基于可交易能源的光伏建筑群混合整数线性优化调度方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于可交易能源的光伏建筑群混合整数线性优化调度方法，包括：获取光伏建筑的相关设备数据；构建电动汽车和柔性负荷的调度响应模型；基于电动汽车和柔性负荷的调度响应模型，构建光伏建筑群优化调度模型；基于大

【技术实现步骤摘要】
基于可交易能源的光伏建筑群混合整数线性优化调度方法及装置


[0001]本专利技术涉及能源调度
，尤其是一种基于可交易能源的光伏建筑群混合整数线性优化调度方法及装置
。

技术介绍

[0002]目前，我国建筑领域的电能消耗持续增长，以“光储直柔”为代表的光伏建筑是建筑领域电气化的重要发展方向，改变了建筑在电力系统中的定位，使传统建筑电力系统转变为集能源生产
、
能源消耗
、
能量调蓄于一体的新型建筑电力系统
。
[0003]随着光伏电源
、
储能设备
、
电动汽车以及柔性负荷等可调源荷大规模接入到光伏建筑中，各设备出力的波动性会给电网的供需平衡带来巨大影响，且传统电力市场交易平台不能适用光伏建筑的需求和发展
。
因此，如何保证不同类型
、
不同体量的可调源荷能够友好
、
柔性接入以及在电力市场中具有平等交易权益，是当前电力交易市场中亟需解决的问题
。
[0004]目前有关电力交易市场的大部分优化调度方案是非线性优化问题，需要通过复杂的迭代算法进行求解，常见的迭代算法有遗传算法
、
粒子群算法
、
狼群算法等，然而，迭代算法在求解时具有优化结果精度低
、
迭代时间长，求解速度慢等缺陷，因此需要对非线性优化问题进行线性化处理，使其可以用商业求解器进行求解
。
目前针对非线性优化问题的线性化处理的研究大多集中在引入松弛变量，选择新的基变量等方法，求解过程复杂
。

