【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高速公路能源调度优化，具体涉及一种高速公路综合能源系统的多目标优化调度方法。
技术介绍
1、为满足交通便利需求，高速公路的规模不论从速度及质量方面都发展迅速。然而随着高速公路规模的扩大，一方面高速公路及其服务器能耗问题日益严重，对能源尤其是电力能源需求非常高，为电力系统造成很大压力，常常出现供不应求的现象，另一方面高速公路大量的能源消耗，造成碳排放量大，环境污染问题严重。
2、高速公路由于沿线比较长，存在大量新能源条件，比如风能和太阳能等，新能源发电虽然一定程度上已经应用，但对于高速公路的供电体系还未出现专门的应用，且由于新能源不稳定，不能完全取代传统供电，如何在新能源及传统供电之间平衡来确保能耗最低的是需要解决的难题，而且即便实现能源的供需平衡，也并不能保证对环境的影响最低，即当前无法实现电能供需与环境因素的综合影响的最优。
3、综上，高速公路发展带来能源尤其电能消耗大及碳排放高的问题，新能源不能充分在高速公路应用，且即便应用很难实现电能供给平衡及环境因素综合影响最小的效果。
4、此为现有技术的不足，因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种高速公路综合能源系统的多目标优化调度方法，是非常有必要的。
技术实现思路
1、针对现有技术的上述高速公路发展带来能源尤其电能消耗大及碳排放高的问题，新能源不能充分在高速公路应用，且即便应用很难实现电能供给平衡及环境因素综合影响最小的效果的缺陷，本专利技术提供一种高速公路综合能源系统的多目标优化调
2、本专利技术提供一种高速公路综合能源系统的多目标优化调度方法，包括如下步骤：
3、s1.获取目标高速公路的新能源类型、电负荷及电储能设备，为目标高速公路建立负荷侧模型、电储能设备模型以及各类型新能源发电模型；
4、s2.选取电储能设备的单位电能储量作为决策变量，构建经济性目标函数和环保性目标函数，划定电储能设备运行、电能平衡、储能平衡以及市电供电网络平衡的约束条件，完成多目标优化模型构建；
5、s3.对非支配遗传排序算法进行改进得到多目标优化算法，使用多目标优化算法对经济性目标函数及环保性目标函数进行优化求解，得到两目标函数的最优解的集合，再使用vikor方法筛选出作为最优解的多目标优化模型；
6、s4.构建新能源发电预测模型，收集各类型新能源发电量数据及电负荷数据，将收集的数据进行处理，使用处理后数据对新能源发电预测模型进行训练和测试，使用训练及测试完成的新能源发电预测模型预测各类型新能源发电量及电负荷；
7、s5.将预测的新能源发电量及电负荷数据输入最优解的多目标优化模型中，得到预测新能源调度方案及购电方案。
8、进一步地，步骤s1具体步骤如下：
9、s11.获取目标高速公路设定范围内的新能源类型，为各类型新能源创建发电模型；
10、s12.获取目标高速公路设定范围内各形式电负荷，为各形式电负荷求和，构建负荷侧模型；
11、s13.基于电储能设备充放电功率、充放电效率构建计算储能容量的电储能设备模型，设定电储能设备模型的约束条件。
12、进一步地，步骤s11中当目标高速公路设定范围内存在光伏发电系统，则建立光伏发电系统模型，具体步骤如下：
13、在太阳能发电装置的中央隔离带设计分布式光伏，构建光伏发电系统模型如下：
14、
15、其中，ppv,t表示光伏电池实际的输出功率，ppvstc表示光伏电池在标准测试情况下的输出功率，l表示实际情况下的太阳辐射照度，lstc表示标况下太阳辐射照度；t及tstc分别表示实际状况和标准状况下环境温度，γ表示光伏电池的温度衰减系数；
16、步骤s11中当目标高速公路设定范围内存存在风力发电系统，构建风力发电模型如下：
17、
18、其中，pwind为风力发电输出功率；ρ为地区对应的空气密度；k为风力发电设备的性能参数；s为风机叶片扫过的面积；ν为风速大小；
19、步骤s12中构建负荷侧模型如下：
20、pload＝plight+pfire+pmoni+pelse
21、
22、pload表示的总负荷，plight表示照明负荷，pfire表示消防负荷，pmoni表示监控设备负荷，pelse表示其他形式负荷，psin表示照明电光源功率；
23、步骤s13中构建电储能设备模型如下：
24、es(t)＝(1-λs)es(t-1)+δt[ηchargepcharge(t)-pdischarge(t)/ηdischarge]；
