考虑园区电动汽车参与新型城镇削峰填谷双层优化运行方法技术

本发明专利技术涉及一种考虑园区电动汽车参与新型城镇削峰填谷双层优化运行方法，属于能源系统运行优化技术领域，包括以下步骤：S1：建立削峰填谷优化下新型城镇双层优化调度模型；S2：初始化参数，确定上层优化调度模型的目标函数和约束条件；S3：利用CPLEX求解器求解上层优化调度模型；S4：输出上层优化调度模型的求解结果，根据下层园区反馈结果，确定下层园区削峰填谷目标分配值；S4：确定下层优化调度模型的目标函数和约束条件；S5：利用混沌蜻蜓算法求解下层优化调度模型；S6：输出最优调度策略，并将结果反馈给上层城镇；S7：判断削峰填谷优化下新型城镇双层优化模型是否达到终止条件，若是，则输出结果；否则返回到S1。否则返回到S1。否则返回到S1。

【技术实现步骤摘要】
考虑园区电动汽车参与新型城镇削峰填谷双层优化运行方法


[0001]本专利技术属于能源系统运行优化
，涉及一种考虑园区电动汽车参与新型城镇削峰填谷双层优化运行方法。

技术介绍

[0002]风电和光伏具有间歇性和反调峰特性使其难以被完全消纳，目前弃风弃光严重，风电还间接拉大了负荷峰谷差，增加了系统调峰调频难度，给城镇电网安全稳定运行带来威胁。城镇作为光伏和风电的主要消纳终端，不仅要承担着风电、光伏等间歇性能源出力的不确定性，还需要计及逐步增长的电动汽车等负荷的随机性。因此在既有的城镇研究光伏和风电等在生能源消纳，协调解决园区日益增长的电动汽车等负荷的随机性，对未来新型城镇的可持续发展拥有重要意义。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种考虑园区电动汽车参与新型城镇削峰填谷双层优化运行方法。
[0004]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]一种考虑园区电动汽车参与新型城镇削峰填谷双层优化运行方法，包括以下步骤：
[0006]S1：建立削峰填谷优化下新型城镇双层优化调度模型；
[0007]S2：初始化参数，确定上层优化调度模型的目标函数和约束条件；
[0008]S3：利用CPLEX求解器求解上层优化调度模型；
[0009]S4：输出上层优化调度模型的求解结果，根据下层园区反馈结果，确定下层园区削峰填谷目标分配值；
[0010]S4：确定下层优化调度模型的目标函数和约束条件；
[0011]S5：利用混沌蜻蜓算法求解下层优化调度模型；
[0012]S6：输出最优调度策略，并将结果反馈给上层城镇；
[0013]S7：判断削峰填谷优化下新型城镇双层优化模型是否达到终止条件，若是，则输出结果；否则返回到步骤S1。
[0014]进一步，所述削峰填谷优化下新型城镇双层优化调度模型分为上下两层，上层为城镇配电系统，下层为城镇园区系统；上层为削峰填谷约束下区域电站总成本最小，在满足电负荷需求的前提下，当风电和光伏发电过剩时，通过下层的各个微网的充电站将多余的电量储存起来，当风电和光伏发电电量不足时，下层的各个微网充电站将储存的电量释放出来，实现削峰填谷的目的；下层优化调度目标为用电经济性，利用充电站的各电动汽车和蓄电池对其进行调度优化，使系统总成本最小。
[0015]进一步，将电动汽车负荷分为三类：第一类负荷是随机充电负荷，只不能参与电站互动的电动汽车；第二类负荷是可转移充电负荷，指电动汽车只接受运营商进行充电时间
的转移调度；第三类负荷是可调度充电负荷，指电动汽车接受运营商进行充放电双向调度。
[0016]进一步，上层优化模型目标函数包含两个部分，削峰填谷目标和经济运行目标；所述削峰填谷目标采用所有相邻时间段的净负荷变化率平方和最小来表征，引入经济折算系数ω将削峰填谷目标投影到经济维度；所述经济运行目标包括燃气发电成本、弃风成本和弃光成本最小，具体目标函数表达式为：
[0017][0018][0019][0020][0021]式中：F
up
属于区域电站综合成本；属于削峰填谷成本；属于燃气发电成本；属于弃风和弃光总成本；T属于时间断面数；I
