[发明专利]一种基于储能装置SOC动态约束的微网经济调度方法

权利要求书

1.一种基于储能装置SOC动态约束的微网经济调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：预测微电网重要电负荷功率、新能源发电功率曲线，并获取燃气机可调度功率上限；定义净电负荷为重要负荷功率与新能源发电功率以及燃气机可调度功率上限之差，计算各调度周期的净电负荷功率；

步骤2：根据步骤1中各调度周期的净电负荷功率、孤网下非计划波动功率以及孤网下重要负荷的保障供电时长，确定在各调度周期储能装置所需提供的能量值；

步骤3：由各调度周期储能装置所需提供的能量值、储能装置的额定容量以及储能装置的能量状态上下限，确定各调度周期储能装置的SOC动态约束值；

步骤4：以微网中各个供能设备的出力参数、微网与电网的交互功率为决策变量、以最小化调度总周期内微网运行成本C_CCHP为目标构建目标函数；

步骤5：根据各调度周期储能装置的SOC动态约束值、各供能设备的出力约束，用智能优化算法进行求解目标函数，得到决策变量的最优解，从而确定微网经济调度方案；

所述步骤2中，在第t个调度周期，储能装置所需提供的能量值W的计算公式为：

其中，τ₂-τ₁为微网在孤网情况下重要负荷的保障供电时长，P_L.unp为孤网下非计划波动功率，为经验参数，表示净电负荷功率；

所述步骤3中，在第t个调度周期，储能装置的SOC动态约束值S_bat的计算公式为：

其中，W_N为储能装置的额定容量；η_d为储能装置的放电效率；S_bat.low为储能装置的能量状态下限；δ储能装置的自放电率，这四个参数均为储能本身参数；

所述步骤5中各供能设备包括储能装置、燃气机、余热吸收式冷温水机、电制冷机、燃气锅炉和水泵，其出力约束具体为：

1)储能装置的出力约束为：

其中，和分别为第t个调度周期和第t+1个调度周期储能装置的能量状态；分别为第t个调度周期储能装置的充电功率/放电功率；ΔT为调度周期；η_c、η_d为储能装置充、放电效率；δ为储能装置的自放电率；W_N为储能装置的额定容量；S_bat.top为储能的能量状态上限；P_bat.ctop、P_bat.dtop分别为储能装置的最大允许充电、放电功率；S_bat为步骤3中所求出的约束值；η_c、η_d、δ、W_N、S_bat.top、P_bat.ctop、P_bat.dtop都是储能装置本身的参数；和为需要求解的参数；

2)燃气机的出力约束为：

其中，和分别表示第t个调度周期燃气机发电功率和输出热功率；表示燃气机在第t个调度周期内单位时间消耗的燃气量；a、b、c、d为燃气机的性能拟合系数，P_GE.low和P_GE.top分别表示燃气机技术出力下限和上限；P_GE.up和P_GE.down分别表示燃气机在一个调度周期内的最大増功率幅度、最大降功率幅度；a、b、c、d、P_GE.low、P_GE.top、P_GE.up和P_GE.down均为燃气机本身的性能参数；和为需要求解的参数；

3)余热吸收式冷温水机的出力约束为：

其中，分别表示第t个调度周期余热吸收式冷温水机的制冷/制热功率，为第t个调度周期余热吸收式冷温水机输入的热功率，来源于燃气机的输出热功率；η_AC.cool和η_AC.heat分别为余热吸收式冷温水机制冷和制热效率；Q_AC.coolN和Q_AC.heatN分别为余热吸收式冷温水机的额定制冷和制热功率；η_AC.cool、η_AC.heat、Q_AC.coolN和Q_AC.heatN均为余热吸收式冷温水机本身的性能参数；和为需要求解的参数；

4)电制冷机的出力约束为：

其中，和分别为第t个调度周期电制冷机的输入电功率和输出制冷功率；η_EC为电制冷机的制冷效率，Q_EC.N为电制冷机的额定制冷功率；η_EC和Q_EC.N均为电制冷机本身的性能参数，和为需要求解的参数；

5)燃气锅炉的出力约束为：

其中，和分别为第t个调度周期燃气锅炉单位时间消耗的燃气量和制热功率，为需要求解的参数；η_GB和Q_GB.N分别为燃气锅炉的制热效率和额定热功率，为燃气锅炉本身的性能参数；

6)水泵的出力约束为：

其中，为第t个调度周期水泵电功率；和分别为第t个调度周期冷负荷和热负荷需求量，可以由能量管理系统根据历史数据预测得到；α和β分别为冷负荷和热负荷电耗系数，为水泵的性能参数；

上述各供能设备出力还应满足电功率平衡约束、冷/热功率平衡约束和能量平衡约束；以夏季供电供冷为例,燃气锅炉不工作，余热吸收式冷温水机用于制冷，其约束如下：

其中，第一个公式表示电功率平衡约束，即在第t个调度周期，燃气机发电功率与电网交互功率储能装置的充/放电功率光伏出力功率以及风电出力功率之总和要与水泵电功率电制冷机输出制冷功率及微网电负荷的总和相平衡,微网电负荷由能量管理系统根据历史数据预测得到；第二个公式表示冷功率平衡约束，即在第t调度周期，余热吸收式冷温水机的制冷功率电制冷机输出制冷功率以及蓄冷装置蓄/放冷功率之和与总的冷负荷功率相平衡；第三个公式表示能量平衡约束，即在第t个调度周期，微网单位时间消耗的燃气量等于燃气机单位时间消耗的燃气量燃气机输出热功率等于余热吸收式冷温水机输入的热功率与未利用的热功率之和。