含电动汽车接入的光柴储微网系统优化运行方法技术方案

本发明专利技术针对含电动汽车接入的光柴储微网系统，提供一种优化运行方法，包括：建立多个优化目标函数，所述优化目标函数用于优化影响微网系统优化运行的待优化因素；确定微网系统的约束条件；根据所述约束条件，将多个优化目标函数表征的多目标优化问题转换为成单目标优化问题，并对微网系统运行进行优化。本发明专利技术围绕微网系统环保经济运行优化问题，在并网和孤岛运行状态下，建立了以分布式发电单元的发电费用、折旧费用和环境治理费用为目标，考虑微网系统运行约束条件的经济优化运行模型，形成多目标有约束优化问题。对微网系统内分布式电源的输出功率和储能装置充/放电优化求解，优化结果验证了所提模型、策略和算法的有效性。

With the electric car access light diesel battery hybrid power generation system optimization method

The invention relates to a light diesel battery hybrid power generation system with electric vehicle access, provide a kind of optimal operation method, including: the establishment of a number of optimization objective function, the optimal objective function for the optimization effect of microgrid optimal operation of the system to be optimized; determine the constraint conditions of micro grid system; according to the constraint condition, the a characterization of the optimal objective function of multi-objective optimization problem is converted into a single objective optimization problem, and to optimize the operation of micro grid system. The present invention focuses on environmental and economic operation of micro grid system optimization problem in grid connected and islanded operation state, established in the power generation cost, distributed generation unit cost of depreciation and environmental governance costs as the goal, economic operation optimization model considering microgrid system operation constraints, form a multi-objective constrained optimization problem. The output power and the charging / discharging optimization of the energy storage device in microgrid are optimized. The optimization results show the effectiveness of the proposed model, strategy and algorithm.

