一种含电动汽车的微电网多目标分层经济调度方法技术

本发明专利技术涉及微电网领域，具体的是一种含电动汽车的微电网多目标分层经济调度方法，包括微电网上层源网级调度和微电网下层负荷级调度，本发明专利技术基于微电网各参与调度单元的运行特性，对微电网分层建立优化目标进行协调控制。本发明专利技术将微电网经济调度分为上层源网级调度和下层负荷级调度，上层源网级调度依据微电网内分布式可再生能源机组、储能系统和常规负荷的实时功率与容量限制求取最优储能计划，下层负荷级优化运行考虑电动汽车接入，依据上层源网级优化后微电网内的不平衡功率制定电动汽车充电电价，求取电动汽车有序充电策略。本发明专利技术可以为微电网提高网内可再生能源消纳水平，与电动汽车群、电力系统主网达到经济性、安全性的统一提供依据。性的统一提供依据。性的统一提供依据。

【技术实现步骤摘要】
一种含电动汽车的微电网多目标分层经济调度方法


[0001]本专利技术涉及微电网领域，具体的是一种含电动汽车的微电网多目标分层经 济调度方法。

技术介绍

[0002]随着风电、光伏等可再生能源的持续发展和电动汽车的大规模推广，可再 生能源出力的波动性以及大量电动汽车的无序充电会给电网的安全稳定运行带 来显著挑战，而微电网是各类分布式电源和具备可调节移动负荷潜力的电动汽 车接入的重要形态，在微电网应用场景下，考虑接入电动汽车以消纳可再生能 源的经济调度策略具有重要意义。
[0003]微电网经济调度有多种方法，比如单目标经济调度方法、引入模糊满意度 的多目标经济调度方法、采用非支配遗传算法或粒子群算法求解多目标问题的 经济调度方法以及微电网多主体利益指标主从博弈经济调度方法等。以上经济 调度方法多考虑微电网运行经济性指标和可靠性指标，综合了微电网各参与调 度单元，均对微电网经济调度问题提出了有效指导。
[0004]对接入微电网的电动汽车和分布式可再生能源，其协调控制方法也有多种 技术研究。电动汽车有序充电策略包括集中式控制和需求响应引导，分布式可 再生能源的消纳常与微电网其他参与调度单元相结合，目前的相关研究常将其 与电动汽车有序充电结合，利用电动汽车的可调节储能特性提高可再生能源的 消纳水平。
[0005]随着电力市场化推进，微电网调度中心与电动汽车充电服务商在能量调度 上的职能分层趋势日益明显，现在的含电动汽车的微电网经济调度方法未充分 关注到源网侧需求和负荷侧电动汽车需求的差异性，更多将精力集中于以微电 网整体为调度层级的调度方法，调度中心核心职能分离不明显。

