面向灾后供电恢复的移动式储能车应急调度及评估方法技术

本发明专利技术公开了一种面向灾后供电恢复的移动式储能车应急调度及评估方法。本发明专利技术采用的技术方案为：基于图论构建路网模型，采用路径搜索算法求解灾后移动式储能车应急最短路径；建立考虑模糊机会约束的移动式储能车多点优化调度模型，确定移动式储能车应急调度策略；基于移动式储能车的应急调度策略，建立多辆移动式储能车并联协调优化模型，调用gurobi求解器，确定灾害节点处多辆移动式储能车的输出功率分配情况；建立负荷恢复能力综合评估模型。本发明专利技术针对配电网发生极端灾害场景，提供了一种合理的移动式储能车应急调度策略和能量协调优化方法，能够有效提升配电网应急状态下的负荷供电恢复能力，优化配电网弹性供电。优化配电网弹性供电。优化配电网弹性供电。

【技术实现步骤摘要】
面向灾后供电恢复的移动式储能车应急调度及评估方法


[0001]本专利技术涉及配电网移动式储能车调度领域，具体地说是一种面向灾后供电恢复的移动式储能车应急调度及评估方法。

技术介绍

[0002]随着极端自然灾害高频发生、可再生能源的大量接入，主动配电网在实际运行中受到的各类型的冲击和扰动增多。移动式储能车由于其灵活性强、响应速度快等特点，广泛应用于城市、山区和丘陵等地带，为配电网常态运行提供良好的支撑特性。同时在配电网发生极端灾害场景下，比如风雪、暴雨、风沙等，作为应急电源覆盖故障区域，为失电用户进行不间断供电，提升配电网应急状态下的负荷供电恢复能力，优化配电网弹性供电。
[0003]当前，已有学者针对移动式储能车作为应急电源应用场景做了大量研究，但大多侧重于防灾应急规划领域。实际配电网运行状态中，发生故障和自然灾害的概率极低，导致移动式储能车配置方案无法兼顾可靠性和经济性需求，且针对灾后的负荷供电能力恢复，缺少合理的应急调度策略和能量协调优化方法。

