本發(fā)明涉及移動(dòng)式儲(chǔ)能車、配電網(wǎng)應(yīng)急等，尤其涉及一種基于模型優(yōu)化的儲(chǔ)能車調(diào)度系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、移動(dòng)式儲(chǔ)能車由于其靈活性強(qiáng)、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，能夠?yàn)榕潆娋W(wǎng)常態(tài)運(yùn)行提供良好的支撐。在配電網(wǎng)發(fā)生故障的情況下，能夠作為應(yīng)急電源覆蓋故障區(qū)域，為失電用戶進(jìn)行不間斷供電，提升配電網(wǎng)應(yīng)急狀態(tài)下的負(fù)荷供電恢復(fù)能力，優(yōu)化配電網(wǎng)彈性供電。通過儲(chǔ)能車解決電網(wǎng)運(yùn)行中不穩(wěn)定的因素，能夠降低負(fù)荷對(duì)電網(wǎng)的負(fù)面影響，并降低運(yùn)行成本，同時(shí)滿足電網(wǎng)中負(fù)荷的不確定性并減少網(wǎng)絡(luò)傳輸損耗。

2、但是，當(dāng)前對(duì)移動(dòng)式儲(chǔ)能車缺少合理的應(yīng)急調(diào)度策略，主要通過人工進(jìn)行調(diào)度決策，依賴于技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)和判斷，無法達(dá)到快速、準(zhǔn)確、高效調(diào)配的目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的空白和不足，本發(fā)明考慮將大數(shù)據(jù)理論與儲(chǔ)能車調(diào)度相結(jié)合，針對(duì)儲(chǔ)能車調(diào)度的需求，分析了儲(chǔ)能車和電網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)交互關(guān)系，將重載配變、低電壓用戶、光伏出力等數(shù)據(jù)融合集成到統(tǒng)一的平臺(tái)，通過約束條件、目標(biāo)函數(shù)、決策變量確定最佳的儲(chǔ)能車調(diào)度策略，高效實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能車的跟蹤、監(jiān)視及管控，從而提高儲(chǔ)能車運(yùn)營(yíng)質(zhì)量和運(yùn)營(yíng)水平。

2、本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案：

3、一種基于模型優(yōu)化的儲(chǔ)能車調(diào)度系統(tǒng)，包括：采集層、分析層以及調(diào)度層；

4、所述采集層用于采集和保存配電網(wǎng)系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)；

5、所述分析層基于采集層獲取的數(shù)據(jù)，建立基于條件約束的儲(chǔ)能車調(diào)度優(yōu)化策略；

6、所述調(diào)度層根據(jù)分析層提供的策略對(duì)儲(chǔ)能車進(jìn)行調(diào)度，以對(duì)臺(tái)區(qū)變壓器的負(fù)荷進(jìn)行優(yōu)化。

7、進(jìn)一步地，所述采集層采集的數(shù)據(jù)包括：重載配變、低電壓用戶、光伏出力、保電信息和重要負(fù)荷的數(shù)據(jù)；其中重載配變是指線路以及設(shè)備運(yùn)行情況存在是否過載或空載的情況；低電壓用戶是指用戶電壓低于標(biāo)準(zhǔn)電壓的情況；光伏出力是指光伏臺(tái)區(qū)中光伏發(fā)電的情況；保電信息是指線路、配變故障或者檢修進(jìn)行保電的信息；重要負(fù)荷是指重要用戶的保電情況。

8、進(jìn)一步地，所述采集層采集配電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)并傳回調(diào)度分析系統(tǒng)主站。

9、進(jìn)一步地，所述分析層用于完成儲(chǔ)能車的調(diào)度計(jì)劃編制、儲(chǔ)能車狀態(tài)過程控制與管理、電池?cái)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析以及外部系統(tǒng)信息交換；通過將儲(chǔ)能車的電池容量、數(shù)量及約束條件，將各相關(guān)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，形成儲(chǔ)能車管理、指揮與監(jiān)控體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)倉庫內(nèi)所有運(yùn)行儲(chǔ)能車輛的管理。

10、進(jìn)一步地，所述分析層通過決策變量、約束條件和目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建的模型獲得基于條件約束的儲(chǔ)能車調(diào)度優(yōu)化策略；其中，決策變量指儲(chǔ)能車電池容量、數(shù)量，每輛儲(chǔ)能車的電池容量固定，儲(chǔ)能車數(shù)量根據(jù)項(xiàng)目采購數(shù)量固定；約束條件包括電量約束、功率約束、時(shí)段約束、車輛約束以及事件處理優(yōu)先級(jí)；事件處理優(yōu)先級(jí)主要是指根據(jù)制定的事件優(yōu)先程度進(jìn)行調(diào)度儲(chǔ)能車輛，按照重載配變、低電壓用戶、重要負(fù)荷、保電信息根據(jù)設(shè)定權(quán)重影響出車的順序，將包括變臺(tái)負(fù)荷數(shù)據(jù)、事件處理優(yōu)先級(jí)的原始數(shù)據(jù)作為約束條件分析對(duì)象，將數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)入目標(biāo)函數(shù)；目標(biāo)函數(shù)采用臺(tái)區(qū)變壓器負(fù)荷方差。

