一种考虑光储运行工况的光储公交充电站容量配置方法技术

本发明专利技术具体涉及一种考虑光储运行工况的光储公交充电站容量配置方法，其特征在于包括以下步骤：首先考虑公交充电站充电负荷特性，通过移动边界法确定储能充放电状态的阈值，构建更加最优的光储公交充电站运行工况及运行条件；其次，以极大化光伏利用率和极小化系统投资、运行成本为目标，采用粒子群算法进行优化求解，确定出光储公交充电站最优的光伏以及储能容量，在相同配置情况下考虑负荷特性和运行工况能够得到更加合理的光伏和储能容量。行工况能够得到更加合理的光伏和储能容量。行工况能够得到更加合理的光伏和储能容量。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑光储运行工况的光储公交充电站容量配置方法


[0001]本专利技术具体涉及一种考虑光储运行工况的光储公交充电站容量配置方法。

技术介绍

[0002]公交充电站与光伏储能系统配合组成的“光储充一体化充电站”具有更好的经济效益，并可以达到更低的碳排放，但不同的光伏和储能的容量匹配经济效益有很大的差距。针对光储公交充电站定容的经济性问题，主要有两类策略。一是固定光伏的容量，在固定光伏容量下以综合设备成本为目标，找出最佳的储能容量。二是进行光伏和储能容量的同时优化，以光伏利用率、渗透率等参数来描述光伏和储能容量的匹配程度，求得最佳的光储容量。
[0003]目前，针对光储新能源公交充电站的方法多未考虑光伏与储能系统的运行策略以及负荷的特性对于光伏储能的容量会产生影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种考虑光储运行工况的光储公交充电站容量配置方法，使得充电站能够从经济性、使用效率的角度找到与负荷更加适合和经济的光伏与储能容量。
[0005]本专利技术是通过如下技术方案来实现的：
[0006]即1、一种考虑光储运行工况的光储公交充电站容量配置方法，其特征在于包括以下步骤：
[0007]步骤一：通过充电桩云平台数据，获取充电站负荷数据，并获取公交车辆排班数据；
[0008]步骤二：一天的功率需求曲线进行Y小时的离散化，并且通过区间符号来表示：
[0009][0010]步骤三：根据公交车充电站负荷特性分析，通过移动边界法构建光储公交充电站运行工况新的储能浮充
‑
充电边界变量B
fv
和放电
‑
浮充边界变量B
pf
；
[0011]24小时光伏充电站的日负荷为L
l
＝{L
l1
,L
l2
,
…
,L
l24
}，光伏系统的日发电功率为L
p
＝{L
p1
,L
p2
,
…
,L
p24
}，得到功率差值L＝{L1,L2,
…
,L
24
}，将此集合元素按升序排列后得到新集合L
r
＝{L
r1
,L
r2
,
…
,L
r24
}；
[0012]储能浮充
‑
充电边界变量B
fv
和放电
‑
浮充边界变量B
pf
为集合L
r
中的两个元素且满足B
fv
<B
pf
，以日负荷序列均方距离F(B
fv
,B
pf
)为目标函数，通过移动B
fv
和B
pf
在L
r
中的位置寻找目标函数最小值，数学模型如下：
[0013][0014]式中：m代表储能系统的浮充、充电和放电的时段；i＝1,2,
…
,24代表时间点；表示在m时段中的负荷序列聚类中心，由下式计算：
[0015][0016]式中，N
m
代表时段m中的负荷数；
[0017]经此方法求得最优解B
fv
和B
pf
分别作为储能系统充电阈值和放电阈值，当日负荷小于等于充电阈值B
fv
时，判定当前时刻需储能系统进行充电；当日负荷大于放电阈值B
pf
时，判定当前时刻需储能系统进行放电；
[0018]步骤四：根据步骤三的储能充放电阈值，确定光伏储能以及电网的运行工况；
[0019]光储充一体化公交充电站的运行分为离网以及并网运行，其中并网状态中电网和充电站进行双向的能量交互；
[0020]离网运行有以下几种工况：
[0021]工况一：光伏作为公交充电站的能量来源，电动公交车和储能作为光伏得消纳对象；
[0022]工况二：光伏以及储能作为公交充电站的能量来源，电动公交车作为光伏以及储能能量的消纳对象；
[0023]并网运行方式有以下几种工况：
[0024]工况三：电网作为公交充电站的能量来源，电动公交车和储能作为电能得消纳对象；
[0025]工况四：电网以及光伏作为公交充电站的能量来源，电动公交车和储能作为电能的消纳对象；
[0026]工况五：电网、光伏以及储能作为公交充电站的能量来源，电动公交车作为电能的消纳对象；
