基于雙階段的儲(chǔ)能規(guī)劃方法
專(zhuān)利匯可以提供基于雙階段的儲(chǔ)能規(guī)劃方法專(zhuān)利檢索，專(zhuān)利查詢(xún)，專(zhuān)利分析的服務(wù)。并且本 申請(qǐng) 實(shí)施例 提出了基于雙階段的儲(chǔ)能規(guī)劃方法，包括基于 風(fēng) 力 發(fā) 電機(jī) 的發(fā) 電能 力，確定 風(fēng)力 發(fā)電量與風(fēng)速的對(duì)應(yīng)函數(shù)關(guān)系；基于 電池 儲(chǔ)能系統(tǒng)中各電池儲(chǔ)存 能量 以及不同時(shí)刻的充放電功率，確定電池充電模型的系統(tǒng)函數(shù)；基于儲(chǔ)能載體的 溫度 變化趨勢(shì)，確定對(duì)應(yīng)儲(chǔ)能載體的虛擬儲(chǔ)能系統(tǒng)中的 熱容 量模型函數(shù)；基于兩層隨機(jī)模型結(jié)合當(dāng)前電力供應(yīng)市場(chǎng)中的電力需求以及虛擬儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能能力，對(duì)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電能力進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度。通過(guò)在兩個(gè)階段中分別由差分進(jìn)化 算法 解得并作為參數(shù)代入到隨機(jī)模型以及將年運(yùn)行成本會(huì)被返回到第一階段，差分 進(jìn)化算法 會(huì)計(jì)算式中的總成本，以循環(huán)的方式選取最優(yōu)個(gè)體并淘汰其他次優(yōu)解，最終找到全局最優(yōu)解。，下面是基于雙階段的儲(chǔ)能規(guī)劃方法專(zhuān)利的具體信息內(nèi)容。
1.基于雙階段的儲(chǔ)能規(guī)劃方法，其特征在于，所述儲(chǔ)能規(guī)劃方法包括：
基于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電能力，確定風(fēng)力發(fā)電量與風(fēng)速的對(duì)應(yīng)函數(shù)關(guān)系；
基于電池儲(chǔ)能系統(tǒng)中各電池儲(chǔ)存能量以及不同時(shí)刻的充放電功率，確定電池充電模型的系統(tǒng)函數(shù)；
基于儲(chǔ)能載體的溫度變化趨勢(shì)，確定對(duì)應(yīng)儲(chǔ)能載體的虛擬儲(chǔ)能系統(tǒng)中的熱容量模型函數(shù)；
基于兩層隨機(jī)模型結(jié)合當(dāng)前電力供應(yīng)市場(chǎng)中的電力需求以及虛擬儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能能力，對(duì)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電能力進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙階段的儲(chǔ)能規(guī)劃方法，其特征在于，所述基于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電能力，確定風(fēng)力發(fā)電量與風(fēng)速的對(duì)應(yīng)函數(shù)關(guān)系，包括：
風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電量定義為與風(fēng)速相關(guān)的分段函數(shù)如公式一所示，
其中，vti和 是t時(shí)刻i節(jié)點(diǎn)的風(fēng)速和相應(yīng)的風(fēng)機(jī)功率輸出；vCI,vR和vCO為切入風(fēng)速，額定風(fēng)速以及切出風(fēng)速；PWT,R和 是單位容量的風(fēng)機(jī)出力以及i節(jié)點(diǎn)的風(fēng)機(jī)裝機(jī)容量；
代表了風(fēng)機(jī)是否在i節(jié)點(diǎn)安裝；ΩWT是安裝了風(fēng)機(jī)的節(jié)點(diǎn)的集合；風(fēng)電機(jī)組的維護(hù)費(fèi)用按投資成本的一定比例來(lái)計(jì)算。假設(shè)沒(méi)有更多的運(yùn)營(yíng)成本。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙階段的儲(chǔ)能規(guī)劃方法，其特征在于，所述基于電池儲(chǔ)能系統(tǒng)中各電池儲(chǔ)存能量以及不同時(shí)刻的充放電功率，確定電池充電模型的系統(tǒng)函數(shù)，包括：
電池充電模型如公式二所示，
其中， 是t時(shí)刻i節(jié)點(diǎn)的電池儲(chǔ)存能量； 和 代表了i節(jié)點(diǎn)時(shí)刻的充放電功率；ηC和ηD是充放電的效率；Δt?is?t時(shí)刻與t+1時(shí)刻的時(shí)間間隔；
電池控制芯片SOC的狀態(tài)參數(shù)如公式三所示，
其中 是i節(jié)點(diǎn)電池的最大容量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于雙階段的儲(chǔ)能規(guī)劃方法，其特征在于，所述電池儲(chǔ)能系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)各電池的約束條件包括：
SOC狀態(tài)約束參數(shù)如公式四所示：
其中SOC和 是電池SOC狀態(tài)的上下限；
充放電功率約束條件如公式五所示：
其中 是0、1決策變量，代表了電池是否安裝在i節(jié)點(diǎn)；如果安裝則 否
則,
其中，0、1決策變量 和 是電池的充放電決策；如果電池充電，則 如果電池放電，則 公式七保證電池不能同時(shí)充放電。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙階段的儲(chǔ)能規(guī)劃方法，其特征在于，所述基于儲(chǔ)能載體的溫度變化趨勢(shì)，確定對(duì)應(yīng)儲(chǔ)能載體的虛擬儲(chǔ)能系統(tǒng)中的熱容量模型函數(shù)，包括:
建筑的熱容量的模型如公式九所示，
