一种通信基站储能系统多模式优化运行方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于通信基站储能系统的多模式优化运行方法，该方法基于所述通信基站储能系统所在区域的配网负荷功率及新能源出力进行优化，将通信基站运行模式划分为波动平抑、分时电价、备用提供三种，并考虑所在区域内分布式新能源发电出力的波动性、用电负荷的不确定性，依据所处运行模式构建以系统运行成本、维护成本、区域配网功率方差为目标的优化模型，并引入非线性约束构建鲁棒优化问题，使用改进列和约束生成算法对问题进行求解，获得相应调度策略指导通信基站储能系统优化运行。本发明专利技术提高了通信基站储能系统利用率，减少了通信基站储能系统所在区域配网功率波动，提升了电能质量，保障了区域电力供需平衡，有效降低了用户用电成本。低了用户用电成本。低了用户用电成本。

【技术实现步骤摘要】
一种通信基站储能系统多模式优化运行方法


[0001]本专利技术涉及储能优化调度领域，尤其涉及一种利用改进列和约束算法求解的面向通信基站储能系统的多模式优化运行方法。

技术介绍

[0002]分布式储能大量接入配电网后，改变了配电网的传统运行模式，原有调控系统采用的顺控方式效率低，通信要求高，控制效果一般；大部分分布式储能发电功率小，数量较多且零散分布于用户侧，对所有分布式储能直接进行调度会导致成本过高，经济效益降低，有待进一步整合；此外，随着5G基站的大规模建设，通信基站储能系统广泛运用，并预留了充足的后备储电能力，投资成本巨大但利用率较低，未能充分发挥储能运行优化带来的经济效益，属于沉睡资源，具有巨大的开发潜力。集成服务与区分服务的模型各有优势，但缺少灵活性，无法适应多变的网络需求；另一方面，目前网络资源的分配方法大多基于软件模拟或理论推导，缺少具体的实现方法。通过充分挖掘用户侧储能资源，开展用户侧储能集群优化运行研究，实现荷
‑
储良性互动，提高用户安装储能后的经济性，有效降低用户用电成本，推动储能精细化使用，提升社会综合能效水平。
[0003]现有储能优化运行方法多通过构造鲁棒优化问题并使用列和约束算法求解，在构造鲁棒优化问题中多采用对非线性目标进行分段线性化近似，但分段数目增多会导致问题求解复杂度急剧增加，有待于鲁棒二次优化问题入手，研究对非线性优化目标进行直接求解的优化算法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种通信基站储能系统多模式优化运行方法。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0006]一种通信基站储能系统多模式优化运行方法，该方法基于所述通信基站储能系统所在区域的配网负荷功率及新能源出力进行优化，具体包括：
[0007]通过调控中心下达控制指令，使通信基站储能系统进入特定模式运行，所述特定模式分为三种：1)波动平抑模式：该模式将负荷低谷时期所在区域分布式新能源出力时空平移至负荷高峰时期，使得经储能优化调度后的负荷曲线相对平缓；2)分时电价模式：在电价较低时充电，在电价较高时放电，通过电价差获利；3)备用提供模式：在上级电网因故障停电的情况下，储能系统出力最大化，尽可能保障区域重要负荷供电。
[0008]通过现有新能源功率预测技术与负荷预测技术获得新能源出力与区域配网负荷功率预测数值及不确定性范围，并以盒式不等式形式进行表示；
[0009]构建用于通信基站储能系统多模式优化运行策略求解的鲁棒优化模型：
[0010][0011]其中，u是调控中心在一个调度周期中下发的新能源出力与负荷功率预测值构成
的向量，其取值范围U是多个独立于y的多面体。y是由通信基站储能系统充电功率上限和放电功率上限构成的向量，其取值范围Y是独立于u的多面体。x是一个调度周期内通信基站储能系统从上级电网购买与售出电能构成的向量，其取值范围由u和y组成的线性约束条件决定。依据通信基站储能系统的运行模式，在波动平抑模式下，优化目标函数f(y,u,x)为区域配网削峰填谷评价指标，在分时电价模式下，优化目标函数f(y,u,x)为总电价成本。
[0012]应用改进的列和约束生成算法求解上述鲁棒优化问题：
[0013](1)设置LB＝
‑
∞，UB＝+∞，迭代计数k＝1。定义离散集V，任取U的一个顶点作为离散集V最初的元素。
[0014](2)求解MP
[0015][0016][0017]y∈Y
[0018][0019]解得更新如果UB与LB的差值小于预设的允许误差，则进入步骤(5)。
[0020](3)求解SP
[0021][0022]s.t.u∈U
[0023][0024]解得将加入离散集V。若则更新并记录作为当前最优的y。如果UB与LB的差值小于预设的允许误差，则进入步骤(5)。
[0025](4)为MP添加变量x
k+1
，为MP添加约束
[0026][0027][0028]更新k＝k+1，进入步骤(2)。
[0029](5)返回y*作为原鲁棒问题的最优解，结束算法。
[0030]步骤五：将步骤四中求解的鲁棒优化问题最优解作为一个调度周期内储能出力应用于通信基站储能系统。
[0031]进一步地，以盒式不等式形式进行表示的通过现有新能源功率预测技术与负荷预测技术获通信基站储能系统所在区域的新能源出力与配网负荷功率预测数值及不确定性范围具体如下：
