【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及微電網控制，尤其是涉及微電網場景下的多目標約束規(guī)劃控制方法、系統(tǒng)和介質。
技術介紹
1、微電網是指由分布式電源設備、儲能設備、負載設備、能量轉換設備及其相應的監(jiān)測控制系統(tǒng)等組成并與電網連接的小型能源產出消納系統(tǒng)，因其具有對風電、光伏等小型分布式能量的高效消納、安全可靠、對環(huán)境綠色友好、運行成本低廉等優(yōu)點而受到了廣泛關注并越來越多地得到了落地應用。
2、微電網的能量監(jiān)測管理控制系統(tǒng)是微電網安全穩(wěn)定運行的核心，但因為微電網系統(tǒng)結構相對復雜，系統(tǒng)運行的目標也不盡相同，因而在微電網能量調度管理方面沒有統(tǒng)一的理論框架和實踐樣板，導致實際微電網的落地實現面臨諸多困難，如因微電網結構復雜無法實現對能量的統(tǒng)一調度管理、因設定規(guī)則無法囊括所有可能情況而導致無法實現對微電網內部能量的高效利用和精準調控等。
3、現有的針對微電網的解決方案大多為基于每個微電網系統(tǒng)的結構及運行目標，設計并制定一套具體運行規(guī)則，即確定各設備類型在不同工況下應當執(zhí)行的具體動作。此種方法實現較為簡單，但存在的主要問題是無法制定出一套可兼容多種工況的運行規(guī)則，無法實現對微電網內各設備的精準控制、無法實現微電網系統(tǒng)內部能量高效利用的目標，同時因沒有考慮微電網系統(tǒng)內部各設備自身的物理屬性約束導致所設定的運行規(guī)則在一些情況下無法達成預定目標。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于克服上述技術不足，提出微電網場景下的多目標約束規(guī)劃控制方法、系統(tǒng)和介質，解決現有技術中針對微電網的解決方案無法兼容多種工
2、為達到上述技術目的，第一方面，本專利技術的技術方案提供一種微電網場景下的多目標約束規(guī)劃控制方法，包括以下步驟：
3、對實際物理場景中的各個系統(tǒng)組件進行抽象建模得到多目標約束規(guī)劃控制模型，所述系統(tǒng)組件包括：變壓器、儲能、電源和負載，定義所述系統(tǒng)組件的模型決策變量；
4、獲取控制決策目標，所述控制決策目標包括：消納系統(tǒng)內部電源設備產生的能量、降低系統(tǒng)整體運行的經濟成本、各儲能設備執(zhí)行人為下發(fā)的目標功率指令；
5、設置所述控制決策目標的優(yōu)先級順序；
6、基于系統(tǒng)運行的實際物理約束和業(yè)務約束，建立關于每個所述系統(tǒng)組件的約束不等式組；
7、基于所述控制決策目標關于所述模型決策變量的函數表達式和每個所述系統(tǒng)組件的約束不等式組，構建多目標混合整數約束優(yōu)化模型；
8、求解所述多目標混合整數約束優(yōu)化模型，得到所述多目標混合整數約束優(yōu)化模型的最優(yōu)解，基于所述最優(yōu)解生成對各個所述系統(tǒng)組件的控制指令。
9、與現有技術相比，本專利技術提供的微電網場景下的多目標約束規(guī)劃控制方法的有益效果包括：
10、本專利技術的微電網場景下的多目標約束規(guī)劃控制方法，實現對實際物理場景中的各個系統(tǒng)組件進行抽象建模得到多目標約束規(guī)劃控制模型，能夠適用于不同工況下的微電網場景，由于微電網場景常見的系統(tǒng)組件為變壓器、儲能、電源和負載，所以基于不同系統(tǒng)組件的不同連接關系和數量即可生成對應的多目標約束規(guī)劃控制模型，適用性極廣。
11、然后，獲取控制決策問題，控制決策問題為微電網內部能量的高效利用和精準調控，基于所述控制決策問題生成多個控制決策目標；設置所述控制決策目標的優(yōu)先級順序，并建立每個所述控制決策目標關于所述模型決策變量的函數表達式，由于控制決策問題也只會是常見的幾個目標，所以只需要根據控制決策問題設定合理的控制決策目標，一般可以包括：消納系統(tǒng)內部電源設備產生的能量、降低系統(tǒng)整體運行的經濟成本、各儲能設備執(zhí)行目標功率指令，并設置所述控制決策目標的優(yōu)先級順序，即可基于每個所述控制決策目標設定函數表達式。
12、基于系統(tǒng)運行的實際物理約束和業(yè)務約束，建立關于每個所述系統(tǒng)組件的約束不等式組；最后就可以基于所述控制決策目標對應的函數表達式和每個所述系統(tǒng)組件的約束不等式組構建多目標混合整數約束優(yōu)化模型，得到所述多目標混合整數約束優(yōu)化模型的最優(yōu)解，基于所述最優(yōu)解生成對各個所述系統(tǒng)組件的控制指令，通過控制指令對系統(tǒng)組件的工作狀態(tài)進行控制，即可實現控制決策目標，解決控制決策問題。
13、本專利技術建立了對多電源、多儲能設備、多變壓器結構的微電網的控制決策模型，通過運籌優(yōu)化方法解決了微電網場景下的復雜決策問題；本專利技術可以在不違背微電網系統(tǒng)各物理及業(yè)務約束的條件下，最大化系統(tǒng)內部電源的能量利用，同時可通過對系統(tǒng)內各用電設備用電功率的實時監(jiān)測，動態(tài)調整的其他可控各設備發(fā)電和充放電功率，盡可能降低從系統(tǒng)外部(電網)獲取的電能量，從而最小化系統(tǒng)運行的經濟成本；本專利技術可以通過調整約束參數等方式實現對系統(tǒng)內部可控電源、儲能等的精確控制，對復雜結構下的微電網進行靈活的能量管理。本專利技術能夠實現對微電網內各設備的精準控制和微電網系統(tǒng)內部能量高效利用的目標。