技术实现思路

[0005]为解决传统市场交易平台无法适应光伏
、
储能
、
电动汽车和柔性负荷等小体量可调资源的大规模接入问题，以及现有调度方法因高维数
、
非线性等因素引起的计算复杂
、
求解困难的问题，本专利技术的首要目的在于提供一种采用可交易能源系统作为光伏建筑能源交易市场的框架，以价格为参数调节系统全局供需动态平衡，实现各设备的出力优化，简化了交易模式的基于可交易能源的光伏建筑群混合整数线性优化调度方法
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种基于可交易能源的光伏建筑群混合整数线性优化调度方法，该方法包括下列顺序的步骤：
[0007](1)
获取光伏建筑的相关设备数据，所述相关设备数据包括建筑光伏逐时出力数据
、
刚性负荷和柔性负荷的逐时预测功率；
[0008](2)
构建电动汽车和柔性负荷的调度响应模型；
[0009](3)
基于电动汽车和柔性负荷的调度响应模型，构建光伏建筑群优化调度模型；
[0010](4)
基于大
M
法对光伏建筑群优化调度模型中的非线性方程组进行线性化处理，得到经过线性化处理后的光伏建筑群优化调度模型；
[0011](5)
将相关设备数据和用户数据代入经过线性化处理后的光伏建筑群优化调度模型中，通过优化求解得到目标函数最优时的设备出力数据
。
[0012]所述步骤
(2)
具体是指：电动汽车的充电功率为：
[0013][0014]其中，表示
t
时刻建筑
b
中电动汽车
k
参与调度降低的功率；表示建筑
b
中电动汽车
k
的额定充电功率；表示
t
时刻建筑
b
中电动汽车
k
的实际充电功率；
[0015]将电动汽车削减功率与补偿价格构建函数关系：
[0016][0017]其中：表示
t
时刻建筑
b
中电动汽车
k
的实际补偿价格；表示建筑
b
中电动汽车
k
充电功率为0时的补偿价格；表示建筑
b
中电动汽车
k
以额定功率放电时的补偿价格；
[0018]计算电动汽车以额定功率放电时车主的收入
[0019][0020]式中：
η
ev
表示电动汽车充电效率；
μ
ev
表示电动汽车电池的磨损补偿系数；表示
t
时刻电价；
Δ
t
表示每个时间步长的持续时间；
[0021]计算电动汽车以额定功率放电时车主的支出
[0022][0023]由式
(3)、
式
(4)
计算电动汽车以额定功率放电时的补偿价格
[0024][0025]参与电网调度的柔性负荷功率为：
[0026][0027]其中，表示
t
时刻建筑
b
第
i
个用户响应调度的柔性负荷
x
的功率，
x
＝1时为可转移负荷，
x
＝2时为可平移负荷，
x
＝3时为可削减负荷；表示调度前
t
时刻建筑
b
第
i
个用户的柔性负荷
x
的功率，表示调度后
t
时刻建筑
b
第
i
个用户的柔性负荷
x
的功率；
[0028]柔性负荷响应的功率是关于补偿价格的函数，因此该函数表示为：
[0029][0030]其中，表示
t
时刻建筑
b
第
i
个用户实际的柔性负荷
x
的补偿价格；表示当时，建筑
b
第
i
个用户期望的柔性负荷
x
的补偿价格；
[0031]式
(2)
和式
(7)
组成电动汽车和柔性负荷的调度响应模型
。
[0032]所述步骤
(3)
具体是指：光伏建筑群优化调度模型的目标函数为：
[0033]minf
＝
C
ot
+C
flex
+C
ev
+C
buy
ꢀꢀ
(8)
[0034]其中，
C
ot
表示设备的运行维护费用；
C
flex
表示柔性负荷响应补偿费用；
C
ev
表示电动汽车响应补偿费用；
C
buy
表示建筑群从电网购电的费用；
[0035]设备的运行维护费用
C
ot
如式
(9)
所示：
[0036][0037]其中，
B
表示建筑群中建筑数量；
T
表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于可交易能源的光伏建筑群混合整数线性优化调度方法，其特征在于：该方法包括下列顺序的步骤：
(1)
获取光伏建筑的相关设备数据，所述相关设备数据包括建筑光伏逐时出力数据
、
刚性负荷和柔性负荷的逐时预测功率；
(2)
构建电动汽车和柔性负荷的调度响应模型；
(3)
基于电动汽车和柔性负荷的调度响应模型，构建光伏建筑群优化调度模型；
(4)
基于大
M
法对光伏建筑群优化调度模型中的非线性方程组进行线性化处理，得到经过线性化处理后的光伏建筑群优化调度模型；
(5)
将相关设备数据和用户数据代入经过线性化处理后的光伏建筑群优化调度模型中，通过优化求解得到目标函数最优时的设备出力数据
。2.
根据权利要求1所述的基于可交易能源的光伏建筑群混合整数线性优化调度方法，其特征在于：所述步骤
(2)
具体是指：电动汽车的充电功率为：其中，表示
t
时刻建筑
b
中电动汽车
k
参与调度降低的功率；表示建筑
b
中电动汽车
k
的额定充电功率；表示
t
时刻建筑
b
中电动汽车
k
的实际充电功率；将电动汽车削减功率与补偿价格构建函数关系：其中：表示
t
时刻建筑
b
中电动汽车
k
的实际补偿价格；表示建筑
b
中电动汽车
k
充电功率为0时的补偿价格；表示建筑
b
中电动汽车
k
以额定功率放电时的补偿价格；计算电动汽车以额定功率放电时车主的收入计算电动汽车以额定功率放电时车主的收入式中：
η
ev
表示电动汽车充电效率；
μ
ev
表示电动汽车电池的磨损补偿系数；表示
t
时刻电价；
Δ
t
表示每个时间步长的持续时间；计算电动汽车以额定功率放电时车主的支出计算电动汽车以额定功率放电时车主的支出由式
(3)、
式
(4)
计算电动汽车以额定功率放电时的补偿价格
参与电网调度的柔性负荷功率为：其中，表示
t
时刻建筑
b
第
i
个用户响应调度的柔性负荷
x
的功率，
x
＝1时为可转移负荷，
x
＝2时为可平移负荷，
x
＝3时为可削减负荷；表示调度前
t
时刻建筑
b
第
i
个用户的柔性负荷
x
的功率，表示调度后
t
时刻建筑
b
第
i
个用户的柔性负荷
x
的功率；柔性负荷响应的功率是关于补偿价格的函数，因此该函数表示为：其中，表示
t
时刻建筑
b
第
i
个用户实际的柔性负荷
x
的补偿价格；表示当时，建筑
b
第
i
个用户期望的柔性负荷
x
的补偿价格；式
(2)
和式
(7)
组成电动汽车和柔性负荷的调度响应模型
。3.
根据权利要求1所述的基于可交易能源的光伏建筑群混合整数线性优化调度方法，其特征在于：所述步骤
(3)
具体是指：光伏建筑群优化调度模型的目标函数为：
minf
＝
C
ot
+C
flex
+C
ev
+C
buy (8)
其中，
C
ot
表示设备的运行维护费用；
C
flex
表示柔性负荷响应补偿费用；
C
ev
表示电动汽车响应补偿费用；
C
buy
表示建筑群从电网购电的费用；设备的运行维护费用
C
ot
如式
(9)
所示：其中，
B
表示建筑群中建筑数量；
T
表示系统运行总时长；表示光伏板单位容量的运行维护费用；表示
t
时刻建筑
b
光伏板的出力；表示储能装置单位容量的运行维护费用；表示
t
时刻建筑
b
储能装置的充电功率；表示
t
时刻建筑
b
储能装置的放电功率；参与电网调度的柔性负荷功率是由调度前后柔性负荷功率差的绝对值计算得出，功率变化量被计算了两次，因此，计算出柔性负荷调度补偿费用
C
flex
为：其中，
I
为建筑
b
中参与柔性负荷调度的用户总数量；表示
t
时刻建筑
b
第
i
个用户实际的柔性负荷
x
的补偿价格；表示
t
时刻建筑
b
第
i
个用户响应调度的柔性负荷
x
的
功率；电动汽车调度补偿费用
C
ev
为：其中，
K
为建筑
b
中电动汽车总数量；表示
t
时刻建筑
b
中电动汽车
k
的实际补偿价格；表示
t
时刻建筑
b
中电动汽车
k
参与调度降低的功率；电网购电费用
C
buy
为：其中，表示
t
时刻建筑
b
向电网购电功率；光伏建筑群优化调度模型的约束条件包括光伏建筑群功率平衡约束
、
储能装置约束
、
电动汽车约束和柔性负荷约束；所述光伏建...

【专利技术属性】
技术研发人员：张辉，潘东，王绪利，凌孺，邓其军，王子瑄，徐冉，程啸，刘红新，盛万兴，李蕊，周远科，李坤，崔宏，施天成，胡旭东，樊友平，郭汶璋，朱勇，汤奕，王磊，钱龙，沙广林，李志伟，曾光，刘志敏，程璞，周荣桓，申方，彭鹤凌，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：