一种基于启动代价函数的未来社区绿能协同存储调度与交互方法技术

本发明专利技术公开了一种基于启动代价函数的未来社区绿能协同存储调度与交互方法。本发明专利技术将储能设备自身对于温度、寿命、充放电次数、荷电状态SoC深度等指标统一，将其量化成经济成本，并与绿电用能补贴，阶梯电价等经济指标一起构成启动代价函数，并将该函数作为储能设备是否启动供电的依据，从而有效提高了未来社区、园区、院区、校区内微电网的绿能协同存储调度与交互水平，推动未来社区管理向低碳化甚至无碳化转型。化转型。化转型。

【技术实现步骤摘要】
一种基于启动代价函数的未来社区绿能协同存储调度与交互方法


[0001]本专利技术涉及未来社区绿色能源的协同存储调度与交互领域，特别是涉及一种基于启动代价函数的未来社区绿能协同存储调度与交互方法。

技术介绍

[0002]伴随着“双碳”目标的提出，绿色能源的应用愈发快速的渗透到人们的日常生活中，低碳型未来社区日益成为未来城乡风貌提升以及社区用能建设的重要方面。随着社区微电网系统的日渐成熟，这种可独立运行或并网运行的电力网络系统更多的采用了可再生能源技术，使得在社区中并入光伏、小型风能等可再生资源成为可能。然而太阳能、风能发电系统因为其具有清洁、可再生等特点也更多的渗透到社区微电网系统中来。但是由于受到天气、环境等因素的影响，其供电具有间歇性、波动性等特点，因此无法提供持续稳定的电力供应。这就造成了将从两个方面降低未来社区微电网系统的运行效率：一方面，当分布式电源供电充足时，大量的电能将无法获得有效的利用。虽然此时储能设备可以吸纳一部分多余的电量，但其效果有限且需要大量的储能单元，从而大大增加了社区微电网系统的投入和维护成本；另一方面，当分布式绿色电源供电不足时，负荷无法得到充分的电力供应而受到限制，尤其是当系统中电梯、消防设备等重要负荷供电不足时，其造成的损失将会更加严重。
[0003]随着技术的发展，许多储能设备，如电动汽车都拥有了给其他设备反向充电的功能，加之社区微电网系统中原有的蓄电池等储能设备，如果能够将其用于绿能协同存储调度与交互，则有望解决这一问题。

