一种计及储能寿命变化的经济调度结果快速求解方法技术

本发明专利技术公开一种计及储能寿命变化的经济调度结果快速求解方法，1)建立计及大规模储能电池寿命的电力系统经济调度模型；2)对所述电力系统经济调度模型进行线性转换，得到电力系统经济调度线性模型；3)对电力系统经济调度线性模型进行解算，得到经济调度结果与储能寿命之间的函数关系。本发明专利技术提出了计及大规模储能电池寿命的电力系统经济调度模型，在传统模型的基础上，引入了储能寿命相关约束，构建了以系统总运行成本为目标函数的电力系统经济调度模型，将储能寿命纳入模型中，提高了调度结果的准确性；提出了基于最优性等价的模型转换方法，将非线性模型转换为线性模型。将非线性模型转换为线性模型。将非线性模型转换为线性模型。

【技术实现步骤摘要】
一种计及储能寿命变化的经济调度结果快速求解方法


[0001]本专利技术涉及电力系统经济调度领域，具体是一种计及储能寿命变化的经济调度结果快速求解方法。

技术介绍

[0002]由于可再生能源出力具有波动性和随机性，其高比例并网运行无疑给电力系统经济调度带来了新的挑战。为平抑可再生能源波动、维持电力系统经济、安全、稳定运行，储能电池的大规模接入是未来发展的重要趋势。储能寿命作为储能的关键运行参数，直接影响大规模储能在电力系统中所发挥的效能，因此，针对储能寿命的研究得到了广泛的关注。
[0003]为了应对可再生能源大规模并网运行所带来的难题，可再生能源与储能联合运行的模式成为了一种主要的措施。目前，针对包含储能的多能源系统经济调度问题已开展了较多研究。经济调度是指在保证电能质量和系统安全的前提下，通过控制系统各机组出力，优化系统运行，合理利用能源和设备，以实现系统运行成本最低，保障电力系统经济运行，其中储能主要发挥削峰填谷、充当备用能源以及平抑可再生能源波动的作用，为电力系统的经济、安全、稳定运行提供了重要支撑。由此可见，目前储能在电力系统经济调度问题中所扮演的角色愈发重要。综上所述，有必要针对储能寿命与经济调度结果的关联性开展研究以论证储能寿命变化对新型电力系统经济调度结果所带来的显著影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种计及储能寿命变化的经济调度结果快速求解方法，包括以下步骤：
[0005]1)建立计及大规模储能电池寿命的电力系统经济调度模型；
[0006]所述计及大规模储能电池寿命的电力系统经济调度模型的目标函数如下所示：
[0007][0008]式中，F为系统总运行成本；a
i
为第i台传统机组报价；ρ
W
、ρ
P
分别为单位弃风量惩罚费用和单位弃光量惩罚费用；c
c,t
、c
d,t
分别为t时段下储能充放电报价；P
f,i,t
为t时段第i个传统机组的功率；P
wmax,k,t
、P
w,k,t
分别为t时段第k个风电场的最大可发电功率和实际功率；P
pmax,r,t
、P
p,r,t
分别为t时段第r个光伏电站的最大可发电功率和实际功率；P
j,c,t
、P
j,d,t
分别为t时段第j个储能的充放电功率；N
G
、N
W
、N
P
、N
B
分别为传统机组、风电场、光伏电站以及储能的个数；Δt为时段间隔，T为总时段数。
[0009]所述计及大规模储能电池寿命的电力系统经济调度模型的约束条件包括功率约束、爬坡约束、储能约束；
[0010]所述功率约束包括功率平衡约束、支路功率约束、风电功率约束、光伏功率约束；
[0011]所述储能约束包括储能运行相关约束和储能寿命相关约束。
[0012]功率平衡约束如下所示：
[0013][0014]式中，时段t＝1,2,
…
,T；N为接入负荷的节点数；P
n,load,t
为t时段第n个节点的负荷；
[0015]支路功率约束如下所示：
[0016]P
lmin
≤P
l,t
≤P
lmax
(3)
[0017]式中，支路l＝1,2,
…
,L；L为系统中所包含的支路总数；P
l,t
为t时段第l条支路的功率；P
lmax
、P
lmin
分别为第l条支路的功率上下限值；
[0018]风电功率约束如下所示：
[0019]0≤P
w,k,t
≤P
wmax,k,t
(4)
[0020]式中，风电场序号k＝1,2,
…
,N
W
；
[0021]光伏功率约束如下所示：
[0022]0≤P
p,r,t
≤P
pmax,r,t
(5)
[0023]式中：光伏电站序号r＝1,2,
…
,N
P
；
[0024]爬坡约束如下所示：
[0025]r
i,down
≤P
f,i,t
‑
P
f,i,t
‑1≤r
i,up
(6)
[0026]式中，传统机组序号i＝1,2,
…
,N
G
；r
i,up
、r
i,down
分别为传统机组爬坡的上下限值；P
f,i,t
‑1为t
‑
1时段第j个储能的充电功率；
[0027]储能运行相关约束如下所示：
[0028]0≤P
j,d,t
≤P
j,Bmax
(7)
[0029]0≤P
j,c,t
≤P
j,Bmax
(8)
[0030]P
j,d,t
P
j,c,t
＝0(9)
[0031]SOC
j,t
