(N-i+1,u))表示N-i+1阶段中有效状态u下储能单元的最优运行成本。
上述第二确定模块根据储能单元的最优运行成本确定储能单元充放电功率的最优调度策略具体过程如下：
判断是否满足i＝N-i，若是，根据储能单元的最优运行成本确定储能单元充放电功率的最优调度策略；否则使i＝i+1，返回确定储能单元电量的有效状态，并执行后续操作。
为了描述的方便，以上所述装置的各部分以功能分为各种模块或单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块或单元的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (2)
1.一种微电网储能经济运行控制方法，其特征在于，包括：
确定储能单元电量的有效状态；
根据储能单元电量的有效状态计算储能单元的充放电功率，并根据储能单元的充放电功率确定阶段指标函数；
根据阶段指标函数确定储能单元的最优运行成本，根据储能单元的最优运行成本确定储能单元充放电功率的最优调度策略；
所述确定储能单元电量的有效状态包括：
判断i阶段储能单元的电量S(i)和N-i阶段储能单元的电量S(N-i)是否各自满足
若是，S(i)和S(N-i)为有效状态，否则S(i)和S(N-i)为无效状态；
其中，S(i)表示i阶段储能单元的电量，S(N-i)表示N-i阶段储能单元的电量，S(i-1)min和S(i-1)max分别表示i-1阶段储能单元的电量的最小值和最大值，S(N-i+1)min和S(N-i+1)max分别表示N-i+1阶段储能单元的电量的最小值和最大值，PBCmax表示储能单元的最大充电功率，PBDmax表示储能单元的最大放电功率，ηd表示储能单元的放电效率，ηc表示储能单元的充电效率，Δt表示相邻阶段的时间间隔；
所述根据储能单元电量的有效状态计算储能单元的充放电功率包括：
根据下式计算i阶段储能单元的充放电功率：
其中，PB(i)表示i阶段储能单元的充放电功率；Sup(i)表示i阶段储能单元电量变化量，且Sup(i)＝(1-τ)S(i-1)-S(i)，S(i-1)表示i-1阶段储能单元的电量，τ表示储能单元的自放电率；
根据下式计算N-i+1阶段储能单元的充放电功率：
其中，PB(N-i+1)表示N-i+1阶段储能单元的充放电功率；Sup(N-i+1)表示N-i+1阶段储能单元电量变化量，SUP(N-i+1)＝(1-τ)S(N-i)-S(N-i+1)，S(N-i)表示N-i阶段储能单元的电量；
所述根据储能单元的充放电功率确定阶段指标函数包括：
根据PB(i)确定如下式的i阶段储能单元的指标函数：
V(i)＝fB(i)+fgrid(i)
其中，V(i)表示i阶段指标函数，fB(i)表示i阶段储能单元的运行成本，fgrid(i)表示i阶段电网购售电成本，fB(i)按下式计算：
fB(i)＝μB×|PB(i)|
其中，μB表示储能单元单位充放电成本；
fgrid(i)按下式计算：
fgrid(i)＝μgrid×[PL(i)-PB(i)-∑PG(i)]
其中，μgrid表示电网单位购售电成本，PL(i)表示i阶段负荷消耗的电量，∑PG(i)表示i阶段分布式电源的总发电量；
根据PB(N-i+1)确定如下式的N-i+1阶段指标函数：
V(N-i+1)＝fB(N-i+1)+fgrid(N-i+1)
其中，V(N-i+1)表示N-i+1阶段指标函数，fB(N-i+1)表示N-i+1阶段储能单元的运行成本，fgrid(N-i+1)表示N-i+1阶段电网购售电成本，fB(N-i+1)按下式计算：
fB(N-i+1)＝μB×|PB(N-i+1)|
fgrid(N-i+1)按下式计算：
fgrid(N-i+1)＝μgrid×[PL(N-i+1)-PB(N-i+1)-∑PG(N-i+1)]
其中，PL(N-i+1)表示N-i+1阶段负荷消耗的电量，∑PG(N-i+1)为N-i+1阶段分布式电源的总发电量；
所述根据阶段指标函数确定储能单元的最优运行成本包括：
根据V(i)确定如下式的i阶段储能单元的最优运行成本：
F(S(i,m))＝min{l∈E(i,m)|F(S(i-1,l))+V(i)}
根据V(N-i+1)确定如下式的N-i+1阶段储能单元的最优运行成本：
F(S(N-i,k))＝min{u∈E(N-i,k)|F(S(N-i+1,u))+V(N-i+1)}
其中，F(S(i,m))表示i阶段中有效状态m下储能单元的最优运行成本，E(i,m)表示i阶段中有效状态的集合，F(S(i-1,l))表示i-1阶段中有效状态l下储能单元的最优运行成本；F(S(N-i,k))表示N-i阶段中有效状态k下储能单元的最优运行成本，E(N-i,k)表示N-i阶段中有效状态的集合，F(S(N-i+1,u))表示N-i+1阶段中有效状态u下储能单元的最优运行成本；
所述根据储能单元的最优运行成本确定储能单元充放电功率的最优调度策略包括：
判断是否满足i＝N-i，若是，根据储能单元的最优运行成本确定储能单元充放电功率的最优调度策略；否则使i＝i+1，返回确定储能单元电量的有效状态，并执行后续操作。
