有效
一种综合能源系统储能出力规划方法、装置、设备及介质
雷金勇、郭祚刚、袁智勇、徐敏、黎小林、王琦
南方电网科学研究院有限责任公司
摘要
本申请提供了一种综合能源系统储能出力规划方法、装置、设备及介质,该方法包括:输入基础数据;构建综合能源系统中储能系统的成本模型;构建综合能源系统净负荷功率的多场景分析模型;根据所述综合能源系统中储能系统的成本模型与所述综合能源系统净负荷功率的多场景分析模型,构建基于CVaR的综合能源系统储能出力的线性规划模型;根据所述基础数据与所述构建基于CVaR的储能出力线性规划模型,求解并输出所述基于CVaR的储能出力线性规划结果。本申请的技术方案能够有效地平衡综合能源系统的运行风险与运行效率,具有在考虑运行风险的情况下,最大化综合能源系统运行效率的优点。
1.一种综合能源系统储能出力规划方法,其特征在于,包括:输入基础数据;构建综合能源系统中储能系统的成本模型,包括:建立综合能源系统中储能系统成本的目标函数;建立所述目标函数相应的约束条件;所述目标函数为:C=C 1 +C 2 =c c p + -c d p - +c buy p b -c sell p s式中,C 1 为运行成本,包括储能系统每次充放电所需要的运行费用,p + ,p - 分别指储能系统在某时段内规划的充电电量和放电电量,p + 为非负数,p - 为非正数,并且两者中必须有一个为0,即某时段内的规划不能既充电又放电,c c ,c d 分别为储能系统充入单位电能和放出单位电能所需要的运行成本;C 2 为电能交易成本,指综合能源系统与电网之间交易电能的费用,其中p b ,p s 分别指综合能源系统在某时段内规划的购入电量和售出电量,p b 为非负数,p s 为非正数,并且两者中必须有一个为0,即某时段内的规划不能既购入电量又售出电量,c buy 为综合能源系统购买电能的单位价格,c sell 为综合能源系统出售电能的单位价格;所述目标函数相应的约束条件包括:p + =max(p bat ,0)p - =min(p bat ,0)p b =max(p d +p bat ,0)p s =min(p d +p bat ,0)p b +p s =p d +p bat式中,p bat =p + +p - ,p bat 为储能系统在某时段内的电量变化,p d 为综合能源系统中某时段内用户的电能需求减去该时段新能源发电量即为净负荷需求;将所述目标函数的非线性约束条件转化为线性约束条件:w 1 +w 2 +w 3 =0w 1 ≤z 1 ,w 2 ≤z 1 +z 2 ,w 3 ≤z 2z 1 ,z 2 =0,1p b ≥p d +p batp b ≥0式中,w 1 ,w 2 ,w 3 ,z 1 ,z 2 均为将分段线性函数转换为线性函数的辅助变量;构建综合能源系统净负荷功率的多场景分析模型;根据所述综合能源系统中储能系统的成本模型与所述综合能源系统净负荷功率的多场景分析模型,构建基于CVaR的综合能源系统储能出力的线性规划模型;所述线性规划模型为:subject to: z i ≥0,w 1 +w 2 +w 3 =0,w 1 ≤z 1 ,w 2 ≤z 1 +z 2 ,w 3 ≤z 2 ,z 1 ,z 2 =0,10≤p + ≤p max ,p bat =p + +p - ,式中,i对应于从-N r 到N r 共2N r +1个场景的场景编号,α、p bat 、z i 为优化的决策变量,α为风险价值VaR,p bat 为储能系统的充放电量,z i 为CVaR求法中的辅助变量, 表示电池初始电量, 表示电池容量的上限,p max 表示充电功率的上限, 为储能系统储能的上限;根据所述基础数据与所述构建基于CVaR的储能出力线性规划模型,求解并输出所述基于CVaR的储能出力线性规划结果。
