本發(fā)明屬于電力優(yōu)化，具體的說是居配臺(tái)區(qū)的光儲(chǔ)充協(xié)同優(yōu)化方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，分布式光伏發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)和電動(dòng)汽車充電樁在配電網(wǎng)中的應(yīng)用越來越廣泛。傳統(tǒng)的配電網(wǎng)主要用于單向電力傳輸，而在新能源和分布式電源的大量接入后，配電網(wǎng)面臨著諸多挑戰(zhàn)，如電壓波動(dòng)、負(fù)載不平衡、局部過載等問題，同時(shí)，隨著電動(dòng)汽車的普及，充電負(fù)荷的增加對(duì)配電網(wǎng)也提出了更高的要求。

2、在此背景下，光伏發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)和充電樁的協(xié)同優(yōu)化成為解決配電網(wǎng)壓力的一種有效手段，通過將光伏發(fā)電、儲(chǔ)能和充電負(fù)荷進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，可以提高能源的利用效率，降低配電網(wǎng)的運(yùn)行壓力，但存在很多問題：1）分布式能源接入的協(xié)調(diào)問題，由于光伏發(fā)電的間歇性和波動(dòng)性，單獨(dú)的光伏發(fā)電系統(tǒng)容易導(dǎo)致配電網(wǎng)電壓波動(dòng)；2）電動(dòng)汽車充電對(duì)配電網(wǎng)的沖擊問題，電動(dòng)汽車的集中充電可能導(dǎo)致局部區(qū)域的負(fù)載過大；3）能源利用效率問題，如何提高光伏發(fā)電的自消納率、減少棄光率。

3、如授權(quán)公告號(hào)為cn117254526b的中國專利公開了一種光儲(chǔ)充檢微電網(wǎng)一體站能源協(xié)同優(yōu)化控制方法，應(yīng)用于光儲(chǔ)充電站技術(shù)領(lǐng)域。包括以下步驟：采集負(fù)荷數(shù)據(jù)和光伏系統(tǒng)的發(fā)電功率數(shù)據(jù)；基于變壓器的歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)建立不同時(shí)間段內(nèi)的負(fù)荷模型；基于歷史發(fā)電功率數(shù)據(jù)建立光伏系統(tǒng)在不同時(shí)間段內(nèi)的發(fā)電模型；將變壓器的負(fù)荷模型分別與對(duì)應(yīng)時(shí)間段的發(fā)電模型、預(yù)設(shè)儲(chǔ)能系統(tǒng)輸出功率進(jìn)行比較；基于比較結(jié)果、集合電價(jià)時(shí)間以及光伏系統(tǒng)的實(shí)時(shí)發(fā)電功率切換不同的工作模式，調(diào)節(jié)光伏系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)和電網(wǎng)的工作狀態(tài)。該發(fā)明通過切換不同的工作模式提高了光儲(chǔ)充檢微電網(wǎng)一體站的電能利用效率。

4、如授權(quán)公告號(hào)為cn111900727b的中國專利公開了一種基于pso的光儲(chǔ)充換一體化充電站協(xié)同優(yōu)化調(diào)度方法和裝置，方法包括以下步驟：獲取光儲(chǔ)充換一體化充電站內(nèi)各光伏發(fā)電模塊、能量儲(chǔ)存模塊和電動(dòng)汽車充換電模塊的測點(diǎn)信息；根據(jù)獲取的信息建立協(xié)同調(diào)度策略模型，協(xié)同調(diào)度策略模型包括實(shí)現(xiàn)光儲(chǔ)充換一體化充電站運(yùn)行成本最小的目標(biāo)函數(shù)和約束條件；通過粒子群算法對(duì)協(xié)同調(diào)度策略模型進(jìn)行求解；根據(jù)求得的最優(yōu)解制定光儲(chǔ)充換一體化充電站的電網(wǎng)電力輸入及儲(chǔ)能出力計(jì)劃。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該發(fā)明針對(duì)充電站內(nèi)各模塊在運(yùn)作時(shí)的協(xié)同控制特性對(duì)各模塊的出力進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化調(diào)度，有效減少了一體化充電站對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，同時(shí)也保證了一體化充電站自身的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

5、上述專利的缺陷：1）未能充分考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化，可能會(huì)影響整體能源協(xié)同優(yōu)化的效果；2）簡單的時(shí)間集合切換策略可能無法充分應(yīng)對(duì)，導(dǎo)致未能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的能源調(diào)度和成本控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了居配臺(tái)區(qū)的光儲(chǔ)充協(xié)同優(yōu)化方法及系統(tǒng)，通過光儲(chǔ)充協(xié)同優(yōu)化，可以有效緩解光伏發(fā)電帶來的電壓波動(dòng)，減少配電網(wǎng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，提高配電網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、居配臺(tái)區(qū)的光儲(chǔ)充協(xié)同優(yōu)化方法，包括：

