【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種考慮調(diào)節(jié)成本優(yōu)化的儲(chǔ)能集群協(xié)同控制方法及裝置，屬于電力系統(tǒng)運(yùn)行控制。
技術(shù)介紹
1、隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步，對(duì)化石能源的耗用日益增長(zhǎng)，但是化石能源難以再生，長(zhǎng)期使用還會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的污染。因此，尋找并利用可再生的清潔能源已經(jīng)迫在眉睫。其中，以太陽能利用為代表的分布式光伏發(fā)電技術(shù)成為當(dāng)前研究與應(yīng)用的重點(diǎn)。光伏發(fā)電技術(shù)具有低碳環(huán)保，容易維護(hù)、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)受太陽能光照資源的影響，光伏發(fā)電出力呈現(xiàn)很強(qiáng)的間歇性、隨機(jī)性和波動(dòng)性，從而導(dǎo)致高比例分布式光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)潮流在時(shí)空上呈現(xiàn)嚴(yán)重的不均勻分布：在低谷時(shí)段網(wǎng)絡(luò)設(shè)備利用率不高；而在一些高峰時(shí)段會(huì)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備重載或阻塞問題的產(chǎn)生。因此，在一定的經(jīng)濟(jì)成本約束條件下，如何利用儲(chǔ)能集群協(xié)同控制來優(yōu)化配電網(wǎng)絡(luò)的潮流分布，實(shí)現(xiàn)光伏的高效消納和系統(tǒng)的安全運(yùn)行成為當(dāng)前研究和關(guān)注的熱點(diǎn)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種考慮調(diào)節(jié)成本優(yōu)化的儲(chǔ)能集群協(xié)同控制方法及裝置，計(jì)及儲(chǔ)能的充放電成本、網(wǎng)絡(luò)損耗成本、安全越限成本和棄光限電成本，以最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)代價(jià)實(shí)現(xiàn)高比例分布式光伏接入下有源配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓、線路功率的優(yōu)化。
2、本專利技術(shù)的目的通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
3、一種考慮調(diào)節(jié)成本優(yōu)化的儲(chǔ)能集群協(xié)同控制方法，包括以下步驟：
4、步驟1：定義含儲(chǔ)能系統(tǒng)的有源配電網(wǎng)調(diào)節(jié)控制成本目標(biāo)函數(shù)：
5、含儲(chǔ)能系統(tǒng)的有源配電網(wǎng)調(diào)節(jié)控制成本為：
6、
7、式中，
8、(1)網(wǎng)絡(luò)損耗成本由線路損耗成本和電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)成本組成，即
9、
10、式中，ploss表示線路的損耗，v表示電價(jià),t為調(diào)節(jié)控制周期，c5表示系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)成本；
11、(2)儲(chǔ)能調(diào)節(jié)成本由儲(chǔ)能裝置的充電損耗成本和放電損耗成本組成，即
12、
13、式中，α、β分別為儲(chǔ)能充電損耗成本系數(shù)、儲(chǔ)能放電損耗成本系數(shù)；pdis、psto分別為儲(chǔ)能釋放電能、儲(chǔ)能接收電能；
14、(3)有源配電網(wǎng)的安全越限懲罰成本為：
15、
16、式中，γc為超限的懲罰費(fèi)用，η為系統(tǒng)超限時(shí)的最大負(fù)載率；
17、(4)棄光限電成本的表達(dá)式為
18、
19、式中，γpv表示棄光的懲罰費(fèi)用；pf表示光伏的預(yù)測(cè)出力；pt表示光伏的實(shí)際出力；因此，使總成本最小化的目標(biāo)函數(shù)為：
20、
21、步驟2：定義有源配電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行約束條件
22、(1)系統(tǒng)能量平衡約束：
23、pw+pdis+pt＝pl+psto???(7)
24、在有源配電網(wǎng)絡(luò)中，電源輸入包括分布式光伏輸出能量pw、儲(chǔ)能系統(tǒng)釋放的能量pdis，外部公共電網(wǎng)提供能量pt，電能消耗包括常規(guī)電力負(fù)荷pl和儲(chǔ)能系統(tǒng)的充電量psto；能量平衡約束條件如式(7)所示，表現(xiàn)為電能的供需平衡；
25、(2)分布式光伏發(fā)電出力上下限約束：
26、pw,min≤pw≤pw,max???(8)
27、(3)儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電功率約束：
28、0≤pdis≤pdis,max???(9)
29、0≤psto≤psto,max???(10)
30、式中,pdis,max和psto,max分別為儲(chǔ)能設(shè)備放電和充電的出力上限；
31、(4)儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電行為約束：
32、s0＝st???(11)
33、pdis·psto＝0???(12)
34、smin≤s0+psto-pdis≤smax???(13)
35、式中,smin與smax分別為儲(chǔ)能設(shè)備容量的下限、上限；式(11)約束儲(chǔ)能設(shè)備在一個(gè)調(diào)度周期后的存儲(chǔ)水平st仍能回到初始存儲(chǔ)水平s0，防止下一調(diào)度周期的能量供應(yīng)不足；式(12)限制儲(chǔ)能設(shè)備不能同時(shí)進(jìn)行充放電行為，防止其干擾電力系統(tǒng)頻率；式(13)限制儲(chǔ)能設(shè)備荷電狀態(tài)，避免過度充放電導(dǎo)致設(shè)備壽命縮短；
