[发明专利]一种储能日前调度混合整数规划的三阶段优化方法及系统

权利要求书

1.一种储能日前调度混合整数规划的三阶段优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，建立目标函数及其对应约束条件

步骤1.1，目标函数

根据流入园区的有功功率、流入电网的有功功率、买入电量电价和卖出电量电价建立工业园区日电费目标最小函数：

式中，TC表示工业园区日电费，C_In(t)为在t至t+1时段园区买入电量电价，C_Out(t)为在t至t+1时段园区卖出电量电价，P_In(t)为在t至t+1时段流入园区的有功功率，P_Out(t)为在t至t+1时段流入电网的有功功率，T表示日前控制总时段，t∈(0,1,2,…,T)；

步骤1.2，约束条件

步骤1.2.1，园区功率平衡方程

式中，P_c,i(t)为储能系统在t至t+1时段的充电功率，P_d,i(t)为储能系统在t至t+1时段的放电功率，P_ph,i(t)为在t至t+1时段光伏系统的出力大小，P_Ld(t)为在t至t+1时段光伏系统的负荷大小，Ω_bs表示储能系统集合，Ω_ph表示光伏系统集合；

步骤1.2.2，储能系统运行功率约束

式中，B_d,i(t)表示储能系统在t时段的放电状态，B_c,i(t)为表示储能系统在t时段的充电状态，B_d,i(t)为1表示储能系统处于放电状态，B_c,i(t)为1表示储能系统处于充电状态，若均为0，则表示储能系统处于停止状态，既不充也不放；P_d,i,max为储能系统的最大放电功率，P_c,i,max为储能系统的最大充电功率；

步骤1.2.3，关口功率约束

式中，B_In(t)表示表征园区在t时段的从电网买电状态，B_Out(t)表示表征园区在t时段的从电网反向送电状态，B_In(t)为1表示园区从电网买电状态，B_Out(t)为1表示园区向电网送电状态，若均为0则表示园区既不从电网买电也不反向送电；P_Out,max为工业园区反送给电网有功功率的最大值，a为工业用户上报的最大需量值，通常工业园区实际最大需量超过1.05a时，其超过部分将以加收一倍的方式进行惩罚；

步骤1.2.4，储能系统荷电状态约束

SOC_i(t)＝SOC_i(t-1)+η_c,iP_c,i(t)Δt/E_i,max-P_d,i(t)Δt/η_d,iE_i,max (5)

式中，SOC_i(t)为储能系统在t时刻的荷电状态，E_i,max为储能系统的最大荷电状态，η_c,i为储能系统的充电效率，η_d,i为储能系统的放电效率，Δt表示；

步骤1.2.5，每个调度周期的始末时刻储能系统荷电状态相等

式中，SOC_i(0)为储能系统初始荷电状态；

步骤2，将式子(3)松弛成如下式子(7)形式：

步骤3，将式子(1)、(2)、(7)、(4)～(6)组成的优化子问题记为子问题一，求得子问题一的最优解，找到B_d,i(t)中大于0.9的索引集：

Θ_d＝{(i,t)B_d,i(t)≥0.9}

其中，Θ_d表示B_d,i(t)中大于0.9的索引集；

对索引集对应位置的解进行向上取整，即对放电状态有：

相应的，充电状态为：

步骤4，将式子(3)松弛成如下式子(9)形式：

步骤5，将式子(1)、(2)、(9)、(4)～(6)组成的优化问题记为子问题二，求得优化问题子问题二得到最优解，找到B_c,i(t)中大于0.9的索引集：

Θ_c＝{(i,t)B_c,i(t)≤0.1}

其中，Θ_c表示B_c,i(t)中大于0.9的索引集；

对索引集对应位置的解进行向下取整，即对充电状态有：

相应的，放电状态为：

步骤6，将式子(1)～(6)组成的优化问题记为原问题，根据步骤3得到的Θ_d和步骤5得到的Θ_c采用混合整数规划方法求解原问题，得到的最优解作为最终的优化方案。