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，提供一种基于启动代价函数的未来社区绿能协同存储调度与交互方法，将储能设备自身对于温度、寿命、充放电次数、荷电状态SoC深度等指标统一，将其量化成经济成本，并与绿电用能补贴，阶梯电价等经济指标一起构成启动代价函数，并将该函数作为储能设备是否启动供电的依据。通过合理安排储能设备的充放电状态，使绿能的利用率得到更大程度的提高；同时，使储能设备在全生命周期中的收益最大化。具有更高的可推广性和实用性。为此，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]本专利技术具体步骤如下：
[0006](1)按时间间隔Δt采样，获取当前时刻社区分布式电网系统的各种状态信息，包括系统中各分布式绿色能源(DG)的输出功率、各用电负荷(L)的用电需求、各储能设备的设定状态及其荷电状态(SOC)，并计算系统中全部分布式绿色能源(DG)的总输出功率和全部用电负荷(L)的总用电需求；
[0007]当系统中全部分布式绿色能源DG的输出总功率大于全部用电负荷L的用电总需求，则将系统中全部储能设备作为用电负荷；再根据各储能设备自己的设定状态及其此时
自身的SoC荷电状态进行动作，即如果某储能设备此时被设置为“可充电”状态且其自身SoC荷电状态小于其最大容量阈值(SoC
max
)即SoC＜SoC
max
，则该储能设备作为用电设备进行充电，反之，若其SoC荷电状态不小于其最大容量阈值(SoC
max
)即SoC≥SoC
max
，则该储能设备既不作为用电设备充电，也不作为电源放电；
[0008]当系统中分布式绿色能源DG的输出总功率小于全部用电负荷L的用电总需求，则将系统中各储能设备根据其自己的设定状态及其此时自身的SoC荷电状态以及其启动代价函数判断是否作为电源向系统中反向供电，当其自己的设定状态为“可放电”且其此时自身的SoC荷电状态大于其最小容量阈值(SoC
min
)且小于其最大容量阈值(SoC
max
)并且启动代价函数为正值，即则判定该储能设备可以作为“可放电电源”向系统供电，并执行步骤(2)；
[0009]储能设备的启动代价函数可表示为：
[0010][0011]其中，储能设备温度寿命代价函数可表示为：
[0012][0013]其中，Cost为储能设备的采购价格；Δt为系统采样时间，单位：小时；T为当前设备温度；t(T)为储能设备的温度寿命曲线函数，该函数可通过最小二乘法基于储能设备的设计温度寿命曲线获得，该曲线受储能设备自身特性、工作环境温度等因素影响，由设备厂家原始提供，可参考附图2所示。
[0014]充放电代价函数可表示为：
[0015][0016]其中，Cost为储能设备的采购价格；Times为储能设备的设计充放电次数；为充电代价函数，为放电代价函数；SoC∈[0,100％]为储能设备当前时刻的荷电状态，SoC
High
∈[0,100％]为储能设备无损运行条件下的最高无损荷电状态，SoC
Low
∈[0,100％]为储能设备无损运行条件下的最低荷电状态。
[0017]获益函数可表示为：
[0018][0019]其中，f
Total
(Δt)为采样时刻的社区绿能用电总价函数；Capacity为储能设备设计总容量；为充电收益函数；为放电收益函数。其中，采样时刻的社区绿能用电总价函数f
Total
(Δt)可表示为：
[0020]f
Total
(Δt)＝f
allowance
(Δt)+f
green
(Δt)
‑
f
grid
(Δt)
[0021]其中，f
allowance
(Δt)为采样时刻绿能的补贴价格；f
green
(Δt)为采样时刻市场上的
绿能用电价格；f
grid
(Δt)为采样时刻市场上的电网供电价格，通常采用社区所在地的阶梯电价。
[0022]当其设置为“可放电”且其SoC荷电状态大于其最小容量阈值(SoC
min
)且小于其最大容量阈值(SoC
max
)并且启动代价函数为正值，即则判定该储能设备可以作为“可放电电源”向系统供电，并执行(2)。
[0023](2)将判定为“可放电电源”储能设备按其值从大到小排序，并执行放电操作，直到其“可放电”设置被更改，或其SoC荷电状态小于其最小容量阈值(SoC
min
)，或其变为负值，即则该储能设备停止向系统供电，并由排在后序的储能设备继续放电，直到系统中全部储能设备达到状态为止。
[0024]本专利技术通过设计并引入启动代价函数，创造性的将储能设备自身对于温度、寿命、充放电次数、荷电状态SoC深度等指标统一，将其量化成经济成本，并与绿电用能补贴，阶梯电价等经济指标一起构成启动代价函数，并将该函数作为储能设备是否启动供电的依据。该函数具有很高的实用合理性，即当启动代价函数是正值时，说明该设备向系统中放电对于设备所有者是“划算”的，对于整个未来社区微电网系统而言是有益的，以此作为判断依据是合适的。本专利技术对提高未来社区、园区、院区、校区等区域微电网的绿能协同存储调度与交互水平，提高人们的绿色生产、生活品质，推动未来社本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于启动代价函数的未来社区绿能协同存储调度与交互方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按时间间隔Δt采样，获取当前时刻社区分布式电网系统的各种状态信息，包括系统中各分布式绿色能源(DG)的输出功率、各用电负荷(L)的用电需求、各储能设备的设定状态及其荷电状态(SOC)，并计算系统中全部分布式绿色能源(DG)的总输出功率和全部用电负荷(L)的总用电需求；当系统中全部分布式绿色能源DG的输出总功率大于全部用电负荷L的用电总需求，则将系统中全部储能设备作为用电负荷；再根据各储能设备自己的设定状态及其此时自身的SoC荷电状态进行动作，即如果某储能设备此时被设置为“可充电”状态且其自身SoC荷电状态小于其最大容量阈值(SoC
max
)即SoC＜SoC
max
，则该储能设备作为用电设备进行充电，反之，若其SoC荷电状态不小于其最大容量阈值(SoC
max
)即SoC≥SoC
max
，则该储能设备既不作为用电设备充电，也不作为电源放电；当系统中分布式绿色能源DG的输出总功率小于全部用电负荷L的用电总需求，则将系统中各储能设备根据其自己的设定状态及其此时自身的SoC荷电状态以及其启动代价函数判断是否作为电源向系统中反向供电，当其自己的设定状态为“可放电”且其此时自身的SoC荷电状态大于其最小容量阈值(SoC
min
)且小于其最大容量阈值(SoC
max
)并且启动代价函数为正值，即则判定该储能设备可以作为“可放电电源”向系统供电，并执行步骤(2)；(2)将判定为“可放电电源”储能设备按其值从大到小排序，并执行放电操作，直到其“可放电”设置被更改，或其SoC荷电状态小于其最小容量阈值(SoC
min
)，或其变为负值，即则该储能设备停止向系统供电，并由排在后序的储能设备继续放电直到系统中全部储能设备达到状态为止。2.如权利要求1所述的一种基于启动代价函数的未来社区绿能协同存储调度与交互方法，其特征在于，储能设备的...

【专利技术属性】
技术研发人员：房新力，陈宏辉，邬雪松，李虎，张发鸿，张振宇，辛有桐，白珏莹，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：