【技术实现步骤摘要】
含电动汽车接入的光柴储微网系统优化运行方法
本专利技术涉及微网系统环保经济运行优化相关
，具体地说，涉及一种含电动汽车接入的光柴储微网系统优化运行方法。
技术介绍
分布式发电逐渐成为重要的电能生产方式，是解决能源危机、环境污染等问题的重要途径。将分布式电源(DistributedGenerator,DG)和能量储存系统(EnergyStorageSystem,ESS)以微网(Micro-grid,MG)形式接入电网，与电网互为支撑，可以提高分布式电源的利用率，有助电网灾变时向重要负荷继续供电，避免间歇式电源对电能质量的影响，是发挥分布式电源效能的最有效方式。在满足潮流约束的各分布式电源正常运行的约束条件下，对分布式电源的出力、能量储存设施的充放电进行合理安排，可以优化其经济作用、环境性能并使系统获得更好的可靠性。电动汽车(ElectricVehicle,EV)作为可控负载，可以消纳不同形式的可再生能源。EV在接入微网时将在可靠性、电能质量、经济运行等方面对其产生影响，可以参与微网系统的优化调度，改善系统运行的经济性。现有技术中，有文献分析了单一电动车辆、电动汽车群和区域电力系统电动汽车三种研究层面的充电控制策略；也有文献分析了以减少分布式电网网损为目标，对插入式混合动力汽车的并网进行实时优化；还有其他文献也讨论了V2G(vehicle-to-grid)控制方式下，利用电动汽车储能资源，如何调整充放电过程，为电网提供辅助服务。锂电池具有工作电压等级高、比能量和比体积大、自放电率低、无记忆效应、环保性好和无污染性等优点，但需要避免频繁充放电对电池寿命的影响，在选用锂电池组作为微网的储能元件时，在孤岛和并网运行模式下，含光伏、风电、蓄电接入的微网经济优化运行成为国内外的研究热点，鲜有较好的微网系统优化运行解决方案。
技术实现思路
本专利技术针对现有含电动汽车接入的光柴储微网系统，在孤岛和并网运行模式下，含光伏、风电、蓄电接入的微网经济优化运行，鲜有较好的优化运行解决方案的问题，提供一种含电动汽车接入的光柴储微网系统优化运行方法。本专利技术所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：一种含电动汽车接入的光柴储微网系统优化运行方法，所述微网系统包括，作为分布式电源的光伏发电系统和柴油机发电系统，用于储能的锂电池组储能系统，以及将电动汽车接入微网系统并对电动汽车进行充电的充电桩，其特征在于：建立多个优化目标函数，所述优化目标函数用于优化影响微网系统优化运行的待优化因素；确定微网系统的约束条件；根据所述约束条件，将多个优化目标函数表征的多目标优化问题转换为成单目标优化问题，并对微网系统运行进行优化。本专利技术中，所述待优化因素，包括微网系统运行成本、微网系统折旧成本、微网系统的环境成本、电网向微网系统的回购电收益、微网系统的停电惩罚费用。本专利技术中，所述优化目标函数，包括第一优化目标函数，其用于优化微网系统的系统运行成本，使得系统运行成本最低，所述第一优化目标函数表达为：其中，Pi(t)为微网系统中第i个分布式电源的有功输出功率；Cf为分布式电源的消耗成本；Com为微网系统运行管理成本；Cgrid为微网系统与电网交互成本，Pgrid(t)为微网系统与电网的交互功率，微网系统从电网中吸收功率时遵从购电电价cp(t)，微网系统向电网输出功率时遵从售电电价cs(t)，具体表达式如下：本专利技术中，所述优化目标函数，包括第二优化目标函数，其用于优化微网系统的系统折旧成本，使得系统折旧成本最低，系统折旧成本不计锂电池的折旧成本时，所述第二优化目标函数表达为：其中，CACC＝CINSfcr，Pi(t)为系统中第i个分布式电源的有功输出功率；Cf为分布式电源的消耗成本；Com为微网系统运行管理成本；CDG-DER为分布式电源的安装折旧成本；CACC为分布式电源的安装成本年平均费用；Pr为分布式电源的额定功率；fcf为容量因子；CINS为分布式电源的安装成本；fcr为资本回收系数；d为利率或折旧率；L为分布式电源的寿命；Pbat,i表示时段i锂电池平均充放电功率，正号表示放电，负号表示充电；γ为新的锂电池SOC约束惩罚因子，可以描述为锂电池增加或者减少单位电量的费用；ηbat,c,ηbat,d为锂电池充放电效率。本专利技术中，所述优化目标函数，包括第二优化目标函数，其用于优化微网系统的系统折旧成本，使得系统折旧成本最低，系统折旧成本计入锂电池的折旧成本时，所述第二优化目标函数表达为：其中，Cbw为锂电池充放电折旧成本；Cbat,rep为锂电池更换成本；Qlifetime为电池单体全寿命输出总电量；CACC＝CINSfcr，Pi(t)为系统中第i个分布式电源的有功输出功率；Cf为分布式电源的消耗成本；Com为微网系统运行管理成本；CDG-DER为分布式电源的安装折旧成本；CACC为分布式电源的安装成本年平均费用；Pr为分布式电源的额定功率；fcf为容量因子；CINS为分布式电源的安装成本；fcr为资本回收系数；d为利率或折旧率；L为分布式电源的寿命；Pbat,i表示时段i锂电池平均充放电功率，正号表示放电，负号表示充电；γ为新的锂电池SOC约束惩罚因子，可以描述为锂电池增加或者减少单位电量的费用；ηbat,c,ηbat,d为锂电池充放电效率。本专利技术中，所述优化目标函数，包括第三优化目标函数，其用于优化微网系统的系统环境成本，使得系统环境成本最低，所述第三优化目标函数表达为：其中，ki为第i个分布式电源的CO2排放系数，kgrid为电网的CO2排放系数，Pgrid(t)为t时刻微网系统向电网的购电量，Pi(t)为微网系统中第i个分布式电源的有功输出功率。本专利技术中，所述微网系统的约束条件为以下约束条件中的一个或者一个以上的任意组合：1)分布式电源的输出约束条件Pi,min≤Pi(t)≤Pi,max其中，Pi,min、Pi,max分别为第i个分布式电源的最小和最大输出功率，Pi(t)为微网系统中第i个分布式电源的有功输出功率；2)锂电池存储容量约束条件SOCmin≤SOC(t)≤SOCmax其中，SOC(t)为t时刻锂电池的荷电状态，SOCmin为锂电池荷电状态允许的最小值，SOCmax为锂电池荷电状态允许的最大值；3)微网系统与电网交互功率约束条件Pgrid,min≤Pgrid(t)≤Pgrid,max其中，Pgrid,min,Pgrid,max分别为微网系统与电网最小和最大传输功率，Pgrid(t)为微网系统与电网的交互功率；4)电动汽车接入约束条件电动汽车从微网系统吸收的功率受充电桩输出功率及充电桩个数约束：N·PEV,min≤PEV(t)≤N·PEV,max其中，N为微网系统中充电桩个数，PEV,min、PEV,max分别为充电桩空载损耗和最大输出功率，PEV(t)为电动汽车从微网系统吸收的功率；5)微网系统功率平衡约束条件其中，PLoad为整个微网系统的所有电负荷，Pgrid为微网系统与电网的交互功率，NG为分布式电源类型，PDG,i为第i个分布式电源的输出功率。本专利技术中，根据所述约束条件，将多个优化目标函数表征的多目标优化问题转换为成单目标优化问题，采用模糊综合评价，包括：建立多目标优化问题的评判因素集U＝{μ1,μ2,...,μ本文档来自技高网...

