本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)儲(chǔ)能，具體是基于電網(wǎng)損耗和電壓波動(dòng)的移動(dòng)儲(chǔ)能運(yùn)行調(diào)控方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、為了減少碳排放量，發(fā)展綠色低碳的新能源已經(jīng)是全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大勢(shì)所趨。然而可再生能源發(fā)電具有間歇性，不穩(wěn)定性的特點(diǎn)，其在電力系統(tǒng)中的推廣與使用，將對(duì)電網(wǎng)的調(diào)度與運(yùn)行產(chǎn)生不利影響。移動(dòng)儲(chǔ)能系統(tǒng)因其靈活性強(qiáng)、響應(yīng)速度快而備受關(guān)注。它們可以快速部署到電網(wǎng)的任何部分，以應(yīng)對(duì)可再生能源的間歇性和波動(dòng)性，從而減輕電網(wǎng)的電壓波動(dòng)和功率損耗，降低能源傳輸?shù)膿p耗，減少電力系統(tǒng)的運(yùn)行成本和維護(hù)成本，最大程度地提高能源利用效率。然而如何調(diào)控移動(dòng)儲(chǔ)能系統(tǒng)使其在電網(wǎng)調(diào)控中具有實(shí)用性和可靠性是急需要解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種基于電網(wǎng)損耗和電壓波動(dòng)的移動(dòng)儲(chǔ)能運(yùn)行調(diào)控方法及系統(tǒng)。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

3、本發(fā)明的基于電網(wǎng)損耗和電壓波動(dòng)的移動(dòng)儲(chǔ)能運(yùn)行調(diào)控方法，包括以下操作：

4、采集電網(wǎng)及移動(dòng)儲(chǔ)能的相關(guān)數(shù)據(jù)；

5、建立包含移動(dòng)儲(chǔ)能且基于二階錐規(guī)劃的多節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)模型，所述多節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)模型的優(yōu)化目標(biāo)為節(jié)點(diǎn)電壓偏差懲罰、電網(wǎng)功率損耗成本、系統(tǒng)內(nèi)發(fā)電機(jī)發(fā)電成本之和最小；

6、將采集到的電網(wǎng)及移動(dòng)儲(chǔ)能的相關(guān)數(shù)據(jù)輸入至多節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)模型中得到移動(dòng)儲(chǔ)能移動(dòng)及充放電調(diào)控策略。

7、本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：電網(wǎng)及移動(dòng)儲(chǔ)能的相關(guān)數(shù)據(jù)包括多節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)、發(fā)電機(jī)、新能源和負(fù)載的相關(guān)參數(shù)。

8、本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：多節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)模型的優(yōu)化目標(biāo)的表達(dá)式為：

9、

10、其中，cg為實(shí)時(shí)電價(jià)，pg為發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)注入的有功功率，ce為網(wǎng)絡(luò)有功損耗補(bǔ)償系數(shù)，i為網(wǎng)絡(luò)總線的數(shù)量，i、j為電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)編號(hào)，c(i)是為以i為起點(diǎn)連接的一組總線，rij為支路ij上的電阻，iij為支路電流，ca為電壓偏差懲罰系數(shù)，vit為電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i的母線的電壓幅值，t為時(shí)刻。

11、本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：多節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)模型的約束條件包括：

12、移動(dòng)儲(chǔ)能與電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)連接狀態(tài)約束，表達(dá)式為：

13、

14、其中，二進(jìn)制變量s(t,i)為在t時(shí)段內(nèi)移動(dòng)儲(chǔ)能與電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i的母線的連接狀態(tài)，1表示連接，0表示斷開；

15、限制移動(dòng)儲(chǔ)能在開始與結(jié)束所在的電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)一致，表達(dá)式為：

16、

17、其中，s(t,i)為在結(jié)束時(shí)移動(dòng)儲(chǔ)能與電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i的母線的連接狀態(tài)，s(0,i)為在開始時(shí)移動(dòng)儲(chǔ)能與電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i的母線的連接狀態(tài)；

18、移動(dòng)儲(chǔ)能移動(dòng)狀態(tài)約束，表達(dá)式為：

19、

20、其中，矩陣tr為移動(dòng)儲(chǔ)能在道路上花費(fèi)的特定時(shí)間；

21、在經(jīng)過所需運(yùn)輸時(shí)間后，移動(dòng)儲(chǔ)能在t時(shí)刻離開電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i并在μ時(shí)刻接入電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)j，表達(dá)式為：

22、

23、其中，tri,j為移動(dòng)儲(chǔ)能從電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i接入電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)j所花費(fèi)的時(shí)間；

