一种含电动汽车混合储能系统的微网多目标运行调度方法技术方案

本发明专利技术涉及一种含电动汽车混合储能系统的微网多目标运行调度方法，其特征在于，包括以下步骤：1)考虑电动汽车同时作为负荷和发电单元，并且计及热电联产制热收益的基础上，构建能源互联网；2)根据能源互联网构建含电动汽车混合储能系统的微网多目标优化调度模型，综合考虑经济和环境效益，获取该模型的目标函数及约束条件；3)通过NSGA‑II多目标优化算法对微网多目标优化调度模型进行求解，获取Pareto前端解，并得到24小时内的微电网优化运行调度方案。与现有技术相比，本发明专利技术具有经济效益好、改善环境、合理分配出力、削峰填谷、延长使用寿命等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种含电动汽车混合储能系统的微网多目标运行调度方法
本专利技术涉及微电网领域，尤其是涉及一种含电动汽车混合储能系统的微网多目标运行调度方法。
技术介绍
微电网(Micro-Grid)也译为微网，是一种新型网络结构，是一组微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统单元。微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。微电网是相对传统大电网的一个概念，是指多个分布式电源及其相关负载按照一定的拓扑结构组成的网络，并通过静态开关关联至常规电网。开发和延伸微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，实现对负荷多种能源形式的高可靠供给，是实现主动式配电网的一种有效方式，是传统电网向智能电网过渡。随着国民经济的发展,电力需求迅速增长，电力部门大多把投资集中在火电、水电以及核电等大型集中电源和超高压远距离输电网的建设上。但是，随着电网规模的不断扩大，超大规模电力系统的弊端也日益凸现，成本高，运行难度大，难以适应用户越来越高的安全和可靠性要求以及多样化的供电需求。近些年来在电改的大背景下，微网能量优化管理越来越收到重视。微网能量优化调度通过对分布式发电(distributedgeneration，DG)的微源、储能单元、负荷以及电网当前运行状态和历史数据进行分析，继而做出科学的评估和预测；根据微网系统内各类型分布式电源享受的优先调度权分级、负荷分级以及主网系统电价类型的不同选择，不同的能量调度策略，确定相应的优化调度模型，采用有效的算法求解未来不同调度周期的最优运行计划，包括对微网内可调度型单元的日前出力计划、储能单元日前调度计划和实时调度计划，向用户同时提供电能和热能，实现热电联产(combinedheatandpower，CHP)。对于电动汽车(electricvehicles，EV)用户既是微网的负荷，也是可以作为电源。EV合理接入微网对于经济、环境及能源安全问题等具有重要意义。微电网的调度问题，正日益受到关注。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种经济效益好、改善环境、合理分配出力、削峰填谷、延长使用寿命的含电动汽车混合储能系统的微网多目标运行调度方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种含电动汽车混合储能系统的微网多目标运行调度方法，包括以下步骤：1)考虑电动汽车同时作为负荷和发电单元，并且计及热电联产制热收益的基础上，构建能源互联网；2)根据能源互联网构建含电动汽车混合储能系统的微网多目标优化调度模型，综合考虑经济和环境效益，获取该模型的目标函数及约束条件；3)通过NSGA-II多目标优化算法对微网多目标优化调度模型进行求解，获取Pareto前端解，并得到24小时内的微电网优化运行调度方案。所述的步骤2)中含电动汽车混合储能系统的微网多目标优化调度模型的目标函数为：minF3＝wF1+(1-w)F2CiInstall＝RiInstall×SiCi,tFuel＝Ri,tFuel×Pi,tCiGrid＝RGrid,t×PGrid,t其中，F3为综合考虑经济成本和环境成本的目标，F1为微网运行总成本，F2为污染物治理费用，w为权值，且0≤w≤1，为第i种分布式发电单元的安装费用，为第i种分布式发电单元的运行维护费用，为第i种分布式发电单元的所用燃料费用，为微网与大电网之间交换功率的费用，N为分布式发电单元的装机总数，t为当前时刻，Ti为仿真优化总时长，μj为第j种污染物的处理费用，Kij为第i个分布式发电单元第j类污染物排放系数，KGrid,j为第j类污染物排放系数，可再生能源分布式发电单元不存在污染物排放，该项取0，W为污染物种类总数，RiInstall为第i种分布式发电单元的单位安装成本，Si为第i种分布式发电单元的初始安装容量，Ri,tOM为第i台分布式发电单元的单位运行维护费用，Pi,t为第i台分布式发电单元单位时间内发电量或蓄电池单位时间充放电功率，Ri,tFuel为第i台分布式发电单元的单位燃料费用，可再生能源分布式发电单元由于不需要使用燃料，该项取0，RGrid,t为t时刻外电网的实时电价，PGrid,t为t时刻微网与外电网交互电量，当微网向外电网购电时取正，当微网向外电网售电时取负。所述的步骤2)中含电动汽车混合储能系统的微网多目标优化调度模型的约束条件为：等式约束：有功功率平衡约束：蓄电池一次充放电量约束：SOCt-PSB,t/BATcap＝SOCt+1不等式约束：发电机输出功率约束：蓄电池运行约束：PSB,mi≤PSB(t)≤PSB,ma-Sinv,SB≤PSB(t)≤Sinv,SB电动汽车充放电约束：PEV，mi≤PEV(t)≤PEV，ma-Sinv,EV≤PEV(t)≤Sinv,EV微网允许与外网交互功率约束：其中，Pi,t为t时刻第i种分布式发电单元出力，PSB,t为t时刻蓄电池充放电电量，PGrid,t为t时刻微网与外电网交换功率，PLoad,t为t时刻负荷，且t＝1,2,...,Ti，Ti为仿真优化总时长，N为分布式发电单元的装机总数，SOCt为蓄电池t时刻的SOC值，BATcap为蓄电池总容量，SOCt+1为蓄电池t+1时刻的SOC值，分别为第i种分布式发电单元t时刻出力的上、下限，PSB,mi、PSB,ma分别为蓄电池最小和最大有功功率，Sinv,SB为蓄电池逆变器容量，PEV，mi、PEV，ma分别为电动汽车蓄电池最小和最大有功功率，Sinv,EV为电动汽车逆变器容量，分别为t时间段内微网与外电网交互功率上、下限。所述的污染物包括CO2、SO2和NOx所述的步骤3)中24小时内的微电网优化运行调度方案为：(1)优先利用微网内部的清洁能源来满足负荷需求并且能与主网进行自由功率交换；(2)WT和PV发电工作于最大功率点跟踪模式；(3)热电联产系统工作于以热定电的运行方式，并由热负荷确定MT的有功出力；(4)当WT、PV和MT的有功出力满足全部电负荷时，首先给电动汽车和蓄电池充电，同时监测蓄电池的充放电状态，其次再给燃料电池进行充电，当EV充满时按照发电成本由高到低依次切除WT或PV；(5)EV根据通过不同时段充放电控制提高微网效益，当微网电量充足时向EV充电，当微网电源不足向主网购电时，不允许EV充电，并将EV剩余的电量传输给微网；(6)当WT、PV和MT的有功出力无法满足微网所有负荷时，优先选择蓄电池放电，若仍存在有功缺额，则调用FC输出有功功率，在此期间EV用户将车内剩余电量传输给微网获取收益；(7)若所有微源在出力范围内仍不能满足微网安全可靠运行，则按照负荷的重要程度依次切除。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术的有益效果在于：一、使微电网的整体经济效益更好，节省了经济成本。二、改善微电网环境污染状况，使用新能源发电设备，减少使用传统的污染型发电设备发电；减少了有害气体(CO2、SO2、NOx)的排放，改善了环境情况。三、提高微电网中各个微源的使用效率，合理调度每一个微源的出力，根据实时负荷情况合理分配出力。四、充分利用电动汽车从而起到“削峰填谷”的作用，在负荷的高峰时期，电价较高电动汽车可以向微电网售卖电，而当波谷时期，新能源出力有富余，且电池满充，再向电动汽车充电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含电动汽车混合储能系统的微网多目标运行调度方法，其特征在于，包括以下步骤：1)考虑电动汽车同时作为负荷和发电单元，并且计及热电联产制热收益的基础上，构建能源互联网；2)根据能源互联网构建含电动汽车混合储能系统的微网多目标优化调度模型，综合考虑经济和环境效益，获取该模型的目标函数及约束条件；3)通过NSGA‑II多目标优化算法对微网多目标优化调度模型进行求解，获取Pareto前端解，并得到24小时内的微电网优化运行调度方案。