11、進(jìn)一步地，調(diào)派移動(dòng)儲(chǔ)能車承擔(dān)臺(tái)區(qū)變壓器的部分負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)削峰填谷，在負(fù)荷的高峰時(shí)段移動(dòng)儲(chǔ)能車進(jìn)行放電，負(fù)荷低谷時(shí)段移動(dòng)儲(chǔ)能車進(jìn)行充電，以降低負(fù)荷峰值或波動(dòng)，根據(jù)事件處理的優(yōu)先等級(jí)調(diào)整策略，使得移動(dòng)儲(chǔ)能車在各個(gè)時(shí)段進(jìn)行充電、放電或無動(dòng)作，對(duì)臺(tái)區(qū)變壓器進(jìn)行負(fù)荷優(yōu)化。

12、進(jìn)一步地，在所述分析層，基于電網(wǎng)參數(shù)，建立基于條件約束的儲(chǔ)能車調(diào)度優(yōu)化，并設(shè)置目標(biāo)函數(shù)如下：

13、將每日24小時(shí)按照每15分鐘劃分成96個(gè)時(shí)段，采用臺(tái)區(qū)變壓器負(fù)荷方差s2作為該負(fù)荷優(yōu)化策略的目標(biāo)函數(shù)，以描述接入移動(dòng)儲(chǔ)能車后臺(tái)區(qū)變壓器實(shí)際負(fù)荷曲線是否平穩(wěn)；由于優(yōu)化后的實(shí)際負(fù)荷、臺(tái)區(qū)變壓器負(fù)荷和移動(dòng)儲(chǔ)能車放電量在確定時(shí)段內(nèi)滿足：

14、

15、確定目標(biāo)函數(shù)為：

16、

17、式中：

18、δt為每個(gè)時(shí)段的時(shí)間間隔；

19、pi為為臺(tái)區(qū)變壓器在每個(gè)時(shí)段的負(fù)荷；

20、ei為每個(gè)時(shí)段移動(dòng)儲(chǔ)能車所需要釋放的電量；

21、為優(yōu)化后的實(shí)際負(fù)荷；

22、考慮移動(dòng)儲(chǔ)能車、時(shí)間優(yōu)先處理級(jí)以及臺(tái)區(qū)變壓器相關(guān)的物理約束產(chǎn)生的約束條件，約束條件如下：

23、1.電量約束

24、(1)放電時(shí)，移動(dòng)儲(chǔ)能車的額定電量需要大于臺(tái)區(qū)變壓器需求的總電量：

25、eo>en??(3)

26、式中：

27、eo為移動(dòng)儲(chǔ)能車的額定容量；

28、en為臺(tái)區(qū)變壓器所需的總電量；

29、(2)移動(dòng)儲(chǔ)能車目前的總電量需要大于等于臺(tái)區(qū)變壓器需求的總電量、移動(dòng)儲(chǔ)能車到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)所需要的電量和移動(dòng)儲(chǔ)能車返程所需要的電量的總和：

30、ez>en+eg+eb??(4)

31、式中：

32、ez為移動(dòng)儲(chǔ)能車當(dāng)前的電量；

33、eg為移動(dòng)儲(chǔ)能車到達(dá)目標(biāo)地點(diǎn)所需要的電量；

34、eb為移動(dòng)儲(chǔ)能車返程所需要的電量；

35、進(jìn)一步求解、變形后得到：

36、

37、2.功率約束

38、(1)為保護(hù)移動(dòng)儲(chǔ)能車進(jìn)行安全放電，移動(dòng)儲(chǔ)能車在每個(gè)時(shí)段的放電功率不大于移動(dòng)儲(chǔ)能車的最大放電功率：

39、

40、式中：

41、為移動(dòng)儲(chǔ)能車的最大放電功率；

42、為移動(dòng)儲(chǔ)能車在每個(gè)時(shí)段的放電功率；

43、(2)每個(gè)時(shí)段移動(dòng)儲(chǔ)能車進(jìn)行恒功率放電；

44、

45、3.時(shí)段約束

46、(1)移動(dòng)儲(chǔ)能車的放電起始時(shí)段約束：

47、1≤tstart≤96??(8)

48、式中：

49、tstart為放電起始時(shí)段：

50、1≤tstop≤96??(9)

51、式中：

52、tstop為放電結(jié)束時(shí)段；

53、(3)移動(dòng)儲(chǔ)能車放電起始終止時(shí)段關(guān)系約束；

54、tstop>tstart??(10)

55、4.車輛約束

56、當(dāng)一輛移動(dòng)儲(chǔ)能車不能滿足臺(tái)區(qū)變壓器負(fù)荷需求時(shí)，則派遣兩輛移動(dòng)儲(chǔ)能車進(jìn)行放電；