36、(5)母線電壓約束：
37、umin≤u≤umax???(14)
38、式中，umin和umax分別代表母線電壓的下限、上限，u為母線電壓水平；
39、(6)線路潮流約束：
40、0≤u1≤u'max???(15)
41、0≤p1≤pmax???(16)
42、式中，u1是節(jié)點(diǎn)電壓，p1是線路的功率；u'max，pmax分別代表線路電壓上限、線路功率上限；
43、步驟3：基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法，優(yōu)化配電網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)電壓和線路功率
44、強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法用馬爾科夫決策過程來描述，由一個(gè)包含狀態(tài)空間s，動(dòng)作空間a，獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù)r，動(dòng)作概率p和折扣因子γ的五元組構(gòu)成；
45、狀態(tài)空間s：包括儲(chǔ)能系統(tǒng)在某一時(shí)刻的充放電狀態(tài)、配電網(wǎng)的負(fù)荷需求和線路潮流分布；
46、動(dòng)作空間a：包括儲(chǔ)能系統(tǒng)的充電動(dòng)作、放電動(dòng)作，配電網(wǎng)能源調(diào)度動(dòng)作，節(jié)點(diǎn)電壓的調(diào)節(jié)；
47、獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù)r：設(shè)定為有源配電網(wǎng)總成本的負(fù)值，即負(fù)成本反映為正的獎(jiǎng)勵(lì)值：
48、r(s)＝-f???(17)
49、動(dòng)作概率p：表示有源配電網(wǎng)在某個(gè)狀態(tài)下采取相應(yīng)動(dòng)作的概率，以ε-貪婪策略來確定動(dòng)作概率；
50、折扣因子γ：該參數(shù)在[0，1]范圍內(nèi)，用于賦予獎(jiǎng)勵(lì)貼現(xiàn)能力，即γ的值越大，決策越看重長(zhǎng)期獎(jiǎng)勵(lì)，反之，則以即時(shí)獎(jiǎng)勵(lì)為主。
51、算法具體步驟如下：
52、(1)定義強(qiáng)化學(xué)習(xí)的動(dòng)作價(jià)值函數(shù)
53、使用q學(xué)習(xí)算法，采用動(dòng)作價(jià)值函數(shù)q(st,at)來衡量遵循策略并于所處狀態(tài)所執(zhí)行的動(dòng)作的優(yōu)劣；在q學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)里，配電網(wǎng)中每一個(gè)狀態(tài)-動(dòng)作都對(duì)應(yīng)一個(gè)q值；
54、
55、式中st是t時(shí)刻對(duì)應(yīng)的配電網(wǎng)狀態(tài)，at代表t時(shí)刻下配電網(wǎng)所采取的動(dòng)作，eπ表示針對(duì)策略π所求的期望值，γ表示折扣因子，rk為第k步動(dòng)作后所獲得的及時(shí)獎(jiǎng)勵(lì)，s0，a0為配電網(wǎng)的初始狀態(tài)和初始動(dòng)作；在初始階段，將q值初始化為0；
56、(2)采用ε-貪婪策略選擇動(dòng)作
57、π*(s)＝(1-ε)δ(a*-a)+ε/|a|???(19)
58、式中，π*(s)表示在給定配電網(wǎng)狀態(tài)s下智能體選擇動(dòng)作的策略；δ是克羅內(nèi)克函數(shù)，當(dāng)其參數(shù)相等時(shí)，它等于1，否則等于0；a*是在狀態(tài)s下使獎(jiǎng)勵(lì)值最大的動(dòng)作；|a|是動(dòng)作集合a中動(dòng)作的總數(shù)；δ(a*-a)在a＝a*時(shí)為1，否則為0，表示以概率1-ε選擇最優(yōu)動(dòng)作a*；ε/|a|表示以ε的概率均勻隨機(jī)選擇動(dòng)作集合a中的任何一個(gè)動(dòng)作；
59、(3)對(duì)q值進(jìn)行更新迭代：
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1.一種考慮調(diào)節(jié)成本優(yōu)化的儲(chǔ)能集群協(xié)同控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.一種考慮調(diào)節(jié)成本優(yōu)化的儲(chǔ)能集群協(xié)同控制裝置，其特征在于，包括：處理器以及存儲(chǔ)器，處理器與存儲(chǔ)器相連，存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)所述處理器的可執(zhí)行指令，所述處理器配置為經(jīng)由執(zhí)行所述可執(zhí)行指令來執(zhí)行權(quán)利要求1所述的一種考慮調(diào)節(jié)成本優(yōu)化的儲(chǔ)能集群協(xié)同控制方法。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種考慮調(diào)節(jié)成本優(yōu)化的儲(chǔ)能集群協(xié)同控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.一種考慮調(diào)節(jié)成本優(yōu)化的儲(chǔ)能集群協(xié)同控制裝置，其特征在于，包括：處理器以及存儲(chǔ)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐藝敏，朱文韜，周楊，劉林，李剛，杜煒凝，李驍，曹毅，李梓丘，岳帥，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司鎮(zhèn)江供電分公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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