4、采集居配臺(tái)區(qū)內(nèi)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；

5、對(duì)采集的居配臺(tái)區(qū)內(nèi)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，建立居配臺(tái)區(qū)的第一預(yù)測模型、第二預(yù)測模型和第三預(yù)測模型；

6、設(shè)定優(yōu)化目標(biāo)，建立多目標(biāo)優(yōu)化模型；

7、設(shè)定多目標(biāo)優(yōu)化模型的約束條件，對(duì)多目標(biāo)優(yōu)化模型進(jìn)行約束，并對(duì)多目標(biāo)優(yōu)化模型進(jìn)行求解；

8、根據(jù)優(yōu)化模型的輸出，配置光伏、儲(chǔ)能和充電設(shè)備的容量與位置，優(yōu)化配電網(wǎng)改造方案。

9、具體的，所述建立居配臺(tái)區(qū)的第一預(yù)測模型、第二預(yù)測模型和第三預(yù)測模型，包括：

10、建立第一預(yù)測模型，對(duì)居配臺(tái)區(qū)未來的電力需求進(jìn)行預(yù)測，具體公式為：

11、，

12、其中，pload(t)表示居配臺(tái)區(qū)的負(fù)荷預(yù)測模型，pload(t-1)表示t-1時(shí)刻居配臺(tái)區(qū)的歷史負(fù)荷，pload(t-24)表示前一天t時(shí)刻居配臺(tái)區(qū)的負(fù)荷數(shù)據(jù)，t(t)表示t時(shí)刻居配臺(tái)區(qū)的環(huán)境溫度，h(t)表示t時(shí)刻居配臺(tái)區(qū)的相對(duì)濕度，d(t)表示t時(shí)刻居配臺(tái)區(qū)的日照強(qiáng)度，、、、和表示模型的回歸系數(shù)，表示隨機(jī)誤差項(xiàng)；

13、建立第二預(yù)測模型，對(duì)時(shí)刻t時(shí)的光伏發(fā)電功率進(jìn)行預(yù)測，具體公式為：

14、，

15、其中，ppv(t)表示時(shí)刻t的光伏發(fā)電功率預(yù)測值，g(t)表示時(shí)刻t的太陽輻照度，a表示光伏組件的有效面積，表示光伏組件的初始效率，表示溫度系數(shù)，tcell(t)表示時(shí)刻t時(shí)光伏組件的實(shí)際溫度，tref表示參考溫度，表示t時(shí)刻太陽光入射角；

16、建立第三預(yù)測模型，對(duì)時(shí)刻t的電車充電功率進(jìn)行預(yù)測，具體公式為：

17、，

18、其中，pchar(t)表示時(shí)刻t的電車充電功率預(yù)測值，n表示居配臺(tái)區(qū)內(nèi)電車的數(shù)量，表示居配臺(tái)區(qū)內(nèi)第i輛電車的充電效率，ci表示居配臺(tái)區(qū)內(nèi)第i輛電車的電池容量，tarr,i表示第i輛電車的預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間，表示居配臺(tái)區(qū)內(nèi)第i輛電車的充電時(shí)間分布寬度參數(shù)。

19、具體的，所述建立多目標(biāo)優(yōu)化模型，包括：

20、多目標(biāo)優(yōu)化模型的具體公式為：

21、，

22、其中，f(x)表示多目標(biāo)優(yōu)化模型，即目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，、、和表示目前權(quán)重因子，ctotal表示運(yùn)營總成本，rpv表示光伏發(fā)電的消納率，xtsta表示光伏發(fā)電穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)差，ctr表示光伏發(fā)電的改造成本函數(shù)。

23、具體的，所述多目標(biāo)優(yōu)化模型的約束條件，包括：

24、電壓約束、功率平衡約束、儲(chǔ)能設(shè)備充放電約束和電車充電約束，電壓約束為大于等于儲(chǔ)能設(shè)備最小電壓和小于等于儲(chǔ)能設(shè)備最大電壓，儲(chǔ)能設(shè)備充放電約束為大于等于零和小于等于儲(chǔ)能設(shè)備的最大容量，電車充電約束為大于等于零和小于等于電車的最大充電功率。

