本發(fā)明涉及光伏、儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度，尤其涉及一種光儲(chǔ)能源系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法。

背景技術(shù)：

1、能源是國家重要的安全命脈與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基石。在2022年能源消耗結(jié)構(gòu)中，化石能源的占比高達(dá)82％，造成較為嚴(yán)重的污染物及溫室氣體排放等問題。為緩解溫室氣體排放所導(dǎo)致的極端天氣、氣候變化等問題，盡早實(shí)現(xiàn)“碳中和”等低碳目標(biāo)已成為目前的發(fā)展共識(shí)。為此，可再生能源滲透率需要進(jìn)一步提升。然而，可在生能源系統(tǒng)固有的隨機(jī)性、波動(dòng)性，發(fā)電預(yù)測(cè)的不確定性、不精確性為其大規(guī)模運(yùn)用，及其在能源系統(tǒng)中滲透率的提升帶來了極大的挑戰(zhàn)。儲(chǔ)能系統(tǒng)作為電網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)削峰填谷的關(guān)鍵支撐設(shè)備，可以起到提升系統(tǒng)穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)靈活運(yùn)行的作用。

2、光伏系統(tǒng)的可靠性低是限制其發(fā)展的主要原因之一，儲(chǔ)能系統(tǒng)雖然可有效提升系統(tǒng)可靠性，但其經(jīng)濟(jì)性較差，因而若系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度方案粗糙、不合理，會(huì)對(duì)其運(yùn)行方案的可行性、儲(chǔ)能作用的發(fā)揮起到一定的削弱作用。目前的能源系統(tǒng)的運(yùn)行優(yōu)化過程中，多為單一運(yùn)行方式，各個(gè)設(shè)備運(yùn)行方式固定，通常在運(yùn)行過程中，考慮將經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)作為優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)函數(shù)。

3、而光儲(chǔ)能源系統(tǒng)運(yùn)行方式復(fù)雜，且對(duì)可靠性、安全性要求較高，儲(chǔ)能系統(tǒng)為跨時(shí)空耦合的系統(tǒng)，調(diào)度過程中，易“牽一發(fā)而動(dòng)全身”，因而如何實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)靈活、穩(wěn)定、安全運(yùn)行是目前的關(guān)鍵問題。目前，天災(zāi)頻發(fā)，因而導(dǎo)致系統(tǒng)或設(shè)備出現(xiàn)故障、停運(yùn)等突發(fā)情況，在運(yùn)行過程中，如何平衡故障后系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、及設(shè)備日常非故障情況下的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是目前的關(guān)鍵科學(xué)問題之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種光儲(chǔ)能源系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法，提高系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)提供一種光儲(chǔ)能源系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法，所述方法包括：

3、建立光伏系統(tǒng)發(fā)電功率模型及儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電及荷電狀態(tài)模型；根據(jù)所述光伏系統(tǒng)發(fā)電功率模型、所述儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電及荷電狀態(tài)模型以及其余設(shè)備模型，建立光儲(chǔ)能源系統(tǒng)的整體模型，以確定能源分布；

4、根據(jù)所述光儲(chǔ)能源系統(tǒng)的故障情況，確定靈活性目標(biāo)函數(shù)；

5、基于所述光儲(chǔ)能源系統(tǒng)的整體模型，利用優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)函數(shù)對(duì)所述光儲(chǔ)能源系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，所述優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)函數(shù)包括所述靈活性目標(biāo)函數(shù)。

6、可選的，所述建立光伏系統(tǒng)發(fā)電功率模型，包括：

7、確定光伏系統(tǒng)發(fā)電功率模型，根據(jù)優(yōu)化調(diào)度時(shí)間跨度、時(shí)間間隔，基于歷史氣象數(shù)據(jù)、歷史發(fā)電功率數(shù)據(jù)，在當(dāng)前氣象數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，采用極限學(xué)習(xí)機(jī)預(yù)測(cè)光伏系統(tǒng)發(fā)電功率。

8、可選的，所述根據(jù)所述光儲(chǔ)能源系統(tǒng)的故障情況，確定靈活性目標(biāo)函數(shù)，包括：

9、采集、分析各能源系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)，獲得預(yù)測(cè)故障類型；

10、分析獲得所述預(yù)測(cè)故障類型的故障發(fā)生率；

11、基于所述預(yù)測(cè)故障類型，分析獲得故障發(fā)生后設(shè)備出力變化情況，以及分析所述光儲(chǔ)能源系統(tǒng)失負(fù)荷情況；

12、根據(jù)不同設(shè)備、不同故障情況下，所述光儲(chǔ)能源系統(tǒng)失負(fù)荷情況，結(jié)合所述故障發(fā)生率，建立能源系統(tǒng)靈活性目標(biāo)函數(shù)模型。

