一种农牧区电能路由器调度方法技术

本申请提供一种农牧区电能路由器调度方法，本申请构建电能路由器经济调度优化模型，模型中综合考虑了电能路由器中光伏与风机发电成本，储能设备调控成本，以及并网模式下电能路由器与外部市电的电能交换费用等因素，将这些因素都转化为用户用电成本这样就可以将一个多目标问题转化为完全以成本最优为目标的单目标问题，采用麻雀搜索算法对农牧区电能路由器内部各设备的经济优化调度问题展开研究，麻雀搜索算法具有更好的全局搜索能力，寻得全局最优解的概率更大，提升了经济效益，降低平均用电费用，在农牧区电能路由器优化方面的优越性显著。的优越性显著。的优越性显著。

【技术实现步骤摘要】
一种农牧区电能路由器调度方法


[0001]本申请涉及计算机领域，尤其涉及一种农牧区电能路由器调度方法。

技术介绍

[0002]现有技术中，近年来，随着全球化石燃料的过度消耗和能源用量的不断增长，引发了严重的能源短缺和环境污染问题，可再生能源是绿色低碳能源，具有改善能源结构、保护生态环境的优势，在此背景下，可再生能源的开发利用获得快速发展，能源结构也随之发生全面深刻的变革。使用可再生能源供电存在随机性、间歇性等问题，会降低供电质量，对于配备分布式发电装置的家庭来说，这无疑会增加能量管理的难度。电能路由器是以电力电子技术和信息技术为基础的全可控柔性设备，高度融合了通信系统，具备计算、通信、精确控制、远程协作和自治功能，可用于解决传统电网的节点关系严重不对等、节点自治能力差、各节点自由度严重不均衡等几个方面的问题，可提高电网的兼容性和经济性，使得电能的生产者、经营者和使用者获得更多的价值。
[0003]电能路由器的研究多集中在拓扑结构和优化控制策略方面，如何实现电能路由器的能量优化管理，对接入电能路由器内部的分布式发电设备，储能设备等可控资源进行合理调度是急需解决的关键问题。有学者提出了一种基于粒子群算法的天牛算法。天牛搜索算法最大的特点是只有一个个体，极大地加快了算法寻优的速度，但设置不同个体往往会导致不同的寻优结果，而且步长的更新不能保障天牛能寻找到全局最优解。有的学者以自适应混沌粒子群算法研究了在有多个相互影响及冲突的目标影响下，如何处理多目标的结果优化问题。有的学者以粒子群算法为思路，优化出两种多目标函数下的非劣解集，将优化方法运用到了微电网经济调度上。还有的学者在采用随机权重平衡粒子群算法的基础上，以优化的混合粒子群算法去解决微电网中经济调度的问题，采用免疫机制区分粒子间的关系，引入次梯度加快粒子收敛速度，用非线性调节方式对粒子认知进行优化。但是，电能路由器能源配置的精确度和效率仍有待提高。
[0004]因此，对农牧区电能路由器各端口的分布式能源利用效率低以及能源配置不合理等问题，是本领域技术人员需要研究的方向。