其中， 代表了從t時(shí)刻的溫度Tt,i改變到到t+1時(shí)刻的溫度T(t+1),i需要的能量；Δt是t時(shí)刻到t+1時(shí)刻的時(shí)間間隔；TCi是i節(jié)點(diǎn)虛擬儲(chǔ)能的熱容量系數(shù)，單位為kWh/K；TLi是i節(jié)點(diǎn)虛擬儲(chǔ)能的熱損失系數(shù)；TA是對(duì)應(yīng)建筑的室外溫度；通過(guò)調(diào)整目標(biāo)溫度T(t+1),i，消耗的電能被控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于雙階段的儲(chǔ)能規(guī)劃方法，其特征在于，所述儲(chǔ)能規(guī)劃方法還包括向建筑提供獎(jiǎng)勵(lì)金的步驟，具體包括：
激勵(lì)金額被定義為一個(gè)線性函數(shù)如公式十所示，
其中，
其中， 和 代表了i節(jié)點(diǎn)t時(shí)刻控制虛擬儲(chǔ)能所需的費(fèi)用以及控制的負(fù)荷功VESS
率；α 是可控負(fù)荷的成本系數(shù)； 和 是控制溫度在能接受范圍內(nèi)的最小以及最大熱需求；ΩVESS是所有可控負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的集合。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于雙階段的儲(chǔ)能規(guī)劃方法，其特征在于，所述儲(chǔ)能規(guī)劃方法還包括基于負(fù)荷以及風(fēng)速的不確定性；收集大量的歷史需求和氣象數(shù)據(jù)，建立相關(guān)的概率分布模型，對(duì)不確定性進(jìn)行建模的步驟，具體包括：
荷載采用正態(tài)分布，風(fēng)速采用威布爾分布，風(fēng)速的概率分布函數(shù)描述為：
其中k和c是分布的形狀和比例參數(shù)；
負(fù)荷的概率分布由正太分布表示，如公式十二所示，
其中，μt表示日前預(yù)測(cè)的t時(shí)刻負(fù)荷；σt是從歷史數(shù)據(jù)中得出的t時(shí)刻的負(fù)荷方差；
定義如公式十三所示的包含年化投資成本CInv以及運(yùn)行成本 的目標(biāo)函數(shù)表達(dá)式，其中，N是節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙階段的儲(chǔ)能規(guī)劃方法，其特征在于，所述兩層隨機(jī)模型包含了對(duì)應(yīng)日前市場(chǎng)的第一模型和對(duì)應(yīng)實(shí)時(shí)市場(chǎng)的第二模型。
9.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于雙階段的儲(chǔ)能規(guī)劃方法，其特征在于，所述基于兩層隨機(jī)模型結(jié)合當(dāng)前電力供應(yīng)市場(chǎng)中的電力需求以及虛擬儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能能力，對(duì)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電能力進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，包括：
定義如公式十四所示的目標(biāo)函數(shù)，
其中， 和 為0，1決策變量，分別代表了i節(jié)點(diǎn)t時(shí)刻機(jī)組啟停狀態(tài)，開(kāi)
機(jī)行為以及關(guān)機(jī)行為； 是i節(jié)點(diǎn)t時(shí)刻機(jī)組最優(yōu)功率輸出。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于雙階段的儲(chǔ)能規(guī)劃方法，其特征在于，所述目標(biāo)函數(shù)的約束條件包括：
如公式十五所示的節(jié)點(diǎn)平衡約束式，
其中 是t時(shí)刻i節(jié)點(diǎn)的電負(fù)荷需求；ΩLoad是有電負(fù)荷的節(jié)點(diǎn)的集合；
如公式十六所示的網(wǎng)絡(luò)約束表達(dá)式，
其中，Bij是i節(jié)點(diǎn)和j節(jié)點(diǎn)間的電納；θt,i和θt,j是i、j節(jié)點(diǎn)t時(shí)刻電壓的相角；St,ij為i節(jié)點(diǎn)和j節(jié)點(diǎn)間t時(shí)刻的潮流；
如公式十七所示的機(jī)組約束表達(dá)式，
有功限制和啟停約束
其中 和 是i節(jié)點(diǎn)上的機(jī)組最小和最大的有功功率輸出；
如公式十八所示的爬坡約束表達(dá)式，
其中 和 是機(jī)組的向上和向下爬坡約束。
基于雙階段的儲(chǔ)能規(guī)劃方法
技術(shù)領(lǐng)域
背景技術(shù)
發(fā)明內(nèi)容
分進(jìn)化算法會(huì)計(jì)算式中的總成本，通過(guò)循環(huán)，選取最優(yōu)個(gè)體并淘汰其他次優(yōu)解。因此，通過(guò)循環(huán)，可以找到全局最優(yōu)解。
附圖說(shuō)明
具體實(shí)施方式
下和向上偏移的功率； 和 是i節(jié)點(diǎn)機(jī)組開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)成本；αBESS是使用電池的成本系數(shù)。一般，αBESS＝0；當(dāng)共享電池時(shí)，αBESS＞0。
在第二階段中，有不確定性的數(shù)據(jù)會(huì)被代入到隨機(jī)模型中。決策變量集合2包括了以及 年運(yùn)行成本會(huì)被返回到第一階段。差分進(jìn)
化算法會(huì)計(jì)算式總成本，通過(guò)循環(huán)，選取最優(yōu)個(gè)體并淘汰其他次優(yōu)解。因此，通過(guò)循環(huán)，可以找到全局最優(yōu)解。
155MW。BESS的最佳分配是總線6，總線8，總線9和總線11。這些位置靠近分布式WT或鄰近負(fù)載中心。BESS?的最佳大小分別為50MWh，50MWh，16.87MWh和6.71MWh。請(qǐng)注意，將總線6和總線8上的BESS大小優(yōu)化為單個(gè)總線的最大容量。這種配置使BESS可以有效地平衡風(fēng)的波動(dòng)。
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