57、

58、式中：

59、num為派遣移動(dòng)儲(chǔ)能車的數(shù)量；

60、pmax為臺(tái)區(qū)變壓器可承受的負(fù)荷最大值；

61、5.事件處理優(yōu)先級(jí)約束

62、如果任務(wù)ti為最高優(yōu)先級(jí)，所有資源皆可被調(diào)度，如果ti不是最高優(yōu)先級(jí)，則最高優(yōu)先級(jí)資源不能被調(diào)度；任務(wù)優(yōu)先級(jí)和資源分配關(guān)系為：

63、

64、式中：

65、tqosi為第i項(xiàng)的業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)，按照重要程度分為1～5共5個(gè)等級(jí)，1為最高優(yōu)先級(jí)；

66、rθj為第j個(gè)資源優(yōu)先級(jí)；

67、rωij為第j個(gè)資源執(zhí)行任務(wù)。

68、進(jìn)一步地，所述調(diào)度層根據(jù)分析層下發(fā)的指令調(diào)度儲(chǔ)能車，包括車庫停放、光伏儲(chǔ)能、現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電的相關(guān)動(dòng)作；其中車庫停放是指儲(chǔ)能車無需出車儲(chǔ)能或者發(fā)電，停放在車庫等待下派指令；光伏儲(chǔ)能指儲(chǔ)能車到達(dá)光伏出力超出電網(wǎng)消納線路及負(fù)荷低谷時(shí)間段進(jìn)行儲(chǔ)能；現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電是指到調(diào)度指定的地點(diǎn)進(jìn)行發(fā)電。

69、進(jìn)一步地，所述調(diào)度層首先評(píng)估調(diào)度儲(chǔ)能車的實(shí)際狀態(tài)，移動(dòng)儲(chǔ)能車根據(jù)容量和額定功率的不同分為大、小儲(chǔ)能車，按照車輛的實(shí)時(shí)狀態(tài)分為放電、充電、空閑和故障四種狀態(tài)，根據(jù)臺(tái)區(qū)變壓器所需要的放電量、放電功率和移動(dòng)儲(chǔ)能車狀態(tài)共同選擇合適的移動(dòng)儲(chǔ)能車進(jìn)行放電；調(diào)度層調(diào)派移動(dòng)儲(chǔ)能車對(duì)臺(tái)區(qū)變壓器的負(fù)荷進(jìn)行優(yōu)化，使移動(dòng)儲(chǔ)能車在臺(tái)區(qū)變壓器的負(fù)荷高峰時(shí)期放電，在臺(tái)區(qū)變壓器的負(fù)荷低谷時(shí)期移動(dòng)儲(chǔ)能車充電，以此降低臺(tái)區(qū)變壓器負(fù)荷的波動(dòng)。

70、以及，一種基于模型優(yōu)化的儲(chǔ)能車調(diào)度方法：

71、采集和保存配電網(wǎng)系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)；并基于采集獲取的數(shù)據(jù)，建立基于條件約束的儲(chǔ)能車調(diào)度優(yōu)化策略；用以對(duì)儲(chǔ)能車進(jìn)行調(diào)度，以對(duì)臺(tái)區(qū)變壓器的負(fù)荷進(jìn)行優(yōu)化。

72、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明及其優(yōu)選方案將大數(shù)據(jù)理論與儲(chǔ)能車調(diào)度相結(jié)合，針對(duì)儲(chǔ)能車調(diào)度的需求，分析了儲(chǔ)能車和電網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)交互關(guān)系，將重載配變、低電壓用戶、光伏出力等數(shù)據(jù)融合集成到統(tǒng)一的平臺(tái)，通過約束條件、目標(biāo)函數(shù)、決策變量確定最佳的儲(chǔ)能車調(diào)度策略，高效實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能車的跟蹤、監(jiān)視及管控，從而提高儲(chǔ)能車運(yùn)營(yíng)質(zhì)量和運(yùn)營(yíng)水平。

73、本發(fā)明一方面通過重載配變、低電壓用戶、光伏出力、保電信息、重要負(fù)荷等數(shù)據(jù)的分析模型，通過模型優(yōu)化后可以快速調(diào)度儲(chǔ)能車到應(yīng)急位置，顯著降低因重載配變、用戶低電壓等異常影響電網(wǎng)的運(yùn)行水平，提高電網(wǎng)的可靠性，確保電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行；另一方面通過儲(chǔ)能車解決電網(wǎng)運(yùn)行中不穩(wěn)定的因素，能夠降低負(fù)荷對(duì)電網(wǎng)的負(fù)面影響，并降低運(yùn)行成本，同時(shí)滿足電網(wǎng)中負(fù)荷的不確定性并減少網(wǎng)絡(luò)傳輸損耗。

74、其主要優(yōu)勢(shì)包括：

75、1、工作效率的提升：該系統(tǒng)通過模型優(yōu)化后可以快速調(diào)度儲(chǔ)能車到應(yīng)急位置，顯著降低因重載配變、用戶低電壓等異常影響電網(wǎng)的運(yùn)行水平，提高電網(wǎng)的可靠性，確保電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。

76、2、安全性：該系統(tǒng)能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，制定緊急應(yīng)對(duì)策略，確保電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。