[发明专利]一种计及自动需求响应的建筑型微电网光伏利用率提高方法

权利要求书

1.一种计及自动需求响应的建筑型微电网光伏利用率提高方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1：将一天离散的分为K个等长的周期，时间间隔为Δt，并用k表示任意时段，κ＝{1,2,…,K}表示操作周期的集合，将N⁺表示为PEV和BESS的集合,N⁺＝{1,2,…,N}；

S2：构建建筑型微电网结构模型，包括供应侧，能量服务平台ESP和需求侧，在此基础上建立一个基于混合整数规划MIP的集中式调度模型，并确定该调度模型中的约束条件；

S3：基于虚拟成本和虚拟实时价格vRTP机制，为博弈参与者制定非合作ADR博弈框架，以实现优化目标；

S4：在博弈设定的策略空间中，各博弈参与者根据初始状态和消费需求，考虑设备运行约束和系统约束，独立进行优化决策求解各自的成本最小化优化策略；

S5：证明博弈模型的纳什均衡解存在的唯一性以及纳什均衡与帕累托最优的一致性，达到所有参与者全局最优的目标状态，并证明该纳什均衡解与基于MIP的操作模型的最优解相吻合，以博弈方法实现对MIP集中式策略的改进；

S6：由系统判断是否达到纳什均衡，若是，则输出最终优化策略集合作为所有参与者的优化结果，求解完成；若否，返回步骤S4根据更新后的状态信息重新进行优化；

所述步骤S2中，建筑微电网结构模型及其调度模型的构建包括以下过程：

S2-1：将建筑微电网分为：供应侧、ESP和需求侧，供应侧：分布式光伏机组和BESS，并与电网进行能量交换；ESP：对负荷需求进行预测、汇总、更新和广播；需求侧：需求侧负荷可分为两组，即可转移负荷和不可转移负荷；

S2-2：构建建筑微电网结构模型：

1)构建供应侧PV模型

光伏发电是利用半导体“光生伏打效应”将太阳辐射能直接转换为电能的发电方式，单个光伏电池的输出功率很小，因此光伏发电单元将大量的光伏电池串并联，形成光伏阵列；光伏系统通常使用最大功率点跟踪MPPT来使光伏模块在变化的环境中以最大功率点工作，采用现有的光伏电池发电器模型，参数会随着环境的变化而变化，需根据实际的光照强度和温度确定，则k时段的光伏阵列输出功率表示为：

式中，U_k和I_k分别为单个光伏组件在k时段的电压和电流；C^a为光伏组件的串联个数；C^b为光伏组件串的并联个数；τ^PV为损失因子；

2)构建需求侧PEV模型

用一个七维行向量记录电动汽车的电池信息和客户充电需求信息，设该微电网接入的车辆集合为N，则车辆规模为n＝|N|，对于任意车辆l∈N，其相关参数为：

式中，T_lⁱⁿ、T_l^out分别表示车辆l接入微电网的时间和预期离开时间；分别表示车辆动力电池的起始SOC和离开微电网时的期望SOC，SOC表示电池剩余能量与电池容量的比值，因此有表示PEV电池容量；P_l^maxc、P_l^maxd分别表示额定充、放电功率；

S2-3：在此基础上建立一个基于混合整数规划MIP的集中式调度模型：

V_G表示光伏利用率，当V_G越小，表示光伏利用率越小；表示k时刻的基础负荷，P_i,k表示在k时段第i个PEV或者BESS的功率，表示在k时刻的光伏功率；

S2-4：在建立一个目标函数后，要对其进行约束以符合实际情况，在这个目标函数下，需要考虑以下约束：

1)系统功率平衡约束：

2)能量交换约束：

3)PEV约束：

4)BESS约束：

其中，表示在时刻k从电网中获得的能量，它受能量交换平衡的约束，即从电网获电时，有上限当向电网反向输电时，有上限和都为二进制数，P_l,k为第l个PEV的功率，和P_l^c为PEV充电功率的上下限，和P_l^d为PEV放电功率的上下限，T_l^m为包含[T_lⁱⁿ,T_l^out]的周期集合，长度为N_l，S_l,k表示第l个PEV的工作状态，有上限和下限η(P_l,k)表示第l个PEV的功率交换效率，表示第l个PEV的电池容量，和分别为k时刻BESS的充放电功率，η^Bc和η^Bd为其充放电效率；此外还考虑了电池的损耗，y^B表示电池寿命，L_DOD表示总次数，L^ann为一年的循环次数。