24、移動(dòng)儲(chǔ)能運(yùn)輸電能損耗的計(jì)算表達(dá)式為：

25、

26、其中，ep為移動(dòng)儲(chǔ)能在道路上運(yùn)輸每小時(shí)所消耗的電能，econs(t)為移動(dòng)儲(chǔ)能運(yùn)輸電能損耗；

27、移動(dòng)儲(chǔ)能充放電約束，表達(dá)式為：

28、pmess(t)＝pcmess(t)+pdmess(t)

29、pcmess(t)·pdmess(t)＝0

30、其中，pmess(t)為移動(dòng)儲(chǔ)能在t時(shí)刻的功率，pcmess(t)和pdmess(t)分別為移動(dòng)儲(chǔ)能在t時(shí)刻的充電功率和放電功率；

31、移動(dòng)儲(chǔ)能充放電功率限制約束，表達(dá)式為：

32、0≤pcmess(t)≤smess·s(t,i)

33、-smess·s(t,i)≤pdmess(t)≤0

34、其中，smess為移動(dòng)儲(chǔ)能的額定功率；

35、移動(dòng)儲(chǔ)能能量平衡約束，表達(dá)式為：

36、

37、其中，emess(t)為移動(dòng)儲(chǔ)能在t時(shí)刻的電量，ηc和ηd分別為移動(dòng)儲(chǔ)能的充電效率和放電效率；

38、移動(dòng)儲(chǔ)能能量范圍約束，表達(dá)式為：

39、emess,min≤emess(t)≤emess,max

40、emess(t)＝emess(0)

41、其中，emess,min為移動(dòng)儲(chǔ)能最小電量，emess,max為移動(dòng)儲(chǔ)能最大電量，emess(t)為移動(dòng)儲(chǔ)能結(jié)束時(shí)能量狀態(tài)，emess(0)為移動(dòng)儲(chǔ)能開始時(shí)能量狀態(tài)；

42、各母線注入或吸收的功率和各支路的潮流滿足以下功率平衡約束：

43、

44、其中，pkit、qkit為支路ki上流入電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i的母線的有功功率和無功功率，pijt、qijt為支路ij上從電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i的母線流出的有功功率和無功功率，分別為有功和無功的網(wǎng)絡(luò)支路損耗，為移動(dòng)儲(chǔ)能的有功功率和無功功率，分別為電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i處光伏電站的有功功率和無功功率，分別為電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i的母線的有功和無功負(fù)載功率；

45、電壓降約束，表達(dá)式為：

46、

47、其中，vjt、vit分別為電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)j和i的母線的電壓幅值，iijt為t時(shí)刻的支路ij上的電流，rij和xij分別為支路ij上的電阻和電抗；

48、傳輸極限約束，表達(dá)式為：

49、

50、其中，是分支傳輸容量；

51、電壓約束，表達(dá)式為：

52、

53、其中，iijt為t時(shí)刻的支路ij上的電流；

54、光伏電站充放電功率約束，表達(dá)式為：

55、

56、其中，ppvs和qpvs分別為光伏電站提供的最大有功和無功功率；

57、發(fā)電機(jī)的功率約束，表達(dá)式為：

58、

59、其中，pg,max和qg,max為發(fā)電機(jī)提供的最大有功和無功功率，pg為發(fā)電機(jī)的有功功率，qg為發(fā)電機(jī)的無功功率；

60、采用二階錐松弛技術(shù)，將支路的電流的平方定義為i2,ij，電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的電壓幅值的平方定義為u2,i，得到線性化后的轉(zhuǎn)換結(jié)果：

61、

62、多節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)模型的優(yōu)化目標(biāo)的表達(dá)式變?yōu)椋?/p>

63、

64、電壓降約束的表達(dá)式變?yōu)椋?/p>

65、u2,jt＝u2,it-(rij2+xij2)i2,ijt

66、傳輸極限約束的表達(dá)式變?yōu)椋?/p>

67、

68、電壓約束的表達(dá)式變?yōu)椋?/p>

69、||[2pijt2qijti2,ijt-u2,ijt]t||2≤i2,ijt+u2,ijt

70、引入二進(jìn)制變量αit消除多節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)模型的優(yōu)化目標(biāo)的表達(dá)式中的絕對(duì)值符號(hào)：

71、|vit-1|＝(2αit-1)(vit-1)

