為目標(biāo)函數(shù)f1;聯(lián)絡(luò)線功率瞬時(shí)變化過大將對(duì)大電 網(wǎng)造成沖擊，影響大電網(wǎng)的電能質(zhì)量，因此，以功率裕度波動(dòng)系數(shù)作為目標(biāo)函數(shù)f2; (3) 采用加權(quán)滑動(dòng)平均法，先濾出微電網(wǎng)功率裕度Pgw-Pd的低頻部分，再濾出高頻部 分，最后得到鋰電池和液流電池相應(yīng)的在各個(gè)調(diào)度周期的充放電功率上下限，作為約束條 件之一；同時(shí)，任意時(shí)刻電池的電量不能超過所能儲(chǔ)存能量的上下限，因此以各個(gè)儲(chǔ)能電池 的剩余容量SOCs(t)和SOCB(t)均不越限作為另一約束條件； (4) 計(jì)算單一目標(biāo)下的最優(yōu)解，并得到相應(yīng)的博弈矩陣；微電網(wǎng)能量管理決策者在選 擇微電網(wǎng)多目標(biāo)優(yōu)化運(yùn)行的權(quán)重系數(shù)時(shí)實(shí)際上與隨機(jī)干擾構(gòu)成了一種博弈：決策者既要爭(zhēng) 取每個(gè)目標(biāo)都盡量能達(dá)到最優(yōu)，同時(shí)又要避免隨機(jī)干擾造成收益惡化的情況發(fā)生，因此，將 微電網(wǎng)能量管理者建模為決策者I，將惡化收益的隨機(jī)干擾建模為虛擬決策者II;根據(jù)單 獨(dú)目標(biāo)函數(shù)A的最優(yōu)解X^和目標(biāo)函數(shù)f2的最優(yōu)解X/確定博弈矩陣； (5) 基于二人零和博弈法計(jì)算博弈權(quán)重系數(shù)；先計(jì)算決策者I的期望支付F，建立二人 博弈模型，根據(jù)納什均衡存在的充要條件，將上述博弈問題的求解等價(jià)于求解如下兩個(gè)線 性原始-對(duì)偶問題，最終確定各個(gè)目標(biāo)的權(quán)重系數(shù)λi，i= 1，2 ; (6) 基于線性加權(quán)法將原多目標(biāo)優(yōu)化問題等價(jià)為單目標(biāo)優(yōu)化問題模型，從而求解該多 目標(biāo)優(yōu)化模型，確定各個(gè)調(diào)度周期的潮流分布，并根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻所處的時(shí)間對(duì)于微電網(wǎng)的 運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)度。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的優(yōu)化方法，其特征在于，步驟（1)的初始化數(shù)據(jù)為各個(gè)調(diào)度周 期內(nèi)實(shí)時(shí)的負(fù)荷數(shù)據(jù)Pd(t)，光伏發(fā)電功率的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)Pgw(t)，當(dāng)?shù)貙?shí)時(shí)電價(jià)c(t)，以及液 流電池的最高充放電功率限制土Ps_和鋰電池的最高充放電功率限制土Pb_，電池功率為 正表;^充電，功率為負(fù)表不放電。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的優(yōu)化方法，其特征在于，步驟（2)目標(biāo)函數(shù)"和匕的確定方 法如下： 以微電網(wǎng)從大電網(wǎng)的購電費(fèi)用為目標(biāo)函數(shù)： I -[以功率裕度波動(dòng)系數(shù)作為目標(biāo)函數(shù)：其中，T為調(diào)度周期，Δt為時(shí)間間隔，Δt= 24/T(單位：小時(shí)），t表示第t/Δt次調(diào) 度的決策時(shí)刻，c(t)為時(shí)間段[t，t+At]的實(shí)時(shí)電價(jià)，P_(t)為微電網(wǎng)與大電網(wǎng)之間的聯(lián) 絡(luò)線功率： P·⑴=Pg* ⑴ _Pd (t) _PS (t) _PB ⑴ 式中，Pd(t)為t時(shí)刻的負(fù)荷需求，Ps(t)為液流儲(chǔ)能電池在t時(shí)刻的儲(chǔ)能功率，PB(t) 為鋰電池在t時(shí)刻的儲(chǔ)能功率，ρ^α)為光伏向微電網(wǎng)提供的出力。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的優(yōu)化方法，其特征在于，步驟（3)中約束條件的確定方法為： 約束條件1 :采用加權(quán)滑動(dòng)平均法，記t時(shí)刻微電網(wǎng)功率裕度的低頻部分為PBESS (t)，高 頻部分為Pue(t)，則 PBESS (t) = 0. 1 [Pgw (t-3Δt) -Pd (t-3Δt) ] +0. 2 [Pgw (t-2Δt) -Pd (t-2Δt)] +0· 3 [Pgw (t_Δt) _Pd (t_Δt) ] +0· 1 [P^ (t) _Pd (t)] Puc (t) =Pgw (t) -Pd (t) -PBESS (t)， 其中，Ρ^υ-ΡΑ)表示t決策時(shí)刻的微電網(wǎng)功率裕度，Pgw(t-At)-Pd(t_At)表示t-Δt決策時(shí)刻的微電網(wǎng)功率裕度，Pgw(t_2Δt)-Pd(t_2Δt)表示t-2 △t決策時(shí)刻的微電 網(wǎng)功率裕度，P# (t-3Δt) _Pd (t-3Δt)表示t-3Δt決策時(shí)刻的微電網(wǎng)功率裕度； 約束條件2:其中，Ps_，-Ps_分別為液流電池充放電功率的上下限，表示液流電池充放電的能 力，超過此上下限將損壞液流電池，Ps(t)>0表示充電，Ps(t)〈0表示放電；PBmax，-PBmax分別 為鋰電池充放電功率的上下限，表示鋰電池充放電的能力，超過此上下限將損壞鋰電池， PB (t) >0表示充電，PB (t)〈0表示放電； 約束條件3 :其中SOCs_，50(；_分別為液流電池儲(chǔ)能裝置所能儲(chǔ)存能量的上限值和下限，SOCB_，SOCB_分別為鋰電池儲(chǔ)能裝置所能儲(chǔ)存能量的上限值和下限值，兩種儲(chǔ)能裝置的剩余電量 必須滿足上下限約束否則將損傷儲(chǔ)能電池； 無論液流電池還是鋰電池，都是微電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)，其儲(chǔ)存能量可以表示為 SOC(t+l) =SOC(t)+P(t)At 其中，P(t)表示t時(shí)刻電池的充放電功率，soc(t)表示t時(shí)刻電池的儲(chǔ)存電量，S0C(t+l)表示t+i時(shí)刻電池的儲(chǔ)存電量； 在一個(gè)完整的調(diào)度周期之后，剩余容量應(yīng)該與初始值相同，否則多個(gè)調(diào)度周期之后電 量將逐漸增大或減少至不能充放電，即6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的優(yōu)化方法，其特征在于，步驟（4)的博弈矩陣確定方法為：原 問題有兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)，單獨(dú)優(yōu)化目標(biāo)匕時(shí)，最優(yōu)解記作X3 ;單獨(dú)優(yōu)化目標(biāo)&時(shí)，最優(yōu)解記作 x2* ; 構(gòu)建博弈模型如下： 決策者山Π 策略集UJAe{Xl*，X2*} 支付:fi(Xi)，-??) 決策者的支付矩陣由Xi*、X、和f1、&組成。7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的優(yōu)化方法，其特征在于，步驟（5)基于二人零和博弈法的權(quán)重 系數(shù)的確定方法為： 記f(i，j)=仁0〇,考慮到多目標(biāo)優(yōu)化問題中的各個(gè)目標(biāo)的量綱一般不同，需要對(duì)各 目標(biāo)做下述歸一化處理：其中，f'（i，j)為歸一化后的博弈矩陣元素，i表示決策者Π策略中的第i個(gè)，j表示 決策者I策略中的第j個(gè)，進(jìn)一步，令λρλ2表示決策者I選擇fVf2作為策略的概率，μ ρμ2表示決策者II選擇X1*，x2*作為策略的概率；參與者I的期望支付為：Μ其中，F(xiàn)表示決策者I的期望支付； 在二人零和博弈模型中，決策者I的目標(biāo)是最小化F，而決策者II的目標(biāo)是最大化F; 該二人零和博弈問題模型如下：由納什均衡存在的充要條件，上述博弈問題的求解等價(jià)于求解如下兩個(gè)線性原始-對(duì) 偶問題；其中，^為決策者II的第i個(gè)歸一化的最優(yōu)混合策略，S,為決策者I的第j個(gè)歸一化 的最優(yōu)混合策略；則上述二人零和博弈的最優(yōu)解為如此，上述二人零和博弈問題的混合策略納什均衡解為： Λ=廠、，=廠\。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的優(yōu)化方法，其特征在于，步驟（6)基于線性加權(quán)法將將原多目 標(biāo)優(yōu)化問題等價(jià)的單目標(biāo)優(yōu)化問題模型如下：根據(jù)此目標(biāo)優(yōu)化模型計(jì)算出各儲(chǔ)能裝置在各個(gè)調(diào)度周期內(nèi)的SOC，從而保證了微電網(wǎng) 購電費(fèi)用和聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)兩者最小。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含復(fù)合儲(chǔ)能微電網(wǎng)的多目標(biāo)優(yōu)化系統(tǒng)及方法，該含復(fù)合儲(chǔ)能微電網(wǎng)的多目標(biāo)優(yōu)化系統(tǒng)由微電網(wǎng)中央控制器、儲(chǔ)能控制器、光伏控制器和負(fù)荷控制器等控制器以及通信網(wǎng)絡(luò)組成。含復(fù)合儲(chǔ)能微電網(wǎng)的多目標(biāo)優(yōu)化方法針對(duì)包含光伏、液流電池和鋰電池等儲(chǔ)能裝置的并網(wǎng)型復(fù)合儲(chǔ)能微電網(wǎng)，以微電網(wǎng)購電費(fèi)用和聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)兩者最小為目標(biāo)建立多目標(biāo)優(yōu)化模型。本發(fā)明基于二人零和博弈法確定加權(quán)系數(shù)，并采用線性加權(quán)方法將該模型轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)優(yōu)化問題進(jìn)行求解。該含復(fù)合儲(chǔ)能微電網(wǎng)的多目標(biāo)優(yōu)化系統(tǒng)可有效實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)可再生能源利用最大化、減少聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)和分布式電源并網(wǎng)運(yùn)行沖擊，提高微電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。
【IPC分類】H02J3/38, H02J3/28, H02J13/00
【公開號(hào)】CN105262129
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510700862
【發(fā)明人】楊蘋, 許志榮, 溫劍威, 鄭群儒, 袁昊哲, 張育嘉, 陳柱
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)
【公開日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年10月22日