G
为区域火电厂总和；I
WT
属于风电场群数量；I
PV
属于光伏电场群数量；IMG属于下层微网充电站总数量；P
net,t
属于t时刻新型区域能源站净负荷；a
i
、b
i
、c
i
为第i台燃气轮机燃料成本系数；分别属于t时刻第i个风电场和光伏电厂的弃风率和弃光率；分别属于t时刻第i个风电场和光伏电厂的有功出力；ρ
WT
、ρ
PV
分别属于光伏和风电的上网电价；
[0022]削峰填谷效果越好，净负荷变化率越小，即(P
net,t
‑
P
net,t
‑1)2值越小，净负荷的计算公式为：
[0023][0024]式中：I
L
为区域电站节点总和；I
MG
为微网总和；为t时刻节点i的有功功率；为t时段微网i的有功功率；为t时段火电厂i的发电有功功率；为t时段风电场i的发电有功功率；为t时段光伏电厂i的发电有功功率；P
tMG,L
为t时段微网的负荷有功功率；为t时段充电站i的有功功率；P
tMG,GE
为t时段微网可再生能源发电有功功率。
[0025]进一步，上层优化模型的约束条件包括：
[0026]区域电站功率平衡约束：
[0027][0028]式中：P
tL
为区域电站负荷功率；P
tup
‑
down
为区域电站和微网充电站的交互功率；P
tlpg
为区域电站和主网交互功率；
[0029]风力发电、光伏发电和燃气发电的约束条件为：
[0030][0031][0032][0033]式中：分别为t时段风力发电和光伏发电预测值；分别为t时段燃气发电机组的出力上下限值；
[0034]削峰填谷约束
[0035][0036]式中：分别为t时段上层区域电站和下层微网实时削峰填谷电量目标值；分别为t时段上层区域电站和下层微网总负荷预测值；分别为t时段风电场和光伏电厂发电预测值；为t时段微网i削峰填谷电量目标值；γ削峰填谷系数。
[0037]进一步，下层目标函数是以运行成本为目标，包括向区域电站购电成本、维护成本、调度成本和削峰填谷交易成本：
[0038][0039]式中：F
down
为总运行成本；Q
i
为t时段实际电能；e
t
为t时段实时电价；为维护成本；为调度成本；为削峰填谷交易成本；
[0040][0041][0042][0043]式中：c
B
、c
EV
分别为储能成本参数和电动汽车调度成本；分别为储能放电和充电功率；分别为可调度电动汽车放电和充电功率；为削峰填谷交
易价格；为实时削峰填谷目标值；为实时削峰填谷实际值；为削峰填谷实时交易量，如果大于0，说明该园区实时削峰填谷量小于分配值；如果小于0，说明该园区实时削峰填谷量大于分配值。
[0044]进一步，下层优化模型的约束条件包括：
[0045]可调度充电电动汽车约束：
[0046][0047]式中：t
start
、t
end
、t
on
、t
off
分别为电动汽车并网时间、离网时间、开始调度时间、结束调度时间；为t时段电动汽车电能值；分别为电动汽车电能上下限；分别为电动汽车放电上下限；
[0048]可转移充电电动汽车约束：
[0049][0050]式中：t
start
、t<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑园区电动汽车参与新型城镇削峰填谷双层优化运行方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：建立削峰填谷优化下新型城镇双层优化调度模型；S2：初始化参数，确定上层优化调度模型的目标函数和约束条件；S3：利用CPLEX求解器求解上层优化调度模型；S4：输出上层优化调度模型的求解结果，根据下层园区反馈结果，确定下层园区削峰填谷目标分配值；S4：确定下层优化调度模型的目标函数和约束条件；S5：利用混沌蜻蜓算法求解下层优化调度模型；S6：输出最优调度策略，并将结果反馈给上层城镇；S7：判断削峰填谷优化下新型城镇双层优化模型是否达到终止条件，若是，则输出结果；否则返回到步骤S1。2.