72、若vit-1大于等于0，則αit取1，若vit-1小于0，則αit取0；

73、使用代替αit(vit-1)，使用大m法線性表示：

74、

75、當(dāng)αit取1，大于等于0；

76、當(dāng)αit取0，大于等于0。

77、本發(fā)明的基于電網(wǎng)損耗和電壓波動(dòng)的移動(dòng)儲(chǔ)能運(yùn)行調(diào)控系統(tǒng)，系統(tǒng)包括：

78、采集模塊：用于采集電網(wǎng)及移動(dòng)儲(chǔ)能的相關(guān)數(shù)據(jù)；

79、模型建立模塊：用于建立包含移動(dòng)儲(chǔ)能且基于二階錐規(guī)劃的多節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)模型，所述多節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)模型的優(yōu)化目標(biāo)為節(jié)點(diǎn)電壓偏差懲罰、電網(wǎng)功率損耗成本、系統(tǒng)內(nèi)發(fā)電機(jī)發(fā)電成本之和最??；

80、二階錐規(guī)劃模塊：用于將采集到的電網(wǎng)及移動(dòng)儲(chǔ)能的相關(guān)數(shù)據(jù)輸入至多節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)模型中得到移動(dòng)儲(chǔ)能移動(dòng)及充放電調(diào)控策略。

81、本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：電網(wǎng)及移動(dòng)儲(chǔ)能的相關(guān)數(shù)據(jù)包括多節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)、發(fā)電機(jī)、新能源和負(fù)載的相關(guān)參數(shù)。

82、本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：多節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)模型的優(yōu)化目標(biāo)的表達(dá)式為：

83、

84、其中，cg為實(shí)時(shí)電價(jià)，pg為發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)注入的有功功率，ce為網(wǎng)絡(luò)有功損耗補(bǔ)償系數(shù)，i為網(wǎng)絡(luò)總線的數(shù)量，i、j為電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)編號(hào)，c(i)是為以i為起點(diǎn)連接的一組總線，rij為支路ij上的電阻，iij為支路電流，ca為電壓偏差懲罰系數(shù)，vit為電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i的母線的電壓幅值，t為時(shí)刻。

85、本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于：多節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)模型的約束條件包括：

86、移動(dòng)儲(chǔ)能與電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)連接狀態(tài)約束，表達(dá)式為：

87、

88、其中，二進(jìn)制變量s(t,i)為在t時(shí)段內(nèi)移動(dòng)儲(chǔ)能與電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i的母線的連接狀態(tài)，1表示連接，0表示斷開；

89、限制移動(dòng)儲(chǔ)能在開始與結(jié)束所在的電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)一致，表達(dá)式為：

90、

91、其中，s(t,i)為在結(jié)束時(shí)移動(dòng)儲(chǔ)能與電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i的母線的連接狀態(tài)，s(0,i)為在開始時(shí)移動(dòng)儲(chǔ)能與電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i的母線的連接狀態(tài)；

92、移動(dòng)儲(chǔ)能移動(dòng)狀態(tài)約束，表達(dá)式為：

93、

94、其中，矩陣tr為移動(dòng)儲(chǔ)能在道路上花費(fèi)的特定時(shí)間；

95、在經(jīng)過所需運(yùn)輸時(shí)間后，移動(dòng)儲(chǔ)能在t時(shí)刻離開電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i并在μ時(shí)刻接入電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)j，表達(dá)式為：

96、

97、其中，tri,j為移動(dòng)儲(chǔ)能從電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i接入電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)j所花費(fèi)的時(shí)間；

98、移動(dòng)儲(chǔ)能運(yùn)輸電能損耗的計(jì)算表達(dá)式為：

99、

100、其中，ep為移動(dòng)儲(chǔ)能在道路上運(yùn)輸每小時(shí)所消耗的電能，econs(t)為移動(dòng)儲(chǔ)能運(yùn)輸電能損耗；

101、移動(dòng)儲(chǔ)能充放電約束，表達(dá)式為：

102、pmess(t)＝pcmess(t)+pdmess(t)

103、pcmess(t)·pdmess(t)＝0

104、其中，pmess(t)為移動(dòng)儲(chǔ)能在t時(shí)刻的功率，pcmess(t)和pdmess(t)分別為移動(dòng)儲(chǔ)能在t時(shí)刻的充電功率和放電功率；

105、移動(dòng)儲(chǔ)能充放電功率限制約束，表達(dá)式為：

106、0≤pcmess(t)≤smess·s(t,i)

