[发明专利]一种基于光伏微网运行成本的蓄电池充放电调度优化方法

说明书

本发明涉及一种基于光伏微网运行成本的蓄电池充放电调度优化方法。本发明基于光伏微网用电负荷和光伏发电的24小时预测数据，提出了一种光伏微网蓄电池在未来24小时的优化运行调度策略。专利给出了由四个子项构成的光伏微网运行成本模型：(1)基于放电深度刻画的蓄电池老化成本；(2)基于尖峰电价的电力需求费用；(2)基于分时电价的能源费用；(4)基于光伏上网电价的发电收益。结合模型中蓄电池充放电的约束条件，实现了运行成本模型的优化，将显著降低光伏微网的运行成本，有助于光伏微网系统的推广应用。

技术领域

本发明属于光伏新能源领域，涉及一种基于光伏微网运行成本的蓄电池充放电调度优化方法。

背景技术

利用蓄电池充放电的调度优化方法，将能够显著降低光伏微网的运行成本。蓄电池充放电的调度优化过程需考虑：(1)蓄电池每次充放电深度对使用寿命的动态影响；(2)尖峰电价对于电力需求费用的影响；(3)分时电价对于能源费用的影响；(4)光伏上网电价对于光伏微网收益的影响。然而在实际应用中，人们一方面关注于光伏微网建设期的蓄电池容量配置与投资成本，另一方面则关注于如何利用蓄电池充放电来改善光伏供电质量。目前的蓄电池充放电调度优化模型很少同时考虑上述四项因素，通常回避或简化光伏微网的运行成本问题，将不利于在固定硬件配置条件下，最大程度改善光伏微网的运行收益。

发明内容

本发明考虑到：(1)基于天气相似日情况下的光伏微网用电负荷以及发电历史数据，考虑到用电负荷在季节上的整体波动性以及在一周中的局部波动特性，同时考虑到光伏发电跟随季节和天气变化的波动性，可以有效实现光伏微网用电负荷和光伏发电的24小时预测；(2)目前光伏微网中蓄电池充放电通常只关注于改善光伏供电质量，或者仅关注于电力需求费用与能源费用，而回避了在光伏微网运行中由于不合理的蓄电池充放电调度策略所产生的蓄电池使用寿命变化，而这将成为光伏微网运行成本中不可忽视的部分。因此本发明基于光伏微网用电负荷和光伏发电的24小时预测，综合考虑蓄电池充放电动态成本以及复合电价费用，提出一种基于光伏微网运行成本的蓄电池充放电调度优化方法。

本发明提出一种基于光伏微网运行成本的蓄电池充放电调度优化方法，包括以下步骤：

步骤(1)基于相似类型日情况下的光伏微网用电负荷以及光伏发电历史数据，实现光伏微网用电负荷和光伏发电的未来24小时预测。

步骤(2)计算蓄电池在每个充放电周期的荷电状态。

步骤(3)计算蓄电池在每个充放电周期的放电深度。在每个充放电周期，蓄电池放电深度定义为蓄电池荷电状态下降和上升幅值的均值。

步骤(4)根据蓄电池的放电深度，计算蓄电池在每个充放电周期的老化成本。

步骤(5)设定光伏微网运行成本目标函数。对于一个由光伏和蓄电池组成的微网系统，设定由电力需求费用、能源费用、光伏发电上网收益以及蓄电池老化成本所构成的目标函数J。

步骤(6)设定光伏微网运行成本目标函数的约束条件：蓄电池放电和充电模式下的能源供需平衡条件、从外部电网购买的电力功率需满足平稳性条件、蓄电池放电和充电需满足最大允许功率限制条件。

步骤(7)在步骤(6)的约束条件下，针对步骤(5)所设定的光伏微网运行成本目标函数，利用粒子群算法求解蓄电池在每个优化周期的充放电功率。

本发明具有的有益效果为：

1、根据用电负荷在季节上的整体波动性以及在一周中的局部波动特性，同时考虑到光伏发电跟随季节和天气变化的波动性，实现基于相似类型日的光伏微网用电负荷和光伏发电的24小时预测；

2、综合考虑蓄电池充放电深度所引起的动态成本以及复合电价费用，给出了由四个子项构成的光伏微网运行成本模型：(1)基于放电深度刻画的蓄电池老化成本；(2)基于尖峰电价的电力需求费用；(2)基于分时电价的能源费用；(4)基于光伏上网电价的发电收益。