根据权利要求1所述的考虑园区电动汽车参与新型城镇削峰填谷双层优化运行方法，其特征在于：所述削峰填谷优化下新型城镇双层优化调度模型分为上下两层，上层为城镇配电系统，下层为城镇园区系统；上层为削峰填谷约束下区域电站总成本最小，在满足电负荷需求的前提下，当风电和光伏发电过剩时，通过下层的各个微网的充电站将多余的电量储存起来，当风电和光伏发电电量不足时，下层的各个微网充电站将储存的电量释放出来，实现削峰填谷的目的；下层优化调度目标为用电经济性，利用充电站的各电动汽车和蓄电池对其进行调度优化，使系统总成本最小。3.根据权利要求1所述的考虑园区电动汽车参与新型城镇削峰填谷双层优化运行方法，其特征在于：将电动汽车负荷分为三类：第一类负荷是随机充电负荷，只不能参与电站互动的电动汽车；第二类负荷是可转移充电负荷，指电动汽车只接受运营商进行充电时间的转移调度；第三类负荷是可调度充电负荷，指电动汽车接受运营商进行充放电双向调度。4.根据权利要求1所述的考虑园区电动汽车参与新型城镇削峰填谷双层优化运行方法，其特征在于：上层优化模型目标函数包含两个部分，削峰填谷目标和经济运行目标；所述削峰填谷目标采用所有相邻时间段的净负荷变化率平方和最小来表征，引入经济折算系数ω将削峰填谷目标投影到经济维度；所述经济运行目标包括燃气发电成本、弃风成本和弃光成本最小，具体目标函数表达式为：弃光成本最小，具体目标函数表达式为：弃光成本最小，具体目标函数表达式为：弃光成本最小，具体目标函数表达式为：式中：F
up
属于区域电站综合成本；属于削峰填谷成本；属于燃气发电成本；属于弃风和弃光总成本；T属于时间断面数；I
G
为区域火电厂总和；I
WT
属于风电场群数量；I
PV
属
于光伏电场群数量；IMG属于下层微网充电站总数量；P
net,t
属于t时刻新型区域能源站净负荷；a
i
、b
i
、c
i
为第i台燃气轮机燃料成本系数；分别属于t时刻第i个风电场和光伏电厂的弃风率和弃光率；分别属于t时刻第i个风电场和光伏电厂的有功出力；ρ
WT
、ρ
PV
分别属于光伏和风电的上网电价；削峰填谷效果越好，净负荷变化率越小，即(P
net,t
‑
P
net,t
‑1)2值越小，净负荷的计算公式为：式中：I
L
为区域电站节点总和；I
MG
为微网总和；为t时刻节点i的有功功率；为t时段微网i的有功功率；为t时段火电厂i的发电有功功率；为t时段风电场i的发电有功功率；为t时段光伏电厂i的发电有功功率；为t时段微网的负荷有功功率；为t时段充电站i的有功功率；为t时段微网可再生能源发电有功功率。5.根据权利要求4所述的考虑园区电动汽车参与新型城镇削峰填谷双层优化运行方法，其特征在于：上层优化模型的约束条件包括：区域电站功率平衡约束：式中：为区域电站负荷功率；为区域电站和微网充电站的交互功率；为区域电站和主网交互功率；风力发电、光伏发电和燃气发电的约束条件为：风力发电、光伏发电和燃气发电的约束条件为：风力发电、光伏发电和燃气发电的约束条件为：式中：分别为t时段风力发电和光伏发电预测值；分别为t时段燃气发电机组的出力上下限值；削峰填谷约束
式中：分别为t时段上层区域电站和下层微网实时削峰填谷电量目标值；分别为t时段上层区域电站和下层微网总负荷预测值；分别为t时段风电场和光伏电厂发电预测值；为t时段微网i削峰填谷电量目标值；γ削峰填谷系数。6.根据权利要求1所述的考虑园区电动汽车参与新型城镇削峰填谷双层优化运行方法，其特征在于：下层目标函数是以运行成本为目标，包括向区域电站购电成本、维护成本、调度成本和削峰填谷交易成本：式中：F
down
为总运行成本；Q
i
为t时段实际电能；e
t
为t时段实时电价；为维护成本；为调度成本；为削峰填谷交易成本...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯江，李锋，
申请(专利权)人：中冶赛迪电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：