25、其中，es(t)表示t时的电储能容量，ηcharge表示电储能设备的充电效率、pcharge(t)表示电储能设备的充电功率、pdischarge(t)表示电储能设备的放电功率、ηdischarge表示电储能设备的放电效率，λs表示蓄电池的自损系数；
26、步骤s13中电储能模型约束条件设置如下：
27、0≤pdischarge≤εdischargeemax
28、0≤pcharge≤εchargeemax
29、βminemax≤es(t)≤βmaxemax
30、其中，εcharge是储能装置的最大充电能率，εdischarge是储能装置的最大放电能率，βmin是最小储能系数，βmax是最大储能系数。
31、进一步地，步骤s2具体步骤如下：
32、s21.以高速公路使用的蓄电池作为电储能设备；
33、s22.以蓄电池一个周期各时段的电能储量作为决策变量，以周期内的单位时间作为决策变量的维度；
34、s23.以新能源发电成本、电储能设备运维成本以及购电成本的和作为目标构建经济性目标函数；
35、s24.以购电产生碳排放、储电平衡约束以及用电平衡约束的和作为目标构建环保性目标函数；
36、s25.划定电储能设备运行所需充电功率约束条件、放电功率约束条件以及电储能容量约束条件作为多目标优化模型的第一约束条件；
37、s26.划定环保性目标函数的储电能平衡约束及用电平衡约束的惩罚项作为多目标优化模型的第二约束条件；
38、s27.划定市电供电网络的节点功率平衡、电源出力上下限平衡、节点电压平衡、线路传输功率平衡作为目标优化模型的第三约束条件。
39、进一步地，步骤s23中构建的经济性目标函数如下：
40、
41、其中，cpv是光伏运维成本，与光伏发电的功率相关关，ppv(t)是t时刻光伏发电的功率，csoc是蓄电池的运维成本，|pes(t)|是t时刻蓄电池充/放电功率，充能取负，放能取正，se(t)是市电价格，共分为平峰谷三个分段价格，单位为元/kwh，pgrid(t)是系统向电网购买的电量，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高速公路综合能源系统的多目标优化调度方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的高速公路综合能源系统的多目标优化调度方法，其特征在于，步骤S1具体步骤如下：
3.如权利要求2所述的高速公路综合能源系统的多目标优化调度方法，其特征在于，步骤S11中当目标高速公路设定范围内存在光伏发电系统，则建立光伏发电系统模型，具体步骤如下：
4.如权利要求1所述的高速公路综合能源系统的多目标优化调度方法，其特征在于，步骤S2具体步骤如下：
5.如权利要求4所述的高速公路综合能源系统的多目标优化调度方法，其特征在于，步骤S23中构建的经济性目标函数如下：
6.如权利要求4所述的高速公路综合能源系统的多目标优化调度方法，其特征在于，步骤S24中构建的环保性目标函数如下：
7.如权利要求4所述的高速公路综合能源系统的多目标优化调度方法，其特征在于，步骤S25中，第一约束条件为电储能模型约束条件：
8.如权利要求1所述的高速公路综合能源系统的多目标优化调度方法，其特征在于，步骤S3具体步骤如下：>
9.如权利要求8所述的高速公路综合能源系统的多目标优化调度方法，其特征在于，步骤S31中使用作为约束条件的差分算子进行修复公式如下：
10.如权利要求1所述的高速公路综合能源系统的多目标优化调度方法，其特征在于，步骤S4具体步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种高速公路综合能源系统的多目标优化调度方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的高速公路综合能源系统的多目标优化调度方法，其特征在于，步骤s1具体步骤如下：
3.如权利要求2所述的高速公路综合能源系统的多目标优化调度方法，其特征在于，步骤s11中当目标高速公路设定范围内存在光伏发电系统，则建立光伏发电系统模型，具体步骤如下：
4.如权利要求1所述的高速公路综合能源系统的多目标优化调度方法，其特征在于，步骤s2具体步骤如下：
5.如权利要求4所述的高速公路综合能源系统的多目标优化调度方法，其特征在于，步骤s23中构建的经济性目标函数如下：
...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪明，朱亚伦，王哲，闫金娣，刘宽，
申请(专利权)人：山东正晨科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。