13、可選的，所述優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)函數(shù)還包括經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)函數(shù)；

14、所述方法還包括：

15、根據(jù)所述光儲(chǔ)能源系統(tǒng)用能情況，建立所述經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)函數(shù)；

16、所述根據(jù)所述光儲(chǔ)能源系統(tǒng)的故障情況，確定靈活性目標(biāo)函數(shù)，包括：

17、根據(jù)故障情況下所述光儲(chǔ)能源系統(tǒng)的失負(fù)荷情況，建立所述靈活性目標(biāo)函數(shù)。

18、可選的，所述根據(jù)所述光儲(chǔ)能源系統(tǒng)用能情況，建立所述經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)函數(shù)，包括：

19、根據(jù)所述光儲(chǔ)能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度過程中，各設(shè)備能源消耗量、系統(tǒng)整體耗電量，以運(yùn)行成本為目標(biāo)函數(shù)，確定所述經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)函數(shù)；

20、所述根據(jù)故障情況下所述光儲(chǔ)能源系統(tǒng)的失負(fù)荷情況，建立所述靈活性目標(biāo)函數(shù)，包括：

21、根據(jù)所述預(yù)測(cè)故障類型、所述故障發(fā)生后設(shè)備出力變化情況，及故障發(fā)生后，其余非故障設(shè)備爬坡速率，分析獲得故障情況下所述光儲(chǔ)能源系統(tǒng)的最小失負(fù)荷；

22、根據(jù)光伏系統(tǒng)發(fā)電功率預(yù)測(cè)結(jié)果，采用核密度估計(jì)的方法，分析其不確定性區(qū)間，分析一定置信區(qū)間下，光伏系統(tǒng)出力最惡劣情況，分析在此情境下的失負(fù)荷；

23、根據(jù)所述預(yù)測(cè)故障類型的故障發(fā)生率、可再生能源出力最惡劣情況概率，與故障下、出力惡劣情況下的失負(fù)荷加權(quán)平均作為所述靈活性目標(biāo)函數(shù)。

24、可選的，所述基于所述光儲(chǔ)能源系統(tǒng)的整體模型，利用優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)函數(shù)對(duì)所述光儲(chǔ)能源系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，包括：

25、利用所述經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)函數(shù)和所述靈活性目標(biāo)函數(shù)，根據(jù)所述光儲(chǔ)能源系統(tǒng)能源分布、設(shè)備出力特性，建立系統(tǒng)約束條件，在此基礎(chǔ)上，采用多目標(biāo)灰狼優(yōu)化算法進(jìn)行優(yōu)化求解，得到帕累托前沿面。

26、可選的，所述光伏系統(tǒng)發(fā)電功率模型包括：

27、

28、式中，ppv、pref分別為實(shí)際發(fā)電功率與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下光伏系統(tǒng)發(fā)電功率；g與gref分別實(shí)際輻照度與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)輻照度；δt為光伏板溫度與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)溫度的差值；a、b、c為模型系數(shù)；

29、所述極限學(xué)習(xí)機(jī)的模型包括：

30、

31、式中，g(x)為激活函數(shù)，wi為輸入權(quán)重；x為輸入數(shù)據(jù)樣本；bj為隱含層第j個(gè)節(jié)點(diǎn)的偏置，β為待求參數(shù)。

32、本技術(shù)另一方面提供一種光儲(chǔ)能源系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度裝置，包括：

33、模型建立模塊，用于建立光伏系統(tǒng)發(fā)電功率模型及儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電及荷電狀態(tài)模型；根據(jù)所述光伏系統(tǒng)發(fā)電功率模型、所述儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電及荷電狀態(tài)模型以及其余設(shè)備模型，建立光儲(chǔ)能源系統(tǒng)的整體模型，以確定能源分布；

34、函數(shù)確定模塊，用于根據(jù)所述光儲(chǔ)能源系統(tǒng)的故障情況，確定靈活性目標(biāo)函數(shù)；

35、優(yōu)化調(diào)度模塊，用于基于所述光儲(chǔ)能源系統(tǒng)的整體模型，利用優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)函數(shù)對(duì)所述光儲(chǔ)能源系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，所述優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)函數(shù)包括所述靈活性目標(biāo)函數(shù)。

36、可選的，所述模型建立模塊，具體用于：

37、確定光伏系統(tǒng)發(fā)電功率模型，根據(jù)優(yōu)化調(diào)度時(shí)間跨度、時(shí)間間隔，基于歷史氣象數(shù)據(jù)、歷史發(fā)電功率數(shù)據(jù)，在當(dāng)前氣象數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，采用極限學(xué)習(xí)機(jī)預(yù)測(cè)光伏系統(tǒng)發(fā)電功率。

