[发明专利]一种光储系统功率分配的鲁棒优化方法

说明书

本发明公开了一种光储系统功率分配的鲁棒优化方法，建立光储系统在能量和调频市场的确定性功率分配模型；考虑光伏出力和能量市场价格的不确定性，将确定性功率分配模型转化为双层鲁棒优化模型；采用对偶定理将双层鲁棒优化模型转化为单层鲁棒优化模型；求解单层鲁棒优化模型，得到光伏发电分配在能量和调频市场的功率，以及储能系统分配在能量和调频市场的功率，确定光储系统在能量和调频市场功率分配的最优方案。本发明减小了优化求解的计算规模，提高了优化求解的效率。

技术领域

本发明涉及电网技术，具体涉及一种光储系统功率分配的鲁棒优化方法。

背景技术

光储系统能为能量市场提供可靠的光伏输出功率和储能功率，为调频市场提供上调和下调功率，是缓解电网系统调频压力的重要手段。一天内某些时段调频市场价格高于能量市场价格，这种价格差会给光储系统带来利润空间。因此，通过优化分配光储系统参与能量市场和调频市场的功率，可以为光储系统获得更多的经济效益。

光伏出力和能量市场价格的不确定性是影响光储系统功率在能量和调频市场分配的关键因素。现有方法通常采用随机优化方法，首先随机产生足够多的场景，然后基于这些场景获取最优功率分配方案。但随机优化的概率分布函数难以获取，数据的准确性较低，难以保持不确定性信息的完整性。同时，随机优化的场景数量必须足够大，这增加了计算规模。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光储系统功率分配的鲁棒优化方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种光储系统功率分配的鲁棒优化方法，包括以下步骤：

步骤1，建立光储系统在能量和调频市场的确定性功率分配模型；

步骤2，考虑光伏出力和能量市场价格的不确定性，将确定性功率分配模型转化为双层鲁棒优化模型；

步骤3，采用对偶定理将双层鲁棒优化模型转化为单层鲁棒优化模型；

步骤4，求解单层鲁棒优化模型，得到光伏发电分配在能量和调频市场的功率，以及储能系统分配在能量和调频市场的功率，确定光储系统在能量和调频市场功率分配的最优方案。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)光储系统功率分配模型只需知道不确定区间，不需要考虑光伏出力和能量市场价格的不确定性分布，减小了优化求解的计算规模，提高了优化求解的效率；2)将在有界集合内变化的光伏出力和能量市场价格数据引入目标函数和约束条件中预先加以考虑，求得的决策方案更加符合实际，提高了光储系统获得更多的经济效益。

附图说明

图1为本发明光储系统功率分配的鲁棒优化方法的流程图。

图2为某一日的光伏发电输入功率图。

图3为ERCOT的能量市场价格数据图。

图4为根据图2模拟的光伏发电实时输入功率区间图。

图5为根据图3模拟的能量市场实时价格区间图。

图6为本发明方法与随机优化方法的收益对比图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步说明本发明方案。

结合图1，本发明光储系统功率分配的鲁棒优化方法，包括如下步骤：

步骤1，建立光储系统在能量和调频市场功率分配的确定性优化模型；

(1)优化目标为：

式中n——光储系统在一天内按15分钟划分的时间间隔；

m——一天内总的时间间隔数；

N——预测的时间步长；