14、根據本專利技術的一些實施例，所述多目標約束規(guī)劃控制模型包括：一級變壓器，上端與電網電連接，下端電連接有多個二級變壓器，二級變壓器下端電連接有負載設備、儲能設備和電源設備。
15、根據本專利技術的一些實施例，所述系統(tǒng)組件的模型決策變量包括：
16、n：二級變壓器數量；
17、t0：唯一的一級變壓器的高壓側功率；
18、ti(i＝1,2,…,n)：掛載在一級變壓器下的二級變壓器i的高壓側功率；
19、τi(i＝1,2,…,n)：二級變壓器i上的電能量流向，包括正向和負向；
20、sij(i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,nis)：二級變壓器i下掛載的儲能j的交流側功率，nis為二級變壓器i下掛載的儲能設備數量；
21、δij(i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,nis)：二級變壓器i下儲能j的電能流向，包括：正向充電和負向放電；
22、pik(i＝1,2,…,n；k＝1,2,…,nip)：二級變壓器i下掛載的電源k的交流側功率，nip為二級變壓器i下掛載的電源設備數量；
23、二級變壓器i下掛載的電源k的控制屬性；
24、lim(i＝1,2,…,n；m＝1,2，…,nil)：二級變壓器i下掛載的負載m的交流側功率，nil為二級變壓器m下掛載的負載設備數量。
25、根據本專利技術的一些實施例，設置所述控制決策目標的優(yōu)先級順序，包括步驟：
26、對不同的所述控制決策目標設置不同的權重系數，將多目標決策問題轉換為由不同權重的單目標加權和組成的單目標問題，各所述控制決策目標權重由具體場景下每個目標的重要性確定，對期望優(yōu)先達成的目標設置更高的權重值。
27、根據本專利技術的一些實施例，充分消納系統(tǒng)內部電源設備產生的能量為進行系統(tǒng)決策的第一優(yōu)先級目標，數學表達式為：
28、
29、其中，o1表示系統(tǒng)各電源設備的輸出功率之和；
30、降低系統(tǒng)整體運行的經濟成本為進行本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種微電網場景下的多目標約束規(guī)劃控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種微電網場景下的多目標約束規(guī)劃控制方法，其特征在于，所述多目標約束規(guī)劃控制模型包括：一級變壓器，上端與電網電連接，下端電連接有多個二級變壓器，二級變壓器下端電連接有負載設備、儲能設備和電源設備。
3.根據權利要求2所述的一種微電網場景下的多目標約束規(guī)劃控制方法，其特征在于，所述系統(tǒng)組件的模型決策變量包括：
4.根據權利要求3所述的一種微電網場景下的多目標約束規(guī)劃控制方法，其特征在于，設置所述控制決策目標的優(yōu)先級順序，包括步驟：
5.根據權利要求4所述的一種微電網場景下的多目標約束規(guī)劃控制方法，其特征在于，消納系統(tǒng)內部電源設備產生的能量為進行系統(tǒng)決策的第一優(yōu)先級目標，數學表達式為：
6.根據權利要求1所述的一種微電網場景下的多目標約束規(guī)劃控制方法，其特征在于，在基于所述最優(yōu)解生成對各個所述系統(tǒng)組件的控制指令之后，包括步驟：
7.根據權利要求1所述的一種微電網場景下的多目標約束規(guī)劃控制方法，其特征在于，求解所述多目
8.一種微電網場景下的多目標約束規(guī)劃控制系統(tǒng)，其特征在于，應用于如權利要求1至7中任意一項所述的微電網場景下的多目標約束規(guī)劃控制方法，包括：
9.根據權利要求8所述的一種微電網場景下的多目標約束規(guī)劃控制系統(tǒng)，其特征在于，所述指令生成模塊包括：求解單元，用于求解所述多目標混合整數約束優(yōu)化模型，所述求解單元為以下任意一種：SCIP求解器、CPLEX求解器、GUROBI求解器或COPT求解器。
10.一種可讀存儲介質，其特征在于，所述可讀存儲介質上存儲程序或指令，所述程序或指令被處理器執(zhí)行時實現如權利要求1-7中任意一項所述的微電網場景下的多目標約束規(guī)劃控制方法。
...【技術特征摘要】
1.一種微電網場景下的多目標約束規(guī)劃控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種微電網場景下的多目標約束規(guī)劃控制方法，其特征在于，所述多目標約束規(guī)劃控制模型包括：一級變壓器，上端與電網電連接，下端電連接有多個二級變壓器，二級變壓器下端電連接有負載設備、儲能設備和電源設備。
3.根據權利要求2所述的一種微電網場景下的多目標約束規(guī)劃控制方法，其特征在于，所述系統(tǒng)組件的模型決策變量包括：
4.根據權利要求3所述的一種微電網場景下的多目標約束規(guī)劃控制方法，其特征在于，設置所述控制決策目標的優(yōu)先級順序，包括步驟：
5.根據權利要求4所述的一種微電網場景下的多目標約束規(guī)劃控制方法，其特征在于，消納系統(tǒng)內部電源設備產生的能量為進行系統(tǒng)決策的第一優(yōu)先級目標，數學表達式為：
6.根據權利要求1所述的一種微電網場景下的多目標約束規(guī)劃控制方法，其...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：馬興，張毅，康榮，王鵬，張東寧，姜玲，
申請(專利權)人：杭州輕舟科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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