107、-smess·s(t,i)≤pdmess(t)≤0

108、其中，smess為移動(dòng)儲(chǔ)能的額定功率；

109、移動(dòng)儲(chǔ)能能量平衡約束，表達(dá)式為：

110、

111、其中，emess(t)為移動(dòng)儲(chǔ)能在t時(shí)刻的電量，ηc和ηd分別為移動(dòng)儲(chǔ)能的充電效率和放電效率；

112、移動(dòng)儲(chǔ)能能量范圍約束，表達(dá)式為：

113、emess,min≤emess(t)≤emess,max

114、emess(t)＝emess(0)

115、其中，emess,min為移動(dòng)儲(chǔ)能最小電量，emess,max為移動(dòng)儲(chǔ)能最大電量，emess(t)為移動(dòng)儲(chǔ)能結(jié)束時(shí)能量狀態(tài)，emess(0)為移動(dòng)儲(chǔ)能開始時(shí)能量狀態(tài)；

116、各母線注入或吸收的功率和各支路的潮流滿足以下功率平衡約束：

117、

118、其中，pkit、qkit為支路ki上流入電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i的母線的有功功率和無功功率，pijt、qijt為支路ij上從電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i的母線流出的有功功率和無功功率，分別為有功和無功的網(wǎng)絡(luò)支路損耗，為移動(dòng)儲(chǔ)能在電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i釋放的有功功率和無功功率，分別為電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i處光伏電站的有功功率和無功功率，分別為電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i的母線的有功和無功負(fù)載功率；

119、電壓降約束，表達(dá)式為：

120、

121、其中，vjt、vit分別為電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)j和i的母線的電壓幅值，iijt為t時(shí)刻的支路ij上的電流，rij和xij分別為支路ij上的電阻和電抗；

122、傳輸極限約束，表達(dá)式為：

123、

124、其中，是分支傳輸容量；

125、電壓約束，表達(dá)式為：

126、

127、其中，iijt為t時(shí)刻的支路ij上的電流；

128、光伏電站充放電功率約束，表達(dá)式為：

129、

130、其中，ppvs和qpvs分別為光伏電站提供的最大有功和無功功率；

131、發(fā)電機(jī)的功率約束，表達(dá)式為：

132、

133、其中，pg,max和qg,max為發(fā)電機(jī)提供的最大有功和無功功率，pg為發(fā)電機(jī)的有功功率，qg為發(fā)電機(jī)的無功功率；

134、采用二階錐松弛技術(shù)，將支路的電流的平方定義為i2,ij，電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的電壓幅值的平方定義為u2,i，得到線性化后的轉(zhuǎn)換結(jié)果：

135、

136、多節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)模型的優(yōu)化目標(biāo)的表達(dá)式變?yōu)椋?/p>

137、

138、電壓降約束的表達(dá)式變?yōu)椋?/p>

139、u2,jt＝u2,it-(rij2+xij2)i2,ijt

140、傳輸極限約束的表達(dá)式變?yōu)椋?/p>

141、

142、電壓約束的表達(dá)式變?yōu)椋?/p>

143、||[2pijt2qijti2,ijt-u2,ijt]t||2≤i2,ijt+u2,ijt

144、引入二進(jìn)制變量αit消除多節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)模型的優(yōu)化目標(biāo)的表達(dá)式中的絕對(duì)值符號(hào)：

145、|vit-1|＝(2αit-1)(vit-1)

146、若vit-1大于等于0，則αit取1，若vit-1小于0，則αit取0；

147、使用代替αit(vit-1)，使用大m法線性表示：

148、

149、當(dāng)αit取1，大于等于0；

150、當(dāng)αit取0，大于等于0。

151、本發(fā)明的一種設(shè)備，包括：

152、一個(gè)或多個(gè)處理器；

153、存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)程序；

154、當(dāng)一個(gè)或多個(gè)所述程序被一個(gè)或多個(gè)所述處理器執(zhí)行，使得一個(gè)或多個(gè)所述處理器實(shí)現(xiàn)上述所述的基于電網(wǎng)損耗和電壓波動(dòng)的移動(dòng)儲(chǔ)能運(yùn)行調(diào)控方法。

155、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明能夠較好地描述移動(dòng)儲(chǔ)能系統(tǒng)在多節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)中的移動(dòng)及充放電行為，建立了包含移動(dòng)儲(chǔ)能，負(fù)荷，分布式光伏的多節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)，以電網(wǎng)有功損耗，電壓偏差最小與發(fā)電機(jī)發(fā)電成本最小為優(yōu)化目標(biāo)，通過二階錐規(guī)劃得出移動(dòng)儲(chǔ)能運(yùn)行策略的優(yōu)化結(jié)果，具有實(shí)用性和可靠性。