2.一种微电网储能经济运行控制装置，其特征在于，包括：
第一确定模块，用于确定储能单元电量的有效状态；
计算模块，用于根据储能单元电量的有效状态计算储能单元的充放电功率，并根据储能单元的充放电功率确定阶段指标函数；
第二确定模块，根据阶段指标函数确定储能单元的最优运行成本，根据储能单元的最优运行成本确定储能单元充放电功率的最优调度策略；
所述第一确定模块具体用于：
判断i阶段储能单元的电量S(i)和N-i阶段储能单元的电量S(N-i)是否各自满足
若是，S(i)和S(N-i)为有效状态，否则S(i)和S(N-i)为无效状态；
其中，S(i)表示i阶段储能单元的电量，S(N-i)表示N-i阶段储能单元的电量，S(i-1)min和S(i-1)max分别表示i-1阶段储能单元的电量的最小值和最大值，S(N-i+1)min和S(N-i+1)max分别表示N-i+1阶段储能单元的电量的最小值和最大值，PBCmax表示储能单元的最大充电功率，PBDmax表示储能单元的最大放电功率，ηd表示储能单元的放电效率，ηc表示储能单元的充电效率，Δt表示相邻阶段的时间间隔；
所述计算模块具体用于：
根据下式计算i阶段储能单元的充放电功率：
其中，PB(i)表示i阶段储能单元的充放电功率；Sup(i)表示i阶段储能单元电量变化量，且Sup(i)＝(1-τ)S(i-1)-S(i)，S(i-1)表示i-1阶段储能单元的电量，τ表示储能单元的自放电率；
根据下式计算N-i+1阶段储能单元的充放电功率：
其中，PB(N-i+1)表示N-i+1阶段储能单元的充放电功率；Sup(N-i+1)表示N-i+1阶段储能单元电量变化量，SUP(N-i+1)＝(1-τ)S(N-i)-S(N-i+1)，S(N-i)表示N-i阶段储能单元的电量；
所述计算模块还具体用于：
根据PB(i)计算如下式的i阶段储能单元的指标函数：
V(i)＝fB(i)+fgrid(i)
其中，V(i)表示i阶段指标函数，fB(i)表示i阶段储能单元的运行成本，fgrid(i)表示i阶段电网购售电成本，fB(i)按下式计算：
fB(i)＝μB×|PB(i)|
其中，μB表示储能单元单位充放电成本；
fgrid(i)按下式计算：
fgrid(i)＝μgrid×[PL(i)-PB(i)-∑PG(i)]
其中，μgrid表示电网单位购售电成本，PL(i)表示i阶段负荷消耗的电量，∑PG(i)表示i阶段分布式电源的总发电量；
根据PB(N-i+1)确定如下式的N-i+1阶段指标函数：
V(N-i+1)＝fB(N-i+1)+fgrid(N-i+1)
其中，V(N-i+1)表示N-i+1阶段指标函数，fB(N-i+1)表示N-i+1阶段储能单元的运行成本，fgrid(N-i+1)表示N-i+1阶段电网购售电成本，fB(N-i+1)按下式计算：
fB(N-i+1)＝μB×|PB(N-i+1)|
fgrid(N-i+1)按下式计算：
fgrid(N-i+1)＝μgrid×[PL(N-i+1)-PB(N-i+1)-∑PG(N-i+1)]
其中，PL(N-i+1)表示N-i+1阶段负荷消耗的电量，∑PG(N-i+1)为N-i+1阶段分布式电源的总发电量；
所述第二确定模块具体用于：
根据V(i)确定如下式的i阶段储能单元的最优运行成本：
F(S(i,m))＝min{l∈E(i,m)|F(S(i-1,l))+V(i)}
根据V(N-i+1)确定如下式的N-i+1阶段储能单元的最优运行成本：
F(S(N-i,k))＝min{u∈E(N-i,k)|F(S(N-i+1,u))+V(N-i+1)}
其中，F(S(i,m))表示i阶段中有效状态m下储能单元的最优运行成本，E(i,m)表示i阶段中有效状态的集合，F(S(i-1,l))表示i-1阶段中有效状态l下储能单元的最优运行成本；F(S(N-i,k))表示N-i阶段中有效状态k下储能单元的最优运行成本，E(N-i,k)表示N-i阶段中有效状态的集合，F(S(N-i+1,u))表示N-i+1阶段中有效状态u下储能单元的最优运行成本；
所述第二确定模块还具体用于：
判断是否满足i＝N-i，若是，根据储能单元的最优运行成本确定储能单元充放电功率的最优调度策略；否则使i＝i+1，返回确定储能单元电量的有效状态，并执行后续操作。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710704926.2A CN107482658B (zh) | 2017-08-17 | 2017-08-17 | 一种微电网储能经济运行控制方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710704926.2A CN107482658B (zh) | 2017-08-17 | 2017-08-17 | 一种微电网储能经济运行控制方法和装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107482658A CN107482658A (zh) | 2017-12-15 |
| CN107482658B true CN107482658B (zh) | 2022-08-19 |