技术实现思路

[0004]为克服上述现有方法存在的不足之处，本专利技术提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.面向灾后供电恢复的移动式储能车应急调度及评估方法，其特征在于，包括：步骤1)，基于图论构建路网模型，采用路径搜索算法求解灾后移动式储能车应急最短路径；步骤2)，建立考虑模糊机会约束的移动式储能车多点优化调度模型，确定移动式储能车应急调度策略，利用清晰等价类转换方法简化模型，并采用CPLEX求解器求解；步骤3)，针对“多对一”的并联供电场景，在保障重要失电用户不间断供电的情况下，基于步骤2)的移动式储能车应急调度策略，以弥补停电损失最大和剩余电量最小为优化目标，建立多辆移动式储能车并联协调优化模型，调用gurobi求解器，确定灾害节点处多辆移动式储能车的输出功率分配情况；步骤4)，针对所述移动式储能车应急调度策略、多辆移动式储能车的输出功率分配情况，选取移动式储能车作为应急电源的负荷恢复能力的评估指标，建立负荷恢复能力综合评估模型，对不同场景下灾后负荷恢复能力进行评估分析。2.根据权利要求1所述的面向灾后供电恢复的移动式储能车应急调度及评估方法，其特征在于，所述的步骤1)包括：步骤11、利用道路路况系数归一化移动式储能车在不同路况下的行驶速度，进一步建立路网模型；假设路网中有γ个路口节点，根据图论建立路网模型矩阵D，矩阵的元素为两节点间权重系数：式中：路网模型矩阵D中的d
ij
表示路口i和路口j之间道路的映射长度；i＝j或路口i和路口j之间没有道路时，d
ij
＝0；路口i和路口j之间有道路时，d
ij
＝l
ij
·
ε，l
ij
为路口i到路口j的道路长度，ε为道路路况系数；ε具体表示为：式中：c
n
为道路中的车辆数量；M为道路拥堵车辆阈值；步骤12、基于路网模型D，根据移动式储能车和充换电站分布情况，采用启发式路径搜索算法遍历周围节点，以目标路径最短为目标求解灾后移动式储能车应急最短路径；定义目标路径函数：F(p)＝L(p)+H(p)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)式中：F(p)为初始节点到节点p的路径代价；L(p)为初始节点到节点p的实际路径距离；H(p)为节点p到目标节点最佳路径的估计距离，利用欧氏距离求解；假设配电网中有n辆移动式储能车分别在灾害发生节点，有m个充换电站，结合路网模型和移动式储能车所在节点，利用启发式路径搜索算法，生成每辆移动式储能车到各个充换电站的最短路径G：
式中：g
nm
表示第n辆移动式储能车到充换电站m的最短距离。3.根据权利要求1所述的面向灾后供电恢复的移动式储能车应急调度及评估方法，其特征在于，所述的步骤2)包括：步骤21、根据重要用户的电力负荷划分为三个等级，分别是一级负荷、二级负荷和三级负荷，假设区域内充换电站和失电用户个数分别为N
sup
和N
use
，移动式储能车种类为N
type
，以总停电损失最小和移动式储能车调度成本最小为目标构建移动式储能车多点优化调度模型的目标函数；minf＝F1‑
F
sup,2
+F3+F4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)式中：F1表示不恢复供电时的重要失电用户的停电损失；F
sup,2
表示移动式储能车所弥补的停电损失，在一定置信度条件下，不超过弥补停电损失模糊变量的最大弥补损失；F3为移动储能车调配过程中产生的能耗费用；F4为移动式储能车在充换电站的充电费用；其具体计算公式如下：式中：S
l
表示第l级负荷的单位停电损失，μ
l
表示第l级负荷的比例；表示第j个失电用户的缺电功率，T
out
表示停电时间；式中：h是时间间隔编号，h＝1,2,
…
,H；表示移动式储能车对第j个失电用户第l级负荷在第h个时间间隔的输出功率；sup{}为取上界符号；F2表示弥补的停电损失，r为弥补停电损失F2在置信水平不低于α时的最小值；表示第j个失电用户第h个时间间隔；H表示时间间隔的数量；α表示置信水平；式中：x
ij
为移动式储能车是否由充换电站i调度前往灾害节点j的0
‑
1变量；C
cof
和G
MESS
分别表示移动式储能车单位里程能耗成本和应急路径里程数；式中：为移动式储能车是否在时段h内充电的0
‑
1变量；和C
c
分别为移动式储能车在第h个时间间隔内的充电功率和充电电价；步骤22、分析路况和天气因素的影响，考虑移动式储能车行驶时间的不确定性，定义失电用户能量需求池预估灾害现场的电能需求总量，基于模糊理论对充换电站可调度移动式
储能车进行建模；步骤23、考虑移动式储能车的使用寿命受电池荷电状态影响，为了在提高电池使用寿命的同时保障失电用户一级负荷的可靠供电，设置移动式储能车多点优化调度模型的约束条件；步骤24、利用清晰等价类转换方法简化模型，采用CPLEX求解器求解，得到移动式储能车应急调度策略，包括受调度的移动式储能车的数量和种类。4.根据权利要求3所述的面向灾后供电恢复的移动式储能车应急调度及评估方法，其特征在于，所述的步骤22)包括：步骤221、由于行驶时间的不确定性，利用模糊理论定义步骤221、由于行驶时间的不确定性，利用模糊理论定义式中：s表示移动式储能车到达顺序的编号，表示第s批到达的第j个失电用户的移动式储能车行驶时间的模糊参数；T0表示从停电开始到发出调度指令的移动式储能车充换电站的响应时间；步骤222、定义失电用户能量需求池，即为某灾害节点在某次调度中所需全部移动式储能车可用电量，失电用户能量需求池表示为：式中：表示第j个失电用户能量需求池；x
ijk
表示第i个充换电站向失电用户提供的第k种移动式储能车的数量，i＝1,2,
…
,I；和P
k
分别表示第k种移动式储能车的可用电量和额定功率；表示行驶时间的模糊参数；I表示充换电站的数量；K表示移动式储能车的种类数量；步骤223、移动式储能车在第h个时间段内对第j个失电用户的输出功率为：式中：x
jks
表示第s批到达灾害节点j的第k种移动式储能车的数量，a表示供电时间间隔先后顺序，表示第a个供电时间间隔的模糊参数，表示第h个时间段开始失电用户能量需求池j的剩余电量，第二项表示前h个时间段到达灾害节点j的移动式储能车输出功率之和；S表示移动式储能车到达顺序编号的总数；ΔT
ja
表示第a个供电时间间隔；表示移动式储能车在第a个供电时间间隔内的输出功率；步骤224、移动式储能车按照失电用户的负荷等级进行供电，当的大小介于失电用户前l级负荷之和与前l+1级负荷之和之间时，对前l级负荷正常供电，对前l+1级负荷分配
剩余功率，利用式(10)求解剩余功率，利用式(10)求解剩余功率，利用式(10)求解式中：为移动式储能车在时间段h内对第j个失电用户的第l级负荷供电功率；m
jhl
为0
‑
1变量，表示第j个失电用户的第c级负荷失电功率；表示第j个负荷用户的失电功率；μ
l
表示第l级负荷比例；l表示负荷等级。5.根据权利要求4所述的面向灾后供电恢复的移动式储能车应急调度及评估方法，其特征在于，所述的步骤23)包括：步骤231、移动式储能车数量约束，即第i充换电站向灾害节点j提供的第k种移动式储能车的个数应小于该充换电站移动式储能车的总数y
ik
：步骤232、移动式储能车电量约束，即对于灾害节点j，移动式储能车所提供的电量应不小于失电用户一级负荷的缺电电量：式中：E
k
表示第k种移动式储能车的剩余电量；μ1表示一级负荷比例；步骤233、荷电状态约束，通过移动式储能车内部电池的荷电状态控制充放电深度：式中：和分别为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雪松，林达，赵波，汪湘晋，唐雅洁，戴哲仁，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：