[0027]工况六：光伏作为公交充电站的能量来源，电动公交车、储能以及电网作为电能的消纳对象；
[0028]步骤五：以光储充电站的综合日运行成本最低、光伏渗透率最高和消纳程度最高为光储公交充电站光储容量优化配置的目标函数，以功率平衡、储能充放电倍率限制、光伏功率限制为约束条件，把光储容量作为优化量，通过粒子群优化算法得到最优的光伏容量以及其匹配的储能容量；
[0029]目标函数如下所示：
[0030](1)以光储充电站的综合日运行成本最低为第一个目标函数:
[0031]minF1＝C1+C2+C3‑
C4[0032]式中：C1为公交充电站光储初始建设日等值成本；C2为公交充电站光储日维护成本；C3为公交充电站向电网日购电成本；C4为光储系统日收益；
[0033]各成本值的计算如下式所示：
[0034][0035]C
buttery
＝C
e
E+C
p
P
b.max
[0036][0037][0038][0039][0040]式中：C
pv
为光伏成本，C
buttery
为储能系统成本，r为贴现率，m1为充电站使用年限，m2为储能电池寿命；C
v
、C
e
、C
p
分别为光伏电池组件价格，单位容量储能电池价格和功率转换装置的单价,E、P
b.max
分别为光伏系统最大发电功率、储能系统的容量和储能系统最大充放电功率，k
but
为储能系统年运行维护系数，x
t
为t时刻的电网电价，P
t
为t时刻向电网购电的等效功率，T为以Δt为采样间隔的每日时间段数量，为t时刻储能系统的放电功率，为t时刻光伏得直接利用功率，包括向电网售电以及电动车充电使用功率；
[0041](2)以光伏渗透率最高为第二个目标函数：
[0042][0043]式中：P
tpv
为在t时刻光伏组件的发电量功率；P
tload
为在t时刻充电站的需求充电的负荷功率大小；
[0044](3)以光伏消纳程度作为第三个目标函数：
[0045][0046]约束条件：
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑光储运行工况的光储公交充电站容量配置方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：通过充电桩云平台数据，获取充电站负荷数据，并获取公交车辆排班数据；步骤二：一天的功率需求曲线进行Y小时的离散化，并且通过区间符号来表示：步骤三：根据公交车充电站负荷特性分析，通过移动边界法构建光储公交充电站运行工况新的储能浮充
‑
充电边界变量B
fv
和放电
‑
浮充边界变量B
pf
；24小时光伏充电站的日负荷为L
l
＝{L
l1
,L
l2
,
…
,L
l24
}，光伏系统的日发电功率为L
p
＝{L
p1
,L
p2
,
…
,L
p24
}，得到功率差值L＝{L1,L2,
…
,L
24
}，将此集合元素按升序排列后得到新集合L
r
＝{L
r1
,L
r2
,
…
,L
r24
}；储能浮充
‑
充电边界变量B
fv
和放电
‑
浮充边界变量B
pf
为集合L
r
中的两个元素且满足B
fv
<B
pf
，以日负荷序列均方距离F(B
fv
,B
pf
)为目标函数，通过移动B
fv
和B
pf
在L
r
中的位置寻找目标函数最小值，数学模型如下：式中：m代表储能系统的浮充、充电和放电的时段；i＝1,2,
…
,24代表时间点；表示在m时段中的负荷序列聚类中心，由下式计算：式中，N
m
代表时段m中的负荷数；经此方法求得最优解B
fv
和B
pf
分别作为储能系统充电阈值和放电阈值，当日负荷小于等于充电阈值B
fv
时，判定当前时刻需储能系统进行充电；当日负荷大于放电阈值B
pf
时，判定当前时刻需储能系统进行放电；步骤四：根据步骤三的储能充放电阈值，确定光伏储能以及电网的运行工况；光储充一体化公交充电站的运行分为离网以及并网运行，其中并网状态中电网和充电站进行双向的能量交互；离网运行有以下几种工况：工况一：光伏作为公交充电站的能量来源，电动公交车和储能作为光伏得消纳对象；工况二：光伏以及储能作为公交充电站的能量来源，电动公交车作为光伏以及储能能量的消纳对象；...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙国歧，蔡旭，魏晓宾，曹云峰，张玲艳，咸日常，焦丕华，赵彦鸣，代明，马帅，
申请(专利权)人：山东德佑电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：