基于机会约束模型的多类型储能系统容量优化配置方法_2

文档序号:9473498阅读:来源:国知局
别求出目标值,通过对目标值进行降序排列,评估函数为:
[0042] eval (i) = a (l~a)1 \ i = I, 2, ···, pop_size a e (〇, I);
[0043] 步骤3-5、选择,利用轮盘赌的方法选择染色体,首先计算
.,:其次,生成随机数 r e [0, qpcip_sizJ,若 qi< r < q i+1,则 选择第i个染色体,重复该步骤P0P_size次,得到pop_size个染色体;
[0044] 步骤3-6、交叉,定义p。作为交叉概率,将染色体分为成对染色体,对染色体中的每 一个基因进行判断,若随机生成的数I e [0, 1],若1 < p。,则进行交叉;
[0045] 变异,定义Pm作为交叉概率,在变异过程中我们重复p〇p_size,随机生成数 r e [0,1],若r彡Ρηι,则进行变异。
[0046] 优选的,所述步骤3-1中,令每个新能源发电随机变量服从对数正态分布,通过随 机模拟得出新能源发电数据,根据式
-获得所述新能源发电 目标功率,通过式仏=获得所述储能功率Pst,令
[0047] η = 0· 4, PBreft= P wt*rV(n+l),Puref= P st-PBref分别得出 t 时刻能量型、功率型储 能系统参考功率,以及能量型、功率型储能系统最大功率值
[0048] PB_nax= max (| P Breft |), Pu niax= max (| P Ureft |) 〇
[0049] 优选的,所述步骤3-2中,所述能量型储能系统额定功率,功率型储能系统额定功 率,能量型储能系统额定容量,功率型储能系统额定容量分别通过下式获得:
[0054] 式中,&为能量型储能系统额定功率,为功率型储能系统额定功率,为能量 型储能系统额定容量,1;为功率型储能系统额定容量,λ Β1,λ B2表示能量型储能系统额定 功率取值上下限区间系数,λ υΜ λ U2表示功率型储能系统额定功率取值上下限区间系数, μ Β1,μ B2表示能量型储能系统额定容量取值上下限区间系数,μ m,μ U2为功率型储能系统 额定容量取值上下限区间系数。
[0055] 优选的,所述步骤3-3中,包括如下步骤:
[0056] 所述成本费用:
,能量型储能单位额定功率费Spb和功率型储能单位 额定功率费Spu服从梯形模糊数(t D t2, t3, t4),(tn,t22, t33, t44),能量型储能单位额定容量 费Seb和功率型储能单位额定容量费S EU服从梯形模糊数(s i,s2, s3, s4)和(sn,s22, s33, s44),
[0057] 所述新能源发电波动率期望:.
式中Pwt为t时刻 新能源发电功率; 为t时刻新能源发电目标功率,PBt为t时刻能量型储能系统充放电功 率,Put为t时刻功率型储能系统充放电功率;
[0058] 所述能量型储能系统波动率期望:
[0059] 与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
[0060] 本发明考虑了风力发电、光伏发电等新能源发电随机性和波动性,通过机会约束 理论建立模型,通过设置模糊修正系数来划分储能系统状态,在最大程度降低混合储能系 统的容量配置费用,使其充放电功率与荷电状态均保持在适宜范围内的基础上,并有效平 滑风电和光伏发电等新能源发电出力波动。
【附图说明】
[0061] 图1是本发明提供的一种基于机会约束模型的多类型储能系统容量优化配置方 法流程图
[0062] 图2是本发明提供的荷电状态及可充放电量的划分区间图
【具体实施方式】
[0063] 下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0064] 为了解决现有技术利用混合储能平抑风电、光伏发电等新能源发电出力波动中对 混合储能系统容量配置的问题,本发明实施例提出了一种基于机会约束模型的多类型储能 系统容量优化配置方法,该方法先考虑风电、光伏发电等新能源发电随机性来建立熵-机 会约束数学模型,然后基于模糊模拟建立了储能系统充放电控制策略;最后通过遗传优化 算法来确定储能系统充放电量,最终实现了利用混合储能系统对风电、光伏发电等新能源 发电出力波动的抑制,并最大程度使得能量型储能(储能电池)和功率型储能(超级电容) 配置费用最低,如图1所示,具体包括如下步骤:
[0065] 步骤1、考虑新能源发电随机性来建立熵-机会约束数学模型;
[0066] 建立以最小化混合储能系统的配置费用,最小化新能源发电波动率的期望,最小 化电池功率波动的期望为目标的函数,如(1)-(3)式:
[0069] 式中Cinf(a )表示约束条件以一定的置信水平成立的前提下,极小化目标函数的 悲观值,(;为目标函数的悲观值,本模型中则表示在α置信水平下,满足总成本约束情况 下,C为最小化混合储能系统的配置费用;当X = B时表示能量型储能系统,X = U时表 示功率型储能系统;歹;与为决策变量,分别指储能系统的额定功率和额定容量;t为 时间指标,i = 1,2,... T ;SPx为储能单位额定功率费,S Ex为储能单位额定容量费,ξ xt为 t时刻储能系统的修正系数,SPx、Sex和ξ xt这三个量为模糊参数,P Bt、Put分别为t时刻能 量型与功率型储能系统充放电功率,ξ Bt、ξ ut分别为t时刻能量型储能系统和功率型储 能系统的修正系数;Pwt为t时刻新能源发电功率;ff,为t时刻新能源发电目标功率,由式
求得,m为低通滤波时间常数;Ptorf为能量型储能系统参考 功率,PBraf$ t时刻能量型储能系统参考功率,由式
求得,η为高通滤波时间常数;Puraf为功率型储能系统参考功率,P &@为t时刻功率型储 能系统参考功率,由式
求得;
,其中PBraft为t时刻能量型储能系统参考功率,η为 高通滤波时间常数;
Ptoft为t 时刻功率型储能系统参考功率;
[0070] 建立储能系统功率出力约束条件,如式(5):
[0072] 建立储能系统荷电状态约束条件,如式(6):
[0074] 其中t时刻的荷电状态由式
获得; 瓦JiOQ分别为储能荷电状态的上下限值;g为储能的初始电量;nxt为t时刻充放电效 率。
[0075] 步骤2、基于模糊模拟建立储能系统充放电控制策略。
[0076] 步骤2. 1、将荷电状态值划分为表示各种荷电状态的区间。
[0077] 为保证储能不过充,不过放电,保证储能荷电状态保持在Jpg~WC'(0.1~鱗, 将荷电状态分为充电和放电过程,每个过程分为5个状态:[0, A] ; (A,B] ; (B,C] ; (C,D]; (D, 1],如在算例分析表 1 中,设定了 A = 0. 2, B = 0. 4, C = 0. 6, D = 0. 8。
[0078] 步骤2. 2、划分对应充放电量区间。
[0079] 如图2所示,根据所确定的5个荷电状态值A,B,C,D来对应划分充电过程的充 电电量区间为:[0,a] ;(〇,b] ;(0,c] ;(0,d] ;放电过程相对应的放电电量区间为:0 ; (0, d] ; (0, c] ; (0, b] ; [0, a];从而保证荷电状态保持在[0. 1,0. 9]。
[0080] 另外,依据算例表1所示,对A, B, C, D分别设定后,对应取a, b, c, d的计算方法分
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