[发明专利]一种主网与家庭光储系统功率交换的控制方法

权利要求书

1.一种主网与家庭光储系统功率交换的控制方法，其特征在于：家庭光储系统包括家庭负荷、光伏发电、储能系统；根据家庭负荷功率、光伏发电功率，采用瞬时控制策略或预测储能控制策略，以光储系统与主网之间功率交换最小为目标，控制储能系统的充放电，建立电能交接量化模型及约束条件。

2.根据权利要求1所述主网与家庭储能系统功率交换的控制方法，其特征在于：储能系统经过N次充放电后，剩余电量的计算如下：

式中，E_re表示某一时刻充放电完成后蓄电池内剩余电量；t表示调度周期内的某一时刻；Δt表示时间间隔；K表示蓄电池充放电转化效率；E₀表示调度周期内充放电初始时刻蓄电池储电量；S_t表示储能系统的荷电状态；P_batj表示第j个时段内电池充放电功率。

3.根据权利要求1所述主网与家庭储能系统功率交换的控制方法，其特征在于：将一个调度周期T均分为M个时间间隔，每个时间间隔为T1，设在每个时间间隔内家庭负荷功率、光伏发电功率、储能系统功率保持稳定，计算M个时间间隔内家庭光储系统与主网之间的电功率交换量。

4.根据权利要求3所述主网与家庭储能系统功率交换的控制方法，其特征在于：在家庭负荷功率、家庭光伏发电功率预测未知时，采用瞬时控制策略，储能系统只能由光伏发电提供充电，根据储能系统状态，以每个时间间隔T1内电功率交换量最小为目标，各时间间隔内运行策略相互独立，计算家庭光储系统与主网之间的电功率交换量。

5.根据权利要求3或4所述主网与家庭储能系统功率交换的控制方法，其特征在于：在家庭负荷功率与家庭光伏发电功率相均衡时，家庭光储系统与主网之间无电功率交换；在家庭负荷功率大于家庭光伏发电功率时，以储能系统放电为主，在储能系统功率不足时由主网输入；在家庭负荷功率小于家庭光伏发电功率时，以储能系统充电为主，在充电过盈时向主网输出。

6.根据权利要求3所述主网与家庭储能系统功率交换的控制方法，其特征在于：电能交换量化模型目标函数表达式如下：

minf_i＝|P_usei-P_geni-P_bati|

式中，P_usei表示第i个时间间隔内家庭平均用电负荷；P_geni表示第i个时间间隔内家庭平均发电功率；P_bati表示第i个时间间隔内电池充放电功率；f_i表示第i个时间间隔内家庭光储系统与主网之间的电功率交换量，i≤M。

7.根据权利要求1所述主网与家庭储能系统功率交换的控制方法，其特征在于：在家庭负荷功率、家庭光伏发电功率预测已知时，采用预测储能控制策略，考虑储能系统运行限制、峰谷电价政策，以一个调度周期T内电功率交换量最小为目标，调节储能系统的充放电功率。

8.根据权利要求7所述主网与家庭储能系统功率交换的控制方法，其特征在于：电能交接量化模型目标函数表达式如下：

式中，P_usek表示时段k内家庭平均用电负荷；P_genk表示时段k内家庭平均发电功率；P_batk表示时段k内电池充放电功率；f表示一个调度周期内家庭光储系统与主网之间的电功率交换量总和。

9.根据权利要求6或8所述主网与家庭储能系统功率交换的控制方法，其特征在于：目标函数的约束条件包括：蓄电池约束、经济性约束；其中，蓄电池约束包括各时段内蓄电池充放电功率处于平均充放电功率的最小值与平均充放电功率的最大值之间，各时段内蓄电池的荷电状态要处于蓄电池荷电状态上限、蓄电池荷电状态下限之间；结合峰谷电价方案，经济性约束为：

式中，P_l表示第l个时间间隔或时间段内峰谷电价的取值，规定家庭向电网售电电价取负，购电时电价取正。

10.根据权利要求8所述主网与家庭储能系统功率交换的控制方法，其特征在于：基于控制方法理论模型，采用分支界定法对目标函数进行优化求解：将代表储能系统在充电与放电情况下的二进制变量Q(t)在0—1区间松弛化，转换为连续型；分别讨论在充电和放电二种情况下，系统与外电网间交换功率最小的问题，选择满足条件的变量Q作为分支变量：

Q(t)＝min{|Q(t)-0.5|}，t＝1，2，…，n

将求解得到的最小值作为下限，分别讨论分支变量q置取值不同时得到的松弛子问题，排除大于下限的情况；重复上述步骤直至得到全局最优的规划方案。