【技术特征摘要】
1.一种含电动汽车混合储能系统的微网多目标运行调度方法，其特征在于，包括以下步骤：1)考虑电动汽车同时作为负荷和发电单元，并且计及热电联产制热收益的基础上，构建能源互联网；2)根据能源互联网构建含电动汽车混合储能系统的微网多目标优化调度模型，综合考虑经济和环境效益，获取该模型的目标函数及约束条件，所述的含电动汽车混合储能系统的微网多目标优化调度模型的目标函数为：minF3＝wF1+(1-w)F2CiInstall＝RiInstall×SiCi,tFuel＝Ri,tFuel×Pi,tCiGrid＝RGrid,t×PGrid,t其中，F3为综合考虑经济成本和环境成本的目标，F1为微网运行总成本，F2为污染物治理费用，w为权值，为第i种分布式发电单元的安装费用，为第i种分布式发电单元的运行维护费用，为第i种分布式发电单元的所用燃料费用，为微网与大电网之间交换功率的费用，N为分布式发电单元的装机总数，t为当前时刻，Ti为仿真优化总时长，μj为第j种污染物的处理费用，Kij为第i个分布式发电单元第j类污染物排放系数，KGrid,j为第j类污染物排放系数，W为污染物种类总数，RiInstall为第i种分布式发电单元的单位安装成本，Si为第i种分布式发电单元的初始安装容量，Ri,tOM为第i台分布式发电单元的单位运行维护费用，Pi,t为第i台分布式发电单元单位时间内发电量或蓄电池单位时间充放电功率，Ri,tFuel为第i台分布式发电单元的单位燃料费用，RGrid,t为t时刻外电网的实时电价，PGrid,t为t时刻微网与外电网交互电量；3)通过NSGA-II多目标优化算法对微网多目标优化调度模型进行求解，获取Pareto前端解，并得到24小时内的微电网优化运行调度方案。2.根据权利要求1所述的一种含电动汽车混合储能系统的微网多目标运行调度方法，其特征在于，所述的步骤2)中含电动汽车混合储能系统的微网多目标优化调度模型的约束条件为：等式约束：有功功率平衡约束：蓄电池一次充放电量约束：SOCt-PSB,t/BATcap＝SOCt+1不等式约束：发电机输出功率约束：蓄电池运行约束：PSB,mi≤PSB(t)≤PSB,ma-Sinv,SB≤...

【专利技术属性】
技术研发人员：程启明，黄山，褚思远，张强，杨小龙，张海清，
申请(专利权)人：上海电力学院，
类型：发明
国别省市：上海;31