003引 Puc (t) = Pgw (t) -Pd (t) -Pbess (t)
[0039] 其中，Pgw(t)-Pd(t)表示t决策时刻的微电网功率裕度，Pgw(t-A t)-Pd(t-At)表示 t-A t决策时刻的微电网功率裕度，Pgw(t-2 A t)-Pd(t-2 A t)表示t-2 A t决策时刻的微电网 功率裕度，Pgw(t-3 A t)-Pd(t-3 A t)表示t-3 A t决策时刻的微电网功率裕度。
[0040] 约束条件2:
[0042]其中，Psmax，-Psmax分别为液流电池充放电功率的上下限，表示液流电池充放电的能 力，超过此上下限将损坏液流电池，Ps ( t )〉0表示充电，Ps ( t ) <0表示放电;PBmax，-PBmax分别为 裡电池充放电功率的上下限，表示裡电池充放电的能力，超过此上下限将损坏裡电池，Pb (t)〉0表示充电，PbUKO表示放电；
[0043] 约束条件3:
[0044] 1放心。<'坑)。")<济)〔抽狙
[004引其中S0Csmin，S0Csmax分别为液流电池储能装置所能储存能量的上限值和下限， SOCBmin, SOCBmax分别为裡电池储能装置所能储存能量的上限值和下限值，两种储能装置的剩 余电量必须满足上下限约束否则将损伤储能电池。
[0046] 无论液流电池还是裡电池，都是微电网储能系统，其储存能量可W表示为
[0047] S0C(t+l)=S0C(t)+P(t) A t
[004引其中，P(t)表示t时刻电池的充放电功率，SOC(t)表示t时刻电池的储存电量，SOC (t+1)表示t+1时刻电池的储存电量；
[0049]在一个完整的调度周期之后，剩余容量应该与初始值相同，否则多个调度周期之 后电量将逐渐增大或减少至不能充放电，即
[誦]所W二霞、(。） |SOC,、(7>WQ(〇r
[0051 ]第四步:原问题有两个目标函数，单独优化目标fi时，最优解记作XI*;单独优化目 标f2时，最优解记作X2*;
[0052] 构建博弈模型如下：
[0053] 决策者：1，11
[0054] 策略集{。龙} ,XiE {xi*,X2*}
[005引支付:fi(xi),-fi(xi)
[0056]决策者的支付矩阵如下：
[0059] 第五步:基于二人零和博弈法的权重系数的确定方法为：
[0060] 记f(i，j)=fl(x/)，考虑到多目标优化问题中的各个目标的量纲一般不同，需要 对各目标做下述归一化处理：
[0062]其中，为归一化后的博弈矩阵元素，i表示决策者II策略中的第i个，j表示 决策者I策略中的第j个，进一步，令2表示决策者I选择fl，f2作为策略的概率，Jil,化表示 决策者II选择XI*，X2*作为策略的概率;参与者I的期望支付为： 、 勺：
[006引护=；￡；￡/'0'，j)乂,片I其中，F表示决策者I的期望支付。 i=l i=l
[0064]在二人零和博弈模型中，决策者I的目标是最小化F，而决策者II的目标是最大化 F;该二人零和博弈问题模型如下：
[0066]由纳什均衡存在的充要条件，上述博弈问题的求解等价于求解如下两个线性原 始-对偶问题；
[0069 ]其中，ri为决策者II的第i个归一化的最优混合策略，Sj为决策者I的第j个归一化 的最优混合策略。则上述二人零和博弈的最优解为
[0071] 如此，上述二人零和博弈问题的混合策略纳什均衡解为：
[0072] Ai = F*ri,]ij = F*Sj
[0073] 第六步:基于线性加权法将可将原多目标优化问题等价的单目标优化问题模型如 下：
[0075] 根据此目标优化模型计算出各储能装置在各个调度周期内的SOC，从而保证了微 电网购电费用和联络线功率波动两者最小。
[0076] 第屯步:重新返回第一步，根据当前的调度周期，向能量管理系统传输运行数据。 [OOW]图3-图6为微电网并网运行模式下的能量优化管理仿真结果。
