[发明专利]一种考虑源荷不确定性的光储电协调控制方法

说明书

一种考虑源荷不确定性的光储电协调控制方法，包括以下步骤：1)区域系统包括光伏、储能、充电桩及电动汽车；2)为了避免在非高峰时段放电，将引入了惩罚成本，在部分峰值和非峰值之间进行选择；3)多阶段随机优化的SDDP算法。本发明采用随机对偶动态规划算法，考虑了储能和电动汽车的发电、用电特性，利用SDDP算法优化储能和电动汽车的充放电曲线，从而减小了从电网购电成本。

技术领域

本发明涉及一种采用随机对偶动态规划方法(the stochastic dual dynamicprogramming，SDDP)，对光伏(solar photovoltaic，PV)、电动汽车(plug-in electricvehicle，PEV)和储能进行协调控制，使购电成本降至最低。

背景技术

随着光伏、电动汽车在世界各国的广泛发展，光伏及充电基础设施的规划与建设问题已得到我国政府的重要关注。目前我国电力系统发电侧的一次能源仍以煤炭为主，电动汽车通过充电基础设施直接接入电网充电，实际所产生的间接碳排放量相比传燃油汽车并不明显优势，并且难以减轻对化石燃料的依赖。这种情况下，要实现真正意义上的低碳，存在两种方式：一是大力发展可再生能源发电系统，提高电网对可在生能源消纳能力；二是直接建立充放电设施与分布式可再生能源发电系统的关联，实现可再生能源的就地消纳利用。从当前的发展情况来看，调整电网的一次能源结构是非常困难的，但是，随着可再生能源发电技术的快速发展让充放电设施与分布式可再生能源发电系统相关联成为了可能。光伏、储能、充电桩和电动汽车的就地集成，可以有效提高可再生能源利用率，并且充分发挥充电桩、光伏和储能的效益。

现阶段对光、储、电的协调控制已经做了：功率平衡、负载转移、电力成本降低和峰值调节等研究工作。但是，对于一些不确定的变量在建立数学模型的时候很少考虑到，如光伏发电和负荷分布的不确定性，在某些情况下，需要考虑到在光伏机组上的投资，考虑到限电要求，并且由于天气变化，光伏发电存在相当大的不确定性。在用户侧，随着近年来电动汽车的逐渐增加，用户类型日益多样化，这导致了电动汽车的充电时间存在不确定性，因此充电桩的选址定容也成为了关键性的问题。虽然，有些学者考虑了光伏发电和电力需求的不确定性，但这些不确定性是单独评估的，而不是针对协调控制方案。部分学者在利用光伏发电的随机控制方法中考虑了电动汽车移动的不确定性，但没有考虑充电桩的选址定容问题。

因此，对于任何最佳的能源管理控制框架，有必要考虑光伏发电和负荷需求的随机性以及它们之间的相关结构。本专利在建模时考虑到光伏发电和负荷需求的随机性以及它们之间的相关结构，提出随机对偶动态规划算法在计算上避免了动态规划的高维数问题，并且利用该算法协调控制光、储、电动汽车使其能量利用率得到有效提高。

发明内容

为了克服已有技术的不足，本发明提供了一种考虑源荷不确定性的光储电协调控制方法，采用随机对偶动态规划算法，考虑了储能和电动汽车的发电、用电特性，利用SDDP算法优化储能和电动汽车的充放电曲线，从而减小了从电网购电成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种考虑源荷不确定性的光储电协调控制方法，包括以下步骤：

1)区域系统包括光伏、储能、充电桩及电动汽车，光伏通过直流母线和交直流变换器向园区和储能输送能量，储能通过双向直流-直流变换器连接到同一直流母线，充电桩通过一个双向转换器与另一个直流母线连接到园区，直流-交流逆变器从直流母线向园区供电，设定储能和充电桩只能为园区提供电力，园区负荷可以从电网、光伏和储能接收电力；光伏、存储和充电桩、电动汽车可以通过通信网络与控制器进行信息通信；

2)为了避免在非高峰时段放电，将引入了惩罚成本，在部分峰值和非峰值之间进行选择，目标函数J和模型约束如下所示：