25、具體的，所述對(duì)多目標(biāo)優(yōu)化模型進(jìn)行求解，包括：

26、生成多目標(biāo)優(yōu)化模型的初始解的種群；

27、計(jì)算多目標(biāo)優(yōu)化模型每個(gè)初始解的適應(yīng)度，計(jì)算公式為：

28、，

29、其中，g(x)表示多目標(biāo)優(yōu)化模型第x個(gè)初始解的適應(yīng)度，ctotal(x)表示多目標(biāo)優(yōu)化模型第x個(gè)初始解對(duì)應(yīng)的運(yùn)營總成本，表示多目標(biāo)優(yōu)化模型的初始解的種群中運(yùn)營成本最小值，rpv(x)表示多目標(biāo)優(yōu)化模型第x個(gè)初始解對(duì)應(yīng)的光伏發(fā)電消納率，表示多目標(biāo)優(yōu)化模型的初始解的種群中光伏發(fā)電消納率的最大值，xtsta(x)表示多目標(biāo)優(yōu)化模型第x個(gè)初始解對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)能設(shè)備穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)差，表示多目標(biāo)優(yōu)化模型的初始解的種群中儲(chǔ)能設(shè)備穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)差的最小值，ctr(x)表示多目標(biāo)優(yōu)化模型第x個(gè)初始解對(duì)應(yīng)的光伏發(fā)電改造成本，表示多目標(biāo)優(yōu)化模型的初始解的種群中光伏發(fā)電改造成本的最小值，、、和表示加權(quán)系數(shù)。

30、具體的，所述對(duì)多目標(biāo)優(yōu)化模型進(jìn)行求解，還包括：

31、計(jì)算多目標(biāo)優(yōu)化模型的初始解種群的平均適應(yīng)度gavg和最大適應(yīng)度gmax，對(duì)多目標(biāo)優(yōu)化模型的初始解進(jìn)行自適應(yīng)交叉和變異操作，并對(duì)多目標(biāo)優(yōu)化模型的初始解種群進(jìn)行迭代更新；

32、若在迭代過程中適應(yīng)度值滿足設(shè)置的適應(yīng)度閾值時(shí)，停止迭代，輸出最優(yōu)解。

33、具體的，所述居配臺(tái)區(qū)內(nèi)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，包括：歷史負(fù)荷數(shù)據(jù)、光伏發(fā)電數(shù)據(jù)、充電數(shù)據(jù)及氣象數(shù)據(jù)。

34、居配臺(tái)區(qū)的光儲(chǔ)充協(xié)同優(yōu)化系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)所述的居配臺(tái)區(qū)的光儲(chǔ)充協(xié)同優(yōu)化方法，包括：數(shù)據(jù)采集模塊，模型建立模塊，目標(biāo)優(yōu)化模塊，約束求解模塊和優(yōu)化改造模塊；

35、所述數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集居配臺(tái)區(qū)內(nèi)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；

36、所述模型建立模塊，用于對(duì)采集的居配臺(tái)區(qū)內(nèi)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，建立居配臺(tái)區(qū)的第一預(yù)測模型、第二預(yù)測模型和第三預(yù)測模型；

37、所述目標(biāo)優(yōu)化模塊，用于設(shè)定優(yōu)化目標(biāo)，建立多目標(biāo)優(yōu)化模型；

38、所述約束求解模塊，用于設(shè)定多目標(biāo)優(yōu)化模型的約束條件，對(duì)多目標(biāo)優(yōu)化模型進(jìn)行約束，并對(duì)多目標(biāo)優(yōu)化模型進(jìn)行求解；

39、所述優(yōu)化改造模塊，用于根據(jù)優(yōu)化模型的輸出，配置光伏、儲(chǔ)能和充電設(shè)備的容量與位置，優(yōu)化配電網(wǎng)改造方案。

40、具體的，所述約束求解模塊，包括：約束單元和求解單元；

41、所述約束單元，用于對(duì)多目標(biāo)優(yōu)化模型進(jìn)行約束，設(shè)置約束條件；

42、所述求解單元，用于對(duì)多目標(biāo)優(yōu)化模型進(jìn)行求最優(yōu)解。

43、一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)居配臺(tái)區(qū)的光儲(chǔ)充協(xié)同優(yōu)化方法的步驟。

44、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，當(dāng)計(jì)算機(jī)指令運(yùn)行時(shí)執(zhí)行居配臺(tái)區(qū)的光儲(chǔ)充協(xié)同優(yōu)化方法的步驟。

45、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

46、1.本發(fā)明提出居配臺(tái)區(qū)的光儲(chǔ)充協(xié)同優(yōu)化方法，通過光儲(chǔ)充協(xié)同優(yōu)化，可以有效緩解光伏發(fā)電帶來的電壓波動(dòng)，減少配電網(wǎng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，提高配電網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

47、2.本發(fā)明提出居配臺(tái)區(qū)的光儲(chǔ)充協(xié)同優(yōu)化方法，通過優(yōu)化儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電優(yōu)化和電動(dòng)汽車的充電優(yōu)化，可以降低配電網(wǎng)的峰值負(fù)荷，減少因高峰期電力需求增加而產(chǎn)生的額外成本。

48、3.本發(fā)明提出居配臺(tái)區(qū)的光儲(chǔ)充協(xié)同優(yōu)化方法，通過對(duì)光伏發(fā)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化調(diào)度，提高光伏發(fā)電的自消納率，減少電力損失，實(shí)現(xiàn)清潔能源的高效利用。