Family
ID=60598894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710704926.2A Active CN107482658B (zh) | 2017-08-17 | 2017-08-17 | 一种微电网储能经济运行控制方法和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107482658B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108844190B (zh) * | 2018-06-20 | 2020-02-28 | 中国科学院自动化研究所 | 空调自学习最优控制系统 |
| CN109583749B (zh) * | 2018-11-27 | 2022-11-08 | 中国人民解放军海军大连舰艇学院 | 一种基于动态规划的软件研制成本智能控制方法及系统 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102510080A (zh) * | 2011-11-09 | 2012-06-20 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种微电网中储能系统的调度方法 |
-
2017
- 2017-08-17 CN CN201710704926.2A patent/CN107482658B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107482658A (zh) | 2017-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6812700B2 (ja) | 総合され最適化された仮想発電所制御 | |
| CN107465204B (zh) | 一种储能电站中多电池组功率优化分配方法和装置 | |
| CN111509781B (zh) | 一种分布式电源协调优化控制方法及系统 | |
| CN113410900B (zh) | 基于自适应差分鲸鱼优化的微电网hess优化配置方法及系统 | |
| CN115102239B (zh) | 一种考虑soc均衡的储能电站一次调频控制方法及系统 | |
| CN108667054B (zh) | 一种储能规划方法及装置 | |
| CN109787221B (zh) | 一种微电网电能安全经济调度方法和系统 | |
| CN113715669B (zh) | 电动汽车有序充电控制方法、系统、设备及可读存储介质 | |
| CN115709665A (zh) | 基于台区自治的电动汽车交流桩有序充电方法及系统 | |
| Park et al. | Optimal energy management of DC microgrid system using dynamic programming | |
| CN111489009A (zh) | 一种电动汽车充电站运行方式的优化计算方法及装置 | |
| CN107482658B (zh) | 一种微电网储能经济运行控制方法和装置 | |
| CN112952862A (zh) | 平抑风电功率波动的混合储能分频协调控制器及实现方法 | |
| CN112687969A (zh) | 基于储能系统的同期退役协同控制方法、系统及介质 | |
| CN112787327B (zh) | 基于送、受端区域优化的两区域应急备用配置方法和装置 | |
| CN112906961B (zh) | 储能控制方法、装置、非易失性存储介质及电子装置 | |
| CN111884214B (zh) | 适用于园区能量路由器集群的分层优化调度方法及装置 | |
| LU504063B1 (en) | Multi-time scale power distribution method and device for microgrid containing energy storage power station | |
| CN105914780B (zh) | 风储联合发电系统发电指标跟踪方法及装置 | |
| CN111934307A (zh) | 一种用于直流配电网的扁平化运行控制方法及系统 | |
| CN114142535B (zh) | 一种微电网源网荷储的调度方法、系统、设备及介质 | |
| CN115065075B (zh) | 风储集群中储能站优化调度方法、系统及存储介质 | |
| CN113799659A (zh) | 一种燃料电池整车能量分配方法 | |
| CN109256790B (zh) | 一种蓄能系统配置方法、装置及存储介质 | |
| CN112491067A (zh) | 一种基于复合储能的主动配电网容量配置方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |