本公开涉及电力系统及其自动化,具体涉及一种楼宇综合能源的日前调度方法、系统、设备及存储介质。
背景技术:
1、在分布式能源与负荷控制技术大力发展的背景下,综合能源楼宇成为需求侧参与电力市场的主要媒介。楼宇聚合商通过对楼宇内部资源的有效聚合,利用信息技术和智能控制手段对电力系统进行调度和优化,有效减轻电网调度负担,实现了电力系统的多方共赢。
2、现楼宇聚合商常考虑以电动汽车集群与楼内温控负荷作为调控对象制定日前投标方案,这种方案基于电动汽车在不使用时可以作为储能设备,通过充电或放电参与电网调节;而温控负荷,如暖通空调系统,可以根据需求进行调整,以减少电力消耗或提供需求响应服务。但现有的技术方案过于依赖静态的优化模型,忽略了ev(电动汽车)的移动特性以及楼宇间信息交互所带来的电能共享属性,所制定的方案会错失降低成本和提高收益的机会,导致资源配置效率降低和系统运行风险增加。
技术实现思路
1、本公开实施例提供一种楼宇综合能源的日前调度方法、系统、设备及存储介质,以解决或缓解现有技术中的以上一个或多个技术问题。
2、根据本公开的一个方面,提供一种楼宇综合能源的日前调度方法,包括:
3、根据ev群的移动特性和各楼宇的负荷特性,以及各楼宇间的通信,建立楼宇电能共享模式;
4、基于所述楼宇电能共享模式,构建楼宇日前投标模型;
5、求解所述楼宇日前投标模型,基于求解结果,获得次日楼宇各设备调度方案、各ev群优化调度方案和各楼宇投标方案。
6、在一种可能的实现方式中,根据ev群的移动特性和各楼宇的负荷特性,以及各楼宇间的通信,建立楼宇电能共享模式包括:
7、获取ev出行信息;
8、根据ev出行信息,按照出行链理论对ev进行分群,形成不同的ev群。
9、在一种可能的实现方式中,根据ev群的移动特性和各楼宇的负荷特性,以及各楼宇间的通信,建立楼宇电能共享模式包括:
10、获取楼宇各单元电能信息,电能信息包括次日楼宇负荷预测数据、次日光伏出力预测数据和储能系统参数;
11、获取次日楼宇负荷预测数据包括:
12、采集楼宇历史用电数据;
13、对楼宇历史用电数据进行聚合,生成综合能源楼宇典型用电特征库;
14、根据典型用电特征库,预测次日楼宇负荷;
15、获取次日光伏出力预测数据包括:
16、从气象站获取次日太阳辐射强度预测数据;
17、获取楼宇光伏阵列的面积;
18、通过次日太阳辐射强度预测数据和楼宇光伏阵列的面积,基于光伏模型,计算次日光伏出力预测数据;
19、所述光伏模型为:
20、;
21、式中,为楼宇 b在 t时段光伏输出功率;为转换效率;为光伏阵列的面积;为 t时段太阳辐射强度;
22、储能系统参数包括楼宇蓄电池的容量、充/放电效率以及最大充放电功率。
23、在一种可能的实现方式中,基于所述楼宇电能共享模式,构建楼宇日前投标模型包括:
24、基于所述ev群建立考虑ev移动特性的ev群体模型;
25、建立储能模型;
26、结合所述ev群体模型和储能模型,构建考虑电能共享的楼宇日前投标模型。
27、在一种可能的实现方式中,基于所述ev群建立考虑ev移动特性的ev群体模型包括:
28、;
29、;
30、;
31、;
32、;
33、;
34、式中: b表示楼宇编号; t表示时段编号; j表示ev编号;为 t时段中楼宇 b中ev可调度数量;为时段ev群体 q的总充电功率;为 t时段ev群体 q的总放电功率;,分别为群体 q中单体ev的平均充、放电功率;,分别为单体ev的充电、放电功率边界;表示ev处于充电状态、表示ev处于放电状态。
35、在一种可能的实现方式中,建立储能模型包括:
36、;
37、;
38、;
39、;
40、;
41、式中,为楼宇 b在 t时段蓄电池充电状态;为楼宇 b在 t时段蓄电池放电状态;为楼宇 b在 t时段蓄电池的电量(kwh);为蓄电池调度周期开始时的电量;δ t表示时间间隔;为楼宇 b在 t时段蓄电池充电功率;为充电效率;为楼宇 b在 t时段蓄电池放电功率;为放电效率。
42、在一种可能的实现方式中,结合所述ev群体模型和储能模型,构建考虑电能共享的楼宇日前投标模型包括:
43、以总成本最低作为优化目标建立考虑电能共享的楼宇日前投标模型,目标函数为:
44、;
45、式中,为楼宇运营成本;为能量市场收益;
46、;
47、式中,为楼宇个数;,分别为楼宇 b在 t时段电能共享的购售电价;,分别为楼宇 b在 t时段的共享电网的购售电量;为楼宇 b微燃机运行成本;为楼宇 b在 t时段的微燃机出力;为楼宇 b光伏运行成本;为楼宇 b购气成本;为楼宇 b储能运行成本;为楼宇 b的ev调度成本;,分别为ev的平均充、放电功率;为楼宇 b在 t时段光伏输出功率;
48、;
49、式中:为 t时段的能量出清价格,可由历史出清价格预测得出;为 t时段的能量市场投标容量;
50、电平衡约束:
51、;
52、式中,为 t时段楼宇 b送向其他楼宇的功率;为 t时段由其他楼宇送入楼宇 b的功率;为 t时段楼宇 b能量市场投标容量;为 t时段楼宇 b负荷。
53、根据本公开的一个方面,提供一种楼宇综合能源的日前调度系统,包括:建立单元,用于根据ev群的移动特性和各楼宇的负荷特性,以及各楼宇间的通信,建立楼宇电能共享模式;
54、构建单元,用于基于所述楼宇电能共享模式,构建楼宇日前投标模型;
55、求解单元,用于求解所述楼宇日前投标模型,基于求解结果,获得次日楼宇各设备调度方案、各ev群优化调度方案和各楼宇投标方案。
56、在一种可能的实现方式中,建立单元包括:
57、第一获取模块,用于获取ev出行信息;
58、形成模块,用于根据ev出行信息,按照出行链理论对ev进行分群,形成不同的ev群。
59、在一种可能的实现方式中,建立单元包括还包括:
60、第二获取模块,用于获取楼宇各单元电能信息,电能信息包括次日楼宇负荷预测数据、次日光伏出力预测数据和储能系统参数;
61、第三获取模块,用于获取次日楼宇负荷预测数据包括:
62、采集模块,用于采集楼宇历史用电数据;
63、聚合模块,用于对楼宇历史用电数据进行聚合,生成综合能源楼宇典型用电特征库;
64、预测模块,用于根据典型用电特征库,预测次日楼宇负荷;
65、获取次日光伏出力预测数据包括:
66、从气象站获取次日太阳辐射强度预测数据;
67、获取楼宇光伏阵列的面积;
68、通过次日太阳辐射强度预测数据和楼宇光伏阵列的面积,基于光伏模型,计算次日光伏出力预测数据;
69、所述光伏模型为:
70、;
71、式中,为楼宇 b在 t时段光伏输出功率;为转换效率;为光伏阵列的面积;为 t时段太阳辐射强度;
72、储能系统参数包括楼宇蓄电池的容量、充/放电效率以及最大充放电功率。
73、在一种可能的实现方式中,构建单元包括:
74、第一建立模块,用于基于所述ev群建立考虑ev移动特性的ev群体模型;
75、第二建立模块,用于建立储能模型;
76、构建模块,用于结合所述ev群体模型和储能模型,构建考虑电能共享的楼宇日前投标模型。
77、在一种可能的实现方式中,基于所述ev群建立考虑ev移动特性的ev群体模型包括:
78、;
79、;
80、;
81、;
82、;
83、;
84、式中: b表示楼宇编号; t表示时段编号; j表示ev编号;为 t时段中楼宇 b中ev可调度数量;为时段ev群体 q的总充电功率;为 t时段ev群体 q的总放电功率;,分别为群体 q中单体ev的平均充、放电功率;,分别为单体ev的充电、放电功率边界;表示ev处于充电状态、表示ev处于放电状态。
85、在一种可能的实现方式中,建立储能模型包括:
86、;
87、;
88、;
89、;
90、;
91、式中,为楼宇 b在 t时段蓄电池充电状态;为楼宇 b在 t时段蓄电池放电状态;为楼宇 b在 t时段蓄电池的电量(kwh);为蓄电池调度周期开始时的电量;δ t表示时间间隔;为楼宇 b在 t时段蓄电池充电功率;为充电效率;为楼宇 b在 t时段蓄电池放电功率;为放电效率。
92、在一种可能的实现方式中,结合所述ev群体模型和储能模型,构建考虑电能共享的楼宇日前投标模型包括:
93、以总成本最低作为优化目标建立考虑电能共享的楼宇日前投标模型,目标函数为:
94、;
95、式中,为楼宇运营成本;为能量市场收益;
96、;
97、式中,为楼宇个数;,分别为楼宇 b在 t时段电能共享的购售电价;,分别为楼宇 b在 t时段的共享电网的购售电量;为楼宇 b微燃机运行成本;为楼宇 b在 t时段的微燃机出力;为楼宇 b光伏运行成本;为楼宇 b购气成本;为楼宇 b储能运行成本;为楼宇 b的ev调度成本;,分别为ev的平均充、放电功率;为楼宇 b在 t时段光伏输出功率;
98、;
99、式中:为 t时段的能量出清价格,可由历史出清价格预测得出;为 t时段的能量市场投标容量;
100、电平衡约束:
101、;
102、式中,为 t时段楼宇 b送向其他楼宇的功率;为 t时段由其他楼宇送入楼宇 b的功率;为 t时段楼宇 b能量市场投标容量;为 t时段楼宇 b负荷。
103、根据本公开的一个方面,提供一种设备,包括:
104、处理器以及存储器;
105、所述存储器用于存储计算机程序,所述处理器调用所述存储器存储的计算机程序,以执行上述任一项所述的楼宇综合能源的日前调度方法。
106、根据本公开的一个方面,提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序,当所述计算机程序被处理器执行时,使得所述处理器能够执行上述任一项所述的楼宇综合能源的日前调度方法。
107、本公开具有以下有益效果:本公开利用ev的移动特性以及楼宇间的通信建立楼宇电能共享模式,基于楼宇间电能共享模式构建楼宇日前投标模型,利用cplex对模型进行求解,基于模型求解结果,获得次日楼宇各设备运行情况与投标方案;如此,解决了楼宇聚合商在日前投标场景制定方案时,不清楚如何处理楼宇上报的ev出行数据以及不清楚如何利用电能共享对ev群体以及楼宇资源实现调控的问题。
108、本技术的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中提出。本技术的其它特征和优点将从说明书附图变得明显。应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本公开。