一种移动储能时空联合优化调度策略的制定方法技术

本发明专利技术涉及一种移动储能时空联合优化调度策略的制定方法，包括以下步骤：步骤1、输入电力系统、交通系统和移动储能数据；步骤2、设定时间间隔Δt，时间间隔计数器N＝0，初始时间t＝0；步骤3、输入故障、交通和移动储能的实时数据；步骤4、优化求解并下发移动储能调控决策指令；步骤5、等待NΔt时间后，若故障未结束，N＝N+1，转至步骤3；否则，调度策略制定结束。本发明专利技术能够实现问题的精确建模与高效求解，为移动储能的优化调度决策提供指导，进而支撑配电网的高可靠性运行。

【技术实现步骤摘要】
一种移动储能时空联合优化调度策略的制定方法
本专利技术属于移动储能优化调度
，涉及移动储能时空联合优化调度策略的制定方法，尤其是一种面向高可靠性配电网的移动储能时空联合优化调度策略的制定方法。
技术介绍
随着能源结构变革与新能源技术的迅速发展，储能技术破解了能源生产和消费在时间上的不同步问题，在电力系统中承担起重要的战略性作用。而移动储能作为传统固定式储能的升级补充，可以更加灵活地调控移动，已初步应用于季节性尖峰负荷缓消、紧急供电恢复、重载台区扩容、电压控制等场景。随着新基建的逐步开展，5G通信、物联网、云计算、北斗导航等技术投入实际应用，对移动储能进行实时定位与调控，充分发挥其时空灵活性优势，实现其在交通网和配电网下的友好互动和优化调控，提升配电网的供电可靠性，是移动储能亟待发展的重要应用场景。配电网发生故障停电、检修预停电等事件后，移动储能车可以依据优化调控策略，即插即用、有序接入，满足用户紧急电力需求，从而构建更加可靠的坚强智能配电网。移动储能保障范围广、调配灵活，相较于传统固定式储能只能对重点负荷进行应急供电，移动储能可以覆盖配电网全域；绿色清洁、环境友好，柴油发电机的排放和噪音难以满足城市核心地区的低碳环保标准，在城市配电网中应用受限；模式灵活，移动储能除供电保障外，还可参与电网峰谷套利、削峰填谷等业务，资源利用效率高，避免资源闲置。此外，随着新材料、新技术的发展，储能成本进一步下降，移动储能优势会更加凸显。移动储能的优化调控主要考虑两方面：一是路径规划，二是电池功率决策。路径规划是指对移动储能车的行驶路径和接入目的地进行优化选择；电池功率决策是指对移动储能电池的充放电时间及功率进行优化决策。但目前对于储能系统优化调度策略的研究大多是以韧性提升为目标，尚缺乏专门针对可靠性提升的相关研究。以可靠性提升为目标的移动储能时空优化调控本质上是一个大规模混合整数非线性规划问题，交通路况、故障位置、车辆位置和电池电量等状态构成了“移动储能—交通道路—配电网络”的复杂时空耦合关系，使得整个问题的变量约束具有高度的时空耦合复杂性，模型复杂且求解困难。同时，移动储能的运行调度具有时空分布广、耦合约束多、不可预测性强等特性，例如故障预期持续时间等故障信息预测精度低，道路拥堵、交通事故等路况信息存在偶然性，移动储能车可能未按计划达到预定位置等，上述电网、交通和移动储能的不确定性因素均会给调控运行带来较大偏差，若仅依靠在故障发生初决策的调控计划，不能保证达到最优的调控效果。因此，一种高效准确的移动储能时空联合优化调度策略的制定方法对系统规划、运行、调度等过程都有着极为重要的意义，是本领域研究技术人员待遇解决的难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出一种设计合理、高效准确且面向高可靠性配电网的移动储能时空联合优化调度策略的制定方法。本专利技术解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：一种移动储能时空联合优化调度策略的制定方法，包括以下步骤：步骤1、输入电力系统、交通系统和移动储能数据；步骤2、设定时间间隔Δt，时间间隔计数器N＝0，初始时间t＝0；步骤3、输入故障、交通和移动储能的实时数据；步骤4、优化求解并下发移动储能调控决策指令；步骤5、等待NΔt时间后，若故障未结束，N＝N+1，转至步骤3；否则，调度策略制定结束。而且，所述步骤1的电力系统、交通系统和移动储能数据包括：电力系统的线路参数、负荷数据、发电机数据、拓扑结构，交通系统的道路参数、拓扑结构，移动储能车台数，移动储能电池容量、有功和无功功率输出上限、电池容量上下限、电池充放电效率和移动储能车平均行驶速度。而且，所述步骤3的故障、交通和移动储能的实时数据包括：电力线路故障位置、预期修复时间、交通系统道路拥堵系数、移动储能车实时位置和电池电量。而且，所述步骤4的移动储能调控决策指令包括路径类指令和功率类指令。而且，所述步骤4的具体步骤包括：(1)建立移动储能优化调控模型，其目标函数设置为时间集合[NΔt,T]内负荷削减量最小，具体表示为：式中：En、Eb分别为配电网中节点集合和支路集合；为t时刻节点i的负荷削减量；rij、Iij,t分别为支路ij的电阻和t时刻电流的平方；Δt为时间间隔；前一项表示配电网负荷削减量，后一项用于保证二阶锥松弛优化后模型求解的准确性，λ为一个较大的正数；(2)移动储能优化调控模型的约束条件设置有路径交通约束、储能电池约束和配网潮流约束；路径交通约束为移动储能车要遵照所下发的路径类调控指令完成行驶过程；pi,s,t是二进制决策变量，表示t时刻移动储能s是否位于节点i，pi,s,t＝1表示t时刻移动储能s位于节点i；式中：Wn为交通网节点集合；Ωs为移动储能车集合；移动储能车的行驶轨迹也需要满足交通路网约束，保证规定时间内移动储能车可以到达预期位置，具体如下：式中：Li,j,t为t时刻移动储能车从节点i行驶到j所需时间；Wij为节点ij之间耗时最短路径内道路的集合，由floyd算法求得；γk,t为t时刻道路k的拥堵系数，基于交通拥堵、道路施工等因素，衡量道路实际通行能力；dk、v分别为道路k的长度和移动储能车平均行驶速度。储能电池约束与功率类指令相关，功率类指令是指移动储能车到达目的地接入电网后，储能电池的有功无功放电功率和储能电池约束包括容量约束(5)(6)和功率约束(7)-(9)，相应约束如下：式中：Es,t为t时刻移动储能s的电池容量；和为t时刻移动储能s在节点i的充放电有功功率和无功功率；ηdis为放电效率；Es为移动储能的电池容量；σmax、σmin分别为移动储能电池容量的上下限；分别为移动储能s有功和无功放电功率上限；M是一个较大的正数；sta表示移动储能集中站的位置。配网潮流约束为移动储能即插即用、有序接入配电网之后，配电系统应满足功率平衡约束(10)-(13)，运行安全约束(14)(15)，约束可表示为：式中：xij为支路ij的电抗；Pij,t、Qij,t分别为t时刻节点i流向节点j的有功功率、无功功率；Ui,t为t时刻节点i电压的平方；分别为t时刻节点i上负荷的有功功率和无功功率；分别为t时刻节点i上负荷削减的有功功率和无功功率；分别为t时刻节点i上发电机注入的有功功率和无功功率。式中：Umaxi、Umini分别为节点i电压平方的上下限；Imaxij为支路ij最大允许电流值的平方。本专利技术的优点和有益效果：本专利技术提供一种移动储能时空联合优化调度策略的制定方法，移动储能具有独特的时空灵活性，通过对其行驶路径和充放电功率进行合理调控，可以为配电网的应急供电、可靠性提升等方面提供重要支撑。针对配电网绿色高效的可靠性提升需求，本专利技术提出了移动储能时空联本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种移动储能时空联合优化调度策略的制定方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤1、输入电力系统、交通系统和移动储能数据；/n步骤2、设定时间间隔Δt，时间间隔计数器N＝0，初始时间t＝0；/n步骤3、输入故障、交通和移动储能的实时数据；/n步骤4、优化求解并下发移动储能调控决策指令；/n步骤5、等待NΔt时间后，若故障未结束，N＝N+1，转至步骤3；否则，调度策略制定结束。/n