[0032]P
pv，t，min
≤P
pv，t
≤P
pv，t，max
[0033]P
load，t，min
≤P
load，t
≤P
load，t，nax
[0034]P
pv，t
为t时刻新能源出力，P
pv，t，max
、P
pv，t，min
分别为P
pv，t
的上界与下界，P
load，t
为t时刻不确定的配网负荷功率，P
load，t，max
、P
load，t，min
分别为P
load，t
的上界与下界。
[0035]进一步地，在波动平抑模式下，优化目标函数f(y，u，x)为区域配网削峰填谷评价指标：
[0036][0037]在分时电价模式下，优化目标函数f(y，u，x)为总电价成本：
[0038][0039]在备用提供模式下，通信基站储能系统最大限度输出功率，无需优化出力，为保证一定程度备用容量，优化过程中限定了储能SOC下限。
[0040]式中：w1，w2分别为成本与功率的权值，取值为[0，1]。C
maint
为通信基站储能系统的维护成本和新能源的维护成本，表示为：
[0041][0042]其中，
[0043][0044][0045]SOC1＝SOC
T
[0046]Δt表示步长，T表示一个调度周期。m
pv
为新能源的维护成本系数，P
pv,t
表示t时刻新能源出力，m
b
为通信基站储能系统维护成本系数，P
b+,t
表示t时刻通信基站储能系统的储电，P
b
‑
,t
表示t时刻通信基站储能系统的放电。P
b,max+
表示通信基站储能系统充电功率上限，
[0047]P
b,max
‑
表示通信基站储能系统充电功率下限。E
t
表示t时刻通信基站储能系统储存的能量，η
c
、η
d
分别表示充电放电效率。SOC
min
、SOC
max
表示通信基站储能系统荷电状态SOC
t
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通信基站储能系统多模式优化运行方法，其特征在于，该方法基于所述通信基站储能系统所在区域的配网负荷功率及新能源出力进行优化，具体包括：通过调控中心下达控制指令，使通信基站储能系统进入特定模式运行，所述特定模式分为三种：1)波动平抑模式：该模式将负荷低谷时期所在区域分布式新能源出力时空平移至负荷高峰时期，使得经储能优化调度后的负荷曲线相对平缓；2)分时电价模式：在电价较低时充电，在电价较高时放电，通过电价差获利；3)备用提供模式：在上级电网因故障停电的情况下，储能系统出力最大化，尽可能保障区域重要负荷供电。通过现有新能源功率预测技术与负荷预测技术获得通信基站储能系统所在区域的新能源出力与配网负荷功率预测数值及不确定性范围，并以盒式不等式形式进行表示；构建用于通信基站储能系统多模式优化运行策略求解的鲁棒优化模型：其中，u是调控中心在一个调度周期中下发的新能源出力与负荷功率预测值构成的向量，其取值范围U是多个独立于y的多面体。y是由通信基站储能系统充电功率上限和放电功率上限构成的向量，其取值范围Y是独立于u的多面体。x是一个调度周期内通信基站储能系统从上级电网购买与售出电能构成的向量，其取值范围由u和y组成的线性约束条件决定。依据通信基站储能系统的运行模式，在波动平抑模式下，优化目标函数f(y,u,x)为区域配网削峰填谷评价指标，在分时电价模式下，优化目标函数f(y,u,x)为总电价成本。应用改进的列和约束生成算法求解上述鲁棒优化问题：(1)设置LB＝
‑
∞，UB＝+∞，迭代计数k＝1。定义离散集V，任取U的一个顶点作为离散集V最初的元素。(2)求解MPs.t.η≥f(y,u
i
,x
i
),(u
i
∈V),y∈Yx
i
∈F(y,u
i
),(u
i
∈V),解得更新如果UB与LB的差值小于预设的允许误差，则进入步骤(5)。(3)求解SPs.t.u∈U解得将加入离散集V。若则更新并记录作为当前最优的y。如果UB与LB的差值小于预设的允许误差，则进入步骤(5)。(4)为MP添加变量x
k+1
，为MP添加约束
更新k＝k+1，进入步骤(2)。(5)返回y
*
作为原鲁棒问题的最优解，结束算法。步骤五：将步骤四中求解的鲁棒优化问题最优解作为一个调度周期内储能出力应用于通信基站储能系统。2.根据权利要求1中所述的一种通信基站储能系统多模式优化运行方法，其特征在于，以盒式不等式形式进行表示的通过现有新能源功率预测技术与负荷预测技术获得所在区域的新能源出力与配网负荷功率预测数值及不确定性范围具体如下：P
pv,t,min
≤P
pv,t
≤P
pv,t,max
P
load,t,min
≤P
load,t
≤P
load,t,max
P
pv,t
为t时刻新能源出力，P
pv,t,max
、P
pv,t,min
分别为P
pv,t
的上界与下界，P
load,t
为t时刻不确定的配网负荷功率，P
load,t,max
、P
load,t,min
分别为P
load,t
的上界与下界。3.根据权利要求1所述的一种通信基站储能系统多模式优化运行方法，其特征在于，在波动平...

【专利技术属性】
技术研发人员：于淼，赵竞涵，陈睿彬，徐宏，朱重希，胡遨洋，顾春雷，蒋孜律，花志伟，李鑫，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司桐乡市供电公司，
类型：发明
国别省市：