＝SOC
j,t
‑1+(η
c
P
j,c,t
‑
P
j,d,t
/η
d
)Δt(10)
[0032]SOC
j,min
≤SOC
j,t
≤SOC
j,max
(11)
[0033]式中，储能j＝1,2,
…
,N
B
；P
j,Bmax
为第j个储能额定功率值；SOC
j,t
、SOC
j,t
‑1分别为t时段和t
‑
1时段第j个储能的荷电状态；η
c
、η
d
分别为储能的充放电效率；SOC
j,max
、SOC
j,min
分别为第j个储能荷电状态的上下限值。
[0034]储能寿命相关约束如下所示：
[0035]SOC
j,max
＝C
j,life
Q
j
(12)
[0036]C
minlife
≤C
j,life
≤100％(13)
[0037]式中，C
j,life
为第j个储能的寿命值；Q
j
为第j个储能的额定容量；C
minlife
为储能寿命下限值。
[0038]2)对所述电力系统经济调度模型进行线性转换，得到电力系统经济调度线性模型；
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计及储能寿命变化的经济调度结果快速求解方法，其特征在于，包括以下步骤：1)建立所述计及大规模储能电池寿命的电力系统经济调度模型；2)对所述电力系统经济调度模型进行线性转换，得到电力系统经济调度线性模型。3)对电力系统经济调度线性模型进行解算，得到经济调度结果与储能寿命之间的函数关系。2.根据权利要求1所述的一种计及储能寿命变化的经济调度结果快速求解方法，其特征在于，所述计及大规模储能电池寿命的电力系统经济调度模型的目标函数如下所示：式中，F为系统总运行成本；a
i
为第i台传统机组报价；ρ
W
、ρ
P
分别为单位弃风量惩罚费用和单位弃光量惩罚费用；c
c,t
、c
d,t
分别为t时段下储能充放电报价；P
f,i,t
为t时段第i个传统机组的功率；P
wmax,k,t
、P
w,k,t
分别为t时段第k个风电场的最大可发电功率和实际功率；P
pmax,r,t
、P
p,r,t
分别为t时段第r个光伏电站的最大可发电功率和实际功率；P
j,c,t
、P
j,d,t
分别为t时段第j个储能的充放电功率；N
G
、N
W
、N
P
、N
B
分别为传统机组、风电场、光伏电站以及储能的个数；Δt为时段间隔，T为总时段数。3.根据权利要求1所述的一种计及储能寿命变化的经济调度结果快速求解方法，其特征在于，所述计及大规模储能电池寿命的电力系统经济调度模型的约束条件包括功率约束、爬坡约束、储能约束；所述功率约束包括功率平衡约束、支路功率约束、风电功率约束、光伏功率约束；所述储能约束包括储能运行相关约束和储能寿命相关约束。4.根据权利要求3所述的一种计及储能寿命变化的经济调度结果快速求解方法，其特征在于，功率平衡约束如下所示：式中，时段t＝1,2,
…
,T；N为接入负荷的节点数；P
n,load,t
为t时段第n个节点的负荷；支路功率约束如下所示：P
lmin
≤P
l,t
≤P
lmax
(3)式中，支路l＝1,2,
…
,L；L为系统中所包含的支路总数；P
l,t
为t时段第l条支路的功率；P
lmax
、P
lmin
分别为第l条支路的功率上下限值；风电功率约束如下所示：0≤P
w,k,t
≤P
wmax,k,t
(4)式中，风电场序号k＝1,2,
…
,N
W
；光伏功率约束如下所示：0≤P
p,r,t
≤P
pmax,r,t
(5)式中：光伏电站序号r＝1,2,
…
,N
P
。5.根据权利要求3所述的一种计及储能寿命变化的经济调度结果快速求解方法，其特征在于，爬坡约束如下所示：
r
i,down
≤P
f,i,t
‑
P
f,i,t
‑1≤r
i,up
(6)式中，传统机组序号i＝1,2,
…
,N
G
；r
i,up
、r
i,down
分别为传统机组爬坡的上下限值；P
f,i,t
‑1为t
‑
1时段第j个储能的充电功率。6.根据权利要求3所述的一种计及储能寿命变化的经济调度结果快速求解方法，其特征在于，储能运行相关约束如下所示：0≤P
j,d,t
≤P
j,Bmax
(7)0≤P
j,c,t
≤P
j,Bmax
(8)P
j,d,t
P
j,c,t
＝0(9)SOC
j,t
＝SOC
j,t
‑1+(η
c
P
j,c,t
‑
P
j,d,t
/η
d
)Δt(10)SOC
j,min
≤SOC
j,t
≤SOC
j,max
(11)式中，储能j＝1,2,
…
,N
B
；P
j,Bmax
为第j个储能额定功率值；SOC
j,t
、SOC
j,t
‑1分别为t时段和t
‑
1时段第j个储能的荷电状态；η
c
、η
d
分别为储能的充放电效率；SOC
j,max
、SOC
j,min
分别为第j个储能荷电状态的上下限值。储能寿命相关约束如下所示：SOC
j,max
＝C
j,life

【专利技术属性】
技术研发人员：余娟，李中浩，杨知方，李文沅，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：