[0078] 表1、图3、图4为原始数据。图3为负荷曲线Pd(t)，微电网每15分钟调度一次，一天 24个小时，共24*4 = 96个调度点，t={l，2,3……，96}。图4为光伏发电出力曲线Pgw(t)，表1 为当地实时电价信息。
[0079] 表1分时电价信息
[0082]图5为各种优化目标下光伏及联络线功率的对比图。其中，Pmarl为单独考虑电费最 小时的联络线功率，此时对应的电费为-30.0467元，而波动系数为149.6778 ;Pmar2为单独考 虑波动系数最小时的联络线功率，此时对应的电费为-29.0729元，而波动系数为78.8829; Pmar为同时考虑电费与波动系数最小时的联络线功率，此时对应的电费为-29.9169元，而波 动系数为106.7997。与该优化结果对应的决策者支付矩阵如下：
[0084] 可得出相对应的权重分别为:0.9683、0.0317。
[0085] 图6为应用该方法处理后裡电池与液流电池在任意时刻的充放电功率情况及荷电 状态，由实例知，复合裡电池储能时，不仅能完成储能电池移峰填谷的作用，电价低谷期充 电，电价高峰时放电W增大微电网收益;而且由于有液流电池共同调节，使得裡电池减少对 功率变化的高频部分进行出力，既有效平滑联络线功率，减小光伏出力波动对大电网的冲 击，又能延长裡电池的使用寿命。
[0086] W上对本实用新型所提供的一种含复合储能微电网的多目标优化系统及方法进 行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，W上 实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核屯、思想；同时，对于本领域的一 般技术人员，依据本实用新型的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上 所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
【主权项】
1. 一种含复合储能微电网的多目标优化系统，其特征在于，包括控制层和底层设备，控 制层由微电网中央控制器、下层控制器以及通信网络组成，下层控制器包括负荷控制器、光 伏控制器和储能控制器;底层设备包括静态负荷、光伏发电系统、液流电池储能装置、锂电 池储能装置、光伏逆变器、储能逆变器； 微电网中央控制器与并/离网控制开关通过通信总线连接，以控制微电网系统处于并 网运行状态或者离网运行状态； 微电网中央控制器与负荷控制器、光伏控制器和储能控制器通过通信总线进行连接； 负荷控制器、光伏控制器和储能控制器通过通信总线上传负荷、光伏发电系统和储能装置 的电气信息给微电网中央控制器;微电网中央控制器通过通信总线向下层控制器下达相应 指令，以控制负荷、光伏发电系统和储能装置的运行状态； 负荷控制器、光伏控制器和储能控制器分别与静态负荷开关、光伏发电系统开关和储 能装置开关连接，以控制相应开关的开合状态； 光伏控制器和储能控制器分别与光伏发电系统逆变器和储能装置逆变器相连接，以控 制微电源的输出功率。
【专利摘要】本实用新型公开了一种含复合储能微电网的多目标优化系统，该含复合储能微电网的多目标优化系统包括控制层和底层设备，控制层由MGCC、下层控制器以及通信网络组成，下层控制器包括负荷控制器、光伏控制器和储能控制器；底层设备包括静态负荷、光伏发电系统、液流电池储能装置、锂电池储能装置、光伏逆变器、储能逆变器。本实用新型，结构简单，易实现，可有效实现微电网可再生能源利用最大化、并有效减少联络线功率波动和分布式电源并网运行冲击，提高微电网运行经济性。
【IPC分类】H02J3/38, H02J13/00, H02J3/28
【公开号】CN205212447
【申请号】CN201520835498
【发明人】杨苹, 许志荣, 温剑威, 郑群儒, 袁昊哲, 张育嘉, 陈柱
【申请人】华南理工大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年10月22日