【技术特征摘要】
1.一种移动储能时空联合优化调度策略的制定方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、输入电力系统、交通系统和移动储能数据；
步骤2、设定时间间隔Δt，时间间隔计数器N＝0，初始时间t＝0；
步骤3、输入故障、交通和移动储能的实时数据；
步骤4、优化求解并下发移动储能调控决策指令；
步骤5、等待NΔt时间后，若故障未结束，N＝N+1，转至步骤3；否则，调度策略制定结束。


2.根据权利要求1所述的一种移动储能时空联合优化调度策略的制定方法，其特征在于：所述步骤1的电力系统、交通系统和移动储能数据包括：电力系统的线路参数、负荷数据、发电机数据、拓扑结构，交通系统的道路参数、拓扑结构，移动储能车台数，移动储能电池容量、有功和无功功率输出上限、电池容量上下限、电池充放电效率和移动储能车平均行驶速度。


3.根据权利要求1所述的一种移动储能时空联合优化调度策略的制定方法，其特征在于：所述步骤3的故障、交通和移动储能的实时数据包括：
电力线路故障位置、预期修复时间、交通系统道路拥堵系数、移动储能车实时位置和电池电量。


4.根据权利要求1所述的一种移动储能时空联合优化调度策略的制定方法，其特征在于：所述步骤4的移动储能调控决策指令包括路径类指令和功率类指令。


5.根据权利要求1所述的一种移动储能时空联合优化调度策略的制定方法，其特征在于：所述步骤4的具体步骤包括：
(1)建立移动储能优化调控模型，其目标函数设置为时间集合[NΔt,T]内负荷削减量最小，具体表示为：



式中：En、Eb分别为配电网中节点集合和支路集合；为t时刻节点i的负荷削减量；rij、Iij,t分别为支路ij的电阻和t时刻电流的平方；Δt为时间间隔；前一项表示配电网负荷削减量，后一项用于保证二阶锥松弛优化后模型求解的准确性，λ为一个较大的正数；
(2)移动储能优化调控模型的约束条件设置有路径交通约束、储能电池约束和配网潮流约束；
路径交通约束为移动储能车要遵照所下发的路径类调控指令完成行驶过程；pi,s,t是二进制决策变量，表示t...

【专利技术属性】
技术研发人员：马世乾，王天昊，丁一，吴磊，李振斌，崇志强，霍现旭，戚艳，于光耀，王峥，刘云，胡晓辉，刘亚丽，李树鹏，陈培育，李树青，侯恺，刘泽宇，唐溥亭，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司电力科学研究院，国网天津市电力公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12