技术实现思路

[0005]本申请的一个目的是提供一种农牧区电能路由器调度方法，以解决现有技术中如何实现电能路由器经济调度最优化从而有效提升能源利用率和降低成本的问题。
[0006]根据本申请的一个方面，提供了一种农牧区电能路由器调度方法包括：
[0007]获取所述电能路由器的每个接入设备的当前电压和当前电流，确定每个所述接入设备的当前时段功率值；
[0008]构建经济调度目标函数，并进行充放电约束、储能设备电荷状态约束、分布式能源约束以及并网时所述电能路由器与市电交换功率约束，引入麻雀搜索算法，得到电能路由器经济调度优化模型；
[0009]将每个所述接入设备的所述当前时段功率值输入所述电能路由器经济调度优化模型中，利用所述麻雀搜索算法求解最优目标值，确定下一时段中各个时刻的所述分布式能源和所述储能设备的出力值以及并网时所述电能路由器与所述市电的功率交换值。
[0010]进一步地，上述农牧区电能路由器调度方法中，所述构建经济调度目标函数包括：
[0011]所述分布式能源包括光伏发电和风力发电，所述电能路由器的用电费用包括光伏与风机发电成本，储能设备调控成本，以及并网模式下所述电能路由器与外部市电的电能交换费用，公式如下：
[0012][0013]其中，v
wt
，v
pv
分别为风力发电、光伏发电的平均发电成本；v
b
为储能设备平均使用成本；P
wt,t
，P
pv,t
，ΔP
b,t
，分别为t时刻风力发电功率值、光伏发电功率值和储能设备充放电功率值；ΔP
e,t
为Δt时间内并网模式下电能路由器与外部市电的电能交换的功率值；C
t
为t时刻购电/售电电价；
[0014]所述并网模式下电能路由器与外部市电的电能交换的功率表示如下：
[0015]ΔP
e,t
＝P
wt,t
+P
pv,t
+P
b,t
‑
P
l,t
[0016]其中，P
l,t
为t时刻接入所述电能路由器内的负荷功率值，P
b,t
为t时刻储能设备参与调度的充放电功率值；
[0017]所述储能设备工作时同一时刻只执行充电和放电中的一种工作状态，所述储能设备参与调度的充放电功率满足如下公式：
[0018]P
b,t
＝λ
t
ΔP
b,t
＝P
ch,t
,λ
t
＝1
[0019]P
b,t
＝λ
t
ΔP
b,t
＝
‑
P
dis,t
,λ
t
＝
‑1[0020]P
ch,t
，P
dis,t
分别为t时刻储能设备的充电、放电功率值；λ
t
为t时刻储能设备的充电、放电状态；
[0021]以接入所述电能路由器内的用户用电负荷的平均用电价格最小为优化目标，建立所述经济调度目标函数，公式如下：
[0022][0023]进一步地，上述农牧区电能路由器调度方法中，所述进行充放电约束，公式如下：
[0024]0≤P
ch
≤P
chmax
[0025]0≤P
dis
≤P
dismax
[0026]P
ch,t
P
dis,t
＝0
[0027]其中，P
chmax
，P
dismax
分别为储能设备最大充电功率和最大放电功率。
[0028]进一步地，上述农牧区电能路由器调度方法中，对每一时段内储能设备电荷状态约束，公式如下所示：
[0029]SOC
min
≤SOC(t)≤SOC
max
[0030]其中，SOC
min
为所述储能设备的最小荷电状态值，SOC
max
为所述储能设备的最大荷
电状态值；
[0031]所述储能设备在t时刻的储能量满足：
[0032]P
bmin,t
≤P
b,t
≤P
bmax,t
[0033]其中，P
bmin,t
,P
bmax,t
分别为储能设备t时刻的最小和最大储能量，且t+1时刻满足：
[0034]P
b,t+1
＝P
b,t
+P
ch,t
‑
P
dis,t
。
[0035]进一步地，上述农牧区电能路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种农牧区电能路由器调度方法，其特征在于，所述方法包括：获取所述电能路由器的每个接入设备的当前电压和当前电流，确定每个所述接入设备的当前时段功率值；构建经济调度目标函数，并进行充放电约束、储能设备电荷状态约束、分布式能源约束以及并网时所述电能路由器与市电交换功率约束，引入麻雀搜索算法，得到电能路由器经济调度优化模型；将每个所述接入设备的所述当前时段功率值输入所述电能路由器经济调度优化模型中，利用所述麻雀搜索算法求解最优目标值，确定下一时段中各个时刻的所述分布式能源和所述储能设备的出力值以及并网时所述电能路由器与所述市电的功率交换值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建经济调度目标函数包括：所述分布式能源包括光伏发电和风力发电，所述电能路由器的用电费用包括光伏与风机发电成本，储能设备调控成本，以及并网模式下所述电能路由器与外部市电的电能交换费用，公式如下：其中，v
wt
，v
pv
分别为风力发电、光伏发电的平均发电成本；v
b
为储能设备平均使用成本；P
wt,t
，P
pv,t
，ΔP
b,t
，分别为t时刻风力发电功率值、光伏发电功率值和储能设备充放电功率值；ΔP
e,t
为Δt时间内并网模式下电能路由器与外部市电的电能交换的功率值；C
t
为t时刻购电/售电电价；所述并网模式下电能路由器与外部市电的电能交换的功率表示如下：ΔP
e,t
＝P
wt,t
+P
pv,t
+P
b,t
‑
P
l,t
其中，P
l,t
为t时刻接入所述电能路由器内的负荷功率值，P
b,t
为t时刻储能设备参与调度的充放电功率值；所述储能设备工作时同一时刻只执行充电和放电中的一种工作状态，所述储能设备参与调度的充放电功率满足如下公式：P
b,t
＝λ
t
ΔP
b,t
＝P
ch,t
,λ
t
＝1P
b,t
＝λ
t
ΔP
b,t
＝
‑
P
dis,t
,λ
t
＝
‑
1P
ch,t
，P
dis,t
分别为t时刻储能设备的充电、放电功率值；λ
t
为t时刻储能设备的充电、放电状态；以接入所述电能路由器内的用户用电负荷的平均用电价格最小为优化目标，建立所述经济调度目标函数，公式如下：3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述进行充放电约束，公式如下：0≤P
ch
≤P
chmax
0≤P
dis
≤P
dismax
P
ch,t
P
di...

【专利技术属性】
技术研发人员：张占强，吕晓圆，孟克其劳，孙玉杰，李瑜，魏皓天，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：发明
国别省市：