38、可選的，所述函數(shù)確定模塊，具體用于：

39、采集、分析各能源系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)，獲得預(yù)測(cè)故障類型；

40、分析獲得所述預(yù)測(cè)故障類型的故障發(fā)生率；

41、基于所述預(yù)測(cè)故障類型，分析獲得故障發(fā)生后設(shè)備出力變化情況，以及分析所述光儲(chǔ)能源系統(tǒng)失負(fù)荷情況；

42、根據(jù)不同設(shè)備、不同故障情況下，所述光儲(chǔ)能源系統(tǒng)失負(fù)荷情況，結(jié)合所述故障發(fā)生率，建立能源系統(tǒng)靈活性目標(biāo)函數(shù)模型。

43、可選的，所述優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)函數(shù)還包括經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)函數(shù)；

44、所述函數(shù)確定模塊，還用于：

45、根據(jù)所述光儲(chǔ)能源系統(tǒng)用能情況，建立所述經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)函數(shù)；

46、以及用于，根據(jù)故障情況下所述光儲(chǔ)能源系統(tǒng)的失負(fù)荷情況，建立所述靈活性目標(biāo)函數(shù)。

47、可選的，所述函數(shù)確定模塊，具體用于：

48、根據(jù)所述光儲(chǔ)能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度過程中，各設(shè)備能源消耗量、系統(tǒng)整體耗電量，以運(yùn)行成本為目標(biāo)函數(shù)，確定所述經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)函數(shù)；

49、根據(jù)所述預(yù)測(cè)故障類型、所述故障發(fā)生后設(shè)備出力變化情況，及故障發(fā)生后，其余非故障設(shè)備爬坡速率，分析獲得故障情況下所述光儲(chǔ)能源系統(tǒng)的最小失負(fù)荷；

50、根據(jù)光伏系統(tǒng)發(fā)電功率預(yù)測(cè)結(jié)果，采用核密度估計(jì)的方法，分析其不確定性區(qū)間，分析一定置信區(qū)間下，光伏系統(tǒng)出力最惡劣情況，分析在此情境下的失負(fù)荷；

51、根據(jù)所述預(yù)測(cè)故障類型的故障發(fā)生率、可再生能源出力最惡劣情況概率，與故障下、出力惡劣情況下的失負(fù)荷加權(quán)平均作為所述靈活性目標(biāo)函數(shù)。

52、可選的，所述優(yōu)化調(diào)度模塊，具體用于：

53、利用所述經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)函數(shù)和所述靈活性目標(biāo)函數(shù)，根據(jù)所述光儲(chǔ)能源系統(tǒng)能源分布、設(shè)備出力特性，建立系統(tǒng)約束條件，在此基礎(chǔ)上，采用多目標(biāo)灰狼優(yōu)化算法進(jìn)行優(yōu)化求解，得到帕累托前沿面。

54、可選的，所述光伏系統(tǒng)發(fā)電功率模型包括：

55、

56、式中，ppv、pref分別為實(shí)際發(fā)電功率與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下光伏系統(tǒng)發(fā)電功率；g與gref分別實(shí)際輻照度與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)輻照度；δt為光伏板溫度與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)溫度的差值；a、b、c為模型系數(shù)；

57、所述極限學(xué)習(xí)機(jī)的模型包括：

58、

59、式中，g(x)為激活函數(shù)，wi為輸入權(quán)重；x為輸入數(shù)據(jù)樣本；bj為隱含層第j個(gè)節(jié)點(diǎn)的偏置，β為待求參數(shù)。

60、本技術(shù)另一方面提供一種電子設(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，所述計(jì)算機(jī)程序被所述處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述處理器執(zhí)行如第一方面及其任一種可能的實(shí)現(xiàn)方式的步驟。

61、本技術(shù)另一方面提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述處理器執(zhí)行如第一方面所述的方法中的各個(gè)步驟。

62、本技術(shù)提供一種光儲(chǔ)能源系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法，通過建立光伏系統(tǒng)發(fā)電功率模型及儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電及荷電狀態(tài)模型；根據(jù)所述光伏系統(tǒng)發(fā)電功率模型、所述儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電及荷電狀態(tài)模型以及其余設(shè)備模型，建立光儲(chǔ)能源系統(tǒng)的整體模型，以確定能源分布；根據(jù)所述光儲(chǔ)能源系統(tǒng)的故障情況，確定靈活性目標(biāo)函數(shù)；基于所述光儲(chǔ)能源系統(tǒng)的整體模型，利用優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)函數(shù)對(duì)所述光儲(chǔ)能源系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，所述優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)函數(shù)包括所述靈活性目標(biāo)函數(shù)，提供了一種計(jì)及靈活性的光儲(chǔ)能源系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法，可以提高系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性。