[发明专利]基于合作博弈的充换储一体化电站微电网优化调度方法

说明书

基于合作博弈的充换储一体化电站微电网优化调度方法，包括：考虑电动汽车换电需求和光伏、风力发电随机特性，利用鲁棒优化对光伏、风力发电功率、电动汽车换电需求进行建模；构建以微电网供电成本最小的上层微电网优化调度模型；建立一体化电站的寿命损耗成本模型及其运行损耗模型；构建以CSSIS利润最大为目标函数的下层充换储一体化电站优化模型；构建基于合作博弈的充换储一体化微电网优化调度模型。利用带精英策略的非支配排序遗传算法（NSGAII）结合求解器CPLEX，对模型进行求解。本发明为城市电动汽车充换电基础设施建设提供理论依据和技术支撑，并有利于提高电网、微电网及充换电站运行的经济效益。

技术领域

本发明涉及一种微电网运行优化技术，特别涉及一种基于合作博弈的充换储一体化电站微电网优化调度方法。

背景技术

作为节能减排的重要措施，电动汽车的发展越来越受到重视。电动汽车(EV)与电力系统在充电设施发生交互影响。EV产生充电需求进而影响电力系统内负荷的时空分布；同时，电力系统向EV提供充电服务以满足EV用户的出行需求。充电桩和充换电站等电能补给方式为EV用户实现电能补充提供了多样化的选择，如私人EV可通过慢充桩获得电能，也可在充电站内的快充桩处进行电能补充；公交车、出租车和商务车等可在公共充电站获取快速的电能补充，也可以直接选择更换电池实现快速的电能补充。不同的行驶规律和充电特征等使得EV与电力系统的友好互动成为了难题——电力系统如何保障EV充电服务的质量；同时，使EV充电过程与电力系统在能量、备用等多维度进行高效互动。将EV通过充换电站接入新能源微电网，可以有效缓解大规模EV接入电网带来的负面影响，就地消纳可再生能源，实现低碳。

目前，合作博弈理论在电力系统领域获得了较大范围的应用，但在充换储一体化电站微电网的优化调度方面的应用还鲜有出现。

发明内容

本发明提供一种基于合作博弈的充换储一体化电站微电网优化调度方法，可以使微电网系统运行成本最小，一体化电站CSSIS获得的利润最大，通过对一体化电站的充放电有序控制，实现电网公司、用户和充换电站运营商的多方共赢。该方法为城市电动汽车充换电基础设施建设提供理论依据和技术支撑，并有利于提高电网、微电网及充换电站运行的经济效益。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

基于合作博弈的充换储一体化电站微电网优化调度方法，包括以下步骤：

步骤1：考虑电动汽车换电需求和光伏、风力发电随机特性，利用鲁棒优化对光伏、风力发电功率、电动汽车换电需求进行建模；

步骤2：构建以微电网供电成本最小的上层微电网优化调度模型；

步骤3：建立一体化电站的寿命损耗成本模型及其运行损耗模型；

步骤4：构建以CSSIS利润最大为目标函数的下层充换储一体化电站优化模型；

步骤5：构建基于合作博弈的充换储一体化微电网优化调度模型。

步骤6：利用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGAII)结合求解器CPLEX，对基于合作博弈的充换储一体化微电网优化调度模型进行求解。

本发明一种基于合作博弈的充换储一体化电站微电网优化调度方法，有益效果如下：

1、将电动汽车通过充换电站接入微网，提高了可再生能源的利用率，可降低大规模可再生能源并网对电网带来的冲击，促进了可再生能源的消纳；将充换电站和储能站协调配合，为动力电池提供较为稳定的充放电环境，且动力电池梯次利用提高了动力电池利用效率，同时动力电池为储能站提供可调节容量支撑，为电网提供支撑。

2、为保证博弈各联盟方的收益及联盟稳定性，采用凸博弈理论利用Shapley值对产生的利益进行分配，能够综合决策CSSIS的各时刻的最优充放电功率以及最优的交易电价。