2.根据权利要求1所述的一种综合能源系统储能出力规划方法,其特征在于,所述构建综合能源系统净负荷功率的多场景分析模型,包括:设净负荷预测的误差呈正态分布,且误差的均值为0,对正态分布采取等步长抽样,得到2N r +1个场景下的预测误差;设正态分布概率密度最高点f r (x r(0) )为抽样中心点,对应于预测误差的均值为x r(0) =0;取抽样点 得到对应的概率密度 抽样点x r(i) 对应的场景概率为:
3.一种综合能源系统储能出力规划装置,其特征在于,包括:输入模块,用于将基础数据输入综合能源系统储能优化装置;模型构建模块,用于构建综合能源系统中储能系统的成本模型,包括:建立综合能源系统中储能系统成本的目标函数;建立所述目标函数相应的约束条件;所述目标函数为:C=C 1 +C 2 =c c p + -c d p - +c buy p b -c sell p s式中,C 1 为运行成本,包括储能系统每次充放电所需要的运行费用,p + ,p - 分别指储能系统在某时段内规划的充电电量和放电电量,p + 为非负数,p - 为非正数,并且两者中必须有一个为0,即某时段内的规划不能既充电又放电,c c ,c d 分别为储能系统充入单位电能和放出单位电能所需要的运行成本;C 2 为电能交易成本,指综合能源系统与电网之间交易电能的费用,其中p b ,p s 分别指综合能源系统在某时段内规划的购入电量和售出电量,p b 为非负数,p s 为非正数,并且两者中必须有一个为0,即某时段内的规划不能既购入电量又售出电量,c buy 为综合能源系统购买电能的单位价格,c sell 为综合能源系统出售电能的单位价格;所述目标函数相应的约束条件包括:p + =max(p bat ,0)p - =min(p bat ,0)p b =max(p d +p bat ,0)p s =min(p d +p bat ,0)p b +p s =p d +p bat式中,p bat =p + +p - ,p bat 为储能系统在某时段内的电量变化,p d 为综合能源系统中某时段内用户的电能需求减去该时段新能源发电量即为净负荷需求;将所述目标函数的非线性约束条件转化为线性约束条件:w 1 +w 2 +w 3 =0w 1 ≤z 1 ,w 2 ≤z 1 +z 2 ,w 3 ≤z 2z 1 ,z 2 =0,1p b ≥p d +p batp b ≥0式中,w 1 ,w 2 ,w 3 ,z 1 ,z 2 均为将分段线性函数转换为线性函数的辅助变量;构建所述综合能源系统净负荷功率的多场景分析模型,构建基于CVaR的综合能源系统储能出力的线性规划模型;所述线性规划模型为:subject to: z i ≥0,w 1 +w 2 +w 3 =0,w 1 ≤z 1 ,w 2 ≤z 1 +z 2 ,w 3 ≤z 2 ,z 1 ,z 2 =0,10≤p + ≤p max ,p bat =p + +p - ,式中,i对应于从-N r 到N r 共2N r +1个场景的场景编号,α、p bat 、z i 为优化的决策变量,α为风险价值VaR,p bat 为储能系统的充放电量,z i 为CVaR求法中的辅助变量, 表示电池初始电量, 表示电池容量的上限,p max 表示充电功率的上限, 为储能系统储能的上限;规划模块,用于求解所述基于CVaR的综合能源系统储能出力的线性规划模型;输出模块,用于输出所述基于CVaR的综合能源系统储能出力的线性规划结果。
4.一种综合能源系统储能出力规划设备,其特征在于,包括:存储器,用于存储与如权利要求1至2任一项所述的一种综合能源系统储能出力规划方法相对应的计算机程序代码;控制器,用于执行所述计算机程序代码,以实现如权利要求1至2任一项所述的一种综合能源系统储能出力规划方法。
5.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质中存储有如权利要求1至2任一项所述的一种综合能源系统储能出力规划方法相对应的计算机程序代码;所述计算机程序代码被控制器执行时实现如权利要求1至2任一项所述的一种综合能源系统储能出力规划方法。