技术实现思路

[0006]为解决上述
技术介绍
中提到的不足，本专利技术的目的在于提供一种含电动汽 车的微电网多目标分层经济调度方法。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0008]一种含电动汽车的微电网多目标分层经济调度方法，所述调度方法包括以 下步骤：
[0009]S1、获取某区域微电网各单元参数、可再生能源电源数据以及日常规负荷 数据，生成包含分布式风力发电机、分布式光伏电池、储能系统、电动汽车与 常规负荷的风光储充集成微电网系统；
[0010]S2、微电网上层电力调度中心实行上层源网级调度，参与调度单元为风力 发电机、光伏电池、储能系统以及常规负荷，求取最优储能计划；
[0011]S3、从上级源网级调度结果获取微电网各单元出力状态，计算不平衡功率 系数，制定微电网电动汽车动态充电电价；
[0012]S4、充电服务商实行下层负荷级调度，参与调度单元加入电动汽车，制定 电动汽车有序充电计划；
[0013]S5、结合微电网上层源网级调度和微电网下层负荷级调度两层结构，形成 微电网多目标分层经济调度方案。
[0014]进一步地，所述S1中微电网各单元参数、可再生能源电源数据以及微电网 的运行策略如下：
[0015]所述微电网各单元参数具体包括：
[0016]储能系统的电气特性参数，即额定容量、最小荷电状态、额定功率和充放 电效率；
[0017]电动汽车的原始参数，即额定电池容量、额定充电功率、额定充电效率、 百公里耗电量；电动汽车的通勤参数，即电动汽车数量、初始荷电状态分布参 数、充电期望荷电状态分布参数、电动汽车到达时间分布参数和最晚离开时间 分布参数；
[0018]所述可再生能源电源数据具体包括：
[0019]分布式风力发电机以及分布式光伏电池的装机容量和实测出力数据；
[0020]所述微电网的运行策略为：
[0021]微电网以并网模式运行，与电力系统主网进行功率交互，满足功率平衡式： P
WT
+P
PV
＝P
BESS
+P
LOAD
+P
EV
+P
gap
，其中，P
WT
为风力发电机输出功率；P
PV
为光伏电 池输出功率；P
BESS
为储能系统充放电功率；P
LOAD
为微电网中常规负荷；P
EV
为电 动汽车充电负荷；P
gap
为微电网内不平衡功率；计算微电网与主网间买、卖电交 易费用。
[0022]进一步地，所述S2中求取最优储能计划的优化方法如下：
[0023]S2.1、满足以下约束条件：
[0024]2.1.1)、功率平衡约束：
[0025]P
WT
(t)+P
PV
(t)＝P
BESS
(t)+P
LOAD
(t)+P
gap
(t)
[0026]其中，P
WT
(t)为风力发电机在t时刻的输出功率；P
PV
(t)为光伏电池在t时刻 的输出功率；P
BESS
(t)为储能系统在t时刻的充放电功率；P
LOAD
(t)为t时刻微电网中 常规负荷；P
gap
(t)为t时刻电网内不平衡功率；
[0027]2.1.2)、储能系统前后时刻剩余电量关系：
[0028][0029]其中，E
b
(t)为储能系统在t时刻的剩余电量；P
BESS
(t)＞0、P
BESS
(t)＜0分别表 示储能系统充、放电；η
c
、η
d
为储能系统充、放电效率；Δt
b
为储能系统充放电 时长；
[0030]2.1.3)、储能系统荷电状态上下限约束：
[0031]C
b_min
≤C
bess
(t)≤C
b_max
[0032]其中，C
bess
(t)为储能系统在t时刻的荷电状态；
[0033]2.1.4)、储能系统充放电功率上下限约束：
[0034]P
b_min
≤P
BESS
(t)≤P
b_max
[0035]S2.2、调节储能系统每时刻充放电功率P
BESS
(t)，实现微电网向电力系统主网 购电成本最低，优化目标为：
[0036][0037]其中，P
price_mic
(t)为电网在t时刻的电价；T为总调节时段。
[0038]进一步地，所述S3中制定微电网电动汽车动态充电电价的具体方法如下：
[0039]S3.1、从上层源网级调度优化结果中获取调节时段内分布式风力发电机出力 出力、分布式光伏电池出力、常规负荷和储能系统充放电功率，计算微电网内 总出力与总负荷的功率差值，即不平衡功率：
[0040]P
gap
＝P
WT
+P
PV
‑
P
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含电动汽车的微电网多目标分层经济调度方法，其特征在于，所述调度方法包括以下步骤：S1、获取某区域微电网各单元参数、可再生能源电源数据以及日常规负荷数据，生成包含分布式风力发电机、分布式光伏电池、储能系统、电动汽车与常规负荷的风光储充集成微电网系统；S2、微电网上层电力调度中心实行上层源网级调度，参与调度单元为风力发电机、光伏电池、储能系统以及常规负荷，求取最优储能计划；S3、从上级源网级调度结果获取微电网各单元出力状态，计算不平衡功率系数，制定微电网电动汽车动态充电电价；S4、充电服务商实行下层负荷级调度，参与调度单元加入电动汽车，制定电动汽车有序充电计划；S5、结合微电网上层源网级调度和微电网下层负荷级调度两层结构，形成微电网多目标分层经济调度方案。2.根据权利要求1所述的一种含电动汽车的微电网多目标分层经济调度方法，其特征在于，所述S1中微电网各单元参数、可再生能源电源数据以及微电网的运行策略如下：所述微电网各单元参数具体包括：储能系统的电气特性参数，即额定容量、最小荷电状态、额定功率和充放电效率；电动汽车的原始参数，即额定电池容量、额定充电功率、额定充电效率、百公里耗电量；电动汽车的通勤参数，即电动汽车数量、初始荷电状态分布参数、充电期望荷电状态分布参数、电动汽车到达时间分布参数和最晚离开时间分布参数；所述可再生能源电源数据具体包括：分布式风力发电机以及分布式光伏电池的装机容量和实测出力数据；所述微电网的运行策略为：微电网以并网模式运行，与电力系统主网进行功率交互，满足功率平衡式：P
WT
+P
PV
＝P
BESS
+P
LOAD
+P
EV
+P
gap
，其中，P
WT
为风力发电机输出功率；P
PV
为光伏电池输出功率；P
BESS
为储能系统充放电功率；P
LOAD
为微电网中常规负荷；P
EV
为电动汽车充电负荷；P
gap
为微电网内不平衡功率；计算微电网与主网间买、卖电交易费用。3.根据权利要求1所述的一种含电动汽车的微电网多目标分层经济调度方法，其特征在于，所述S2中求取最优储能计划的优化方法如下：S2.1、满足以下约束条件：2.1.1)、功率平衡约束：P
WT
(t)+P
PV
(t)＝P
BESS
(t)+P
LOAD
(t)+P
gap
(t)其中，P
WT
(t)为风力发电机在t时刻的输出功率；P
PV
(t)为光伏电池在t时刻的输出功率；P
BESS
(t)为储能系统在t时刻的充放电功率；P
LOAD
(t)为t时刻微电网中常规负荷；P
gap
(t)为t时刻电网内不平衡功率；2.1.2)、储能系统前后时刻剩余电量关系：
其中，E
b
(t)为储能系统在t时刻的剩余电量；P
BESS
(t)＞0、P
BESS
(t)＜0分别表示储能系统充、放电；η
c
、η
d
为储能系统充、放电效率；Δt
b
为储能系统充放电时长；2.1.3)、储能系统荷电状态上下限约束：C
b_min
≤C
bess
(t)≤C
b_max
其中，C
bess
(t)为储能系统在t时刻的荷电状态；2.1.4)、储能系统充放电功率上下限约束：P
b_min
≤P
BESS
(t)≤P
b_max
S2.2、调节储能系统每时刻充放电功率P
BESS
(t)，实现微电网向电力系统主网购电成本最低，优化目标为：其中，P
price_mic
(t)为电网在t时刻的电价；T为总调节时段。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：高山，于子韵，吴传申，赵欣，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司，
类型：发明
国别省市：