【技术保护点】
含电动汽车接入的光柴储微网系统优化运行方法，所述微网系统包括，作为分布式电源的光伏发电系统和柴油机发电系统，用于储能的锂电池组储能系统，以及将电动汽车接入微网系统并对电动汽车进行充电的充电桩，其特征在于：建立多个优化目标函数，所述优化目标函数用于优化影响微网系统优化运行的待优化因素；确定微网系统的约束条件；根据所述约束条件，将多个优化目标函数表征的多目标优化问题转换为成单目标优化问题，并对微网系统运行进行优化。

【技术特征摘要】
1.含电动汽车接入的光柴储微网系统优化运行方法，所述微网系统包括，作为分布式电源的光伏发电系统和柴油机发电系统，用于储能的锂电池组储能系统，以及将电动汽车接入微网系统并对电动汽车进行充电的充电桩，其特征在于：建立多个优化目标函数，所述优化目标函数用于优化影响微网系统优化运行的待优化因素；确定微网系统的约束条件；根据所述约束条件，将多个优化目标函数表征的多目标优化问题转换为成单目标优化问题，并对微网系统运行进行优化。2.根据权利要求1所述的含电动汽车接入的光柴储微网系统优化运行方法，其特征在于：所述待优化因素，包括微网系统运行成本、微网系统折旧成本、微网系统的环境成本、电网向微网系统的回购电收益、微网系统的停电惩罚费用。3.根据权利要求1所述的含电动汽车接入的光柴储微网系统优化运行方法，其特征在于：所述优化目标函数，包括第一优化目标函数，其用于优化微网系统的系统运行成本，使得系统运行成本最低，所述第一优化目标函数表达为：其中，Pi(t)为微网系统中第i个分布式电源的有功输出功率；Cf为分布式电源的消耗成本；Com为微网系统运行管理成本；Cgrid为微网系统与电网交互成本，Pgrid(t)为微网系统与电网的交互功率，微网系统从电网中吸收功率时遵从购电电价cp(t)，微网系统向电网输出功率时遵从售电电价cs(t)，具体表达式如下：4.根据权利要求1所述的含电动汽车接入的光柴储微网系统优化运行方法，其特征在于：所述优化目标函数，包括第二优化目标函数，其用于优化微网系统的系统折旧成本，使得系统折旧成本最低，系统折旧成本不计锂电池的折旧成本时，所述第二优化目标函数表达为：其中，CACC＝CINSfcr，Pi(t)为系统中第i个分布式电源的有功输出功率；Cf为分布式电源的消耗成本；Com为微网系统运行管理成本；CDG-DER为分布式电源的安装折旧成本；CACC为分布式电源的安装成本年平均费用；Pr为分布式电源的额定功率；fcf为容量因子；CINS为分布式电源的安装成本；fcr为资本回收系数；d为利率或折旧率；L为分布式电源的寿命；Pbat,i表示时段i锂电池平均充放电功率，正号表示放电，负号表示充电；γ为新的锂电池SOC约束惩罚因子，可以描述为锂电池增加或者减少单位电量的费用；ηbat,c,ηbat,d为锂电池充放电效率。5.根据权利要求1所述的含电动汽车接入的光柴储微网系统优化运行方法，其特征在于：所述优化目标函数，包括第二优化目标函数，其用于优化微网系统的系统折旧成本，使得系统折旧成本最低，系统折旧成本计入锂电池的折旧成本时，所述第二优化目标函数表达为：其中，Cbw为锂电池充放电折旧成本；Cbat,rep为锂电池更换成本；Qlifetime为电池单体全寿命输出总电量；CACC＝CINSfcr，Pi(t)为系统中第i个分布式电源的有功输出功率；Cf为分布式电源的消耗成本；Com为微网系统运行管理成本；CDG-DER为分布式电源的安装折旧成本；CACC为分布式...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁津津，张倩，王群京，李国丽，郑浩，郝晶晶，王鹰，黄少雄，汪伟，王欣欣，高博，徐斌，谢毓广，汪玉，李远松，孙辉，李圆智，王小明，
申请(专利权)人：国网安徽省电力公司电力科学研究院，安徽大学，国网安徽省电力公司，国网安徽省电力公司淮南供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34