混合储能系统库存路径规划方法、装置及电子设备

1.本发明涉及储能技术领域，尤其涉及一种混合储能系统库存路径规划方法、装置及电子设备。


背景技术：

2.电化学储能电池（后简称电池储能）作为当前最具应用优势与前景的储能技术，未来将广泛分布于能源系统中的固定储能系统（电池储能电站）、移动储能系统（装载电池的移动储能车），固定储能系统和移动储能系统能够构成考虑充换电协同的混合储能系统，其中，移动储能系统在存在电价差的电网节点之间穿梭，通过在低电价节点处充电，在高电价节点处放电，实现套利收益。移动储能系统也可以直接在固定储能系统处更换电池，快速完成充放电过程，寻找更优的套利机会。该混合储能系统能够应用于电力系统及电力市场辅助服务，一方面可促进电网可再生能源消纳、缓解输电阻塞、推进能源低碳化转型。另一方面可以有效服务于电池的交易、租赁电动汽车换电，提高电池的利用效率、丰富电池的商业模式。
3.对混合储能系统进行库存路径规划能够充分调动其灵活性并能最大化套利收益，具体来说，混合储能系统的库存路径规划问题包括固定储能系统的充换电规划、移动储能系统的充换电和路径规划。
4.库存路径规划问题涉及高维决策变量和复杂约束条件，现有技术只采用商业求解器如gurobi，求解库存路径规划问题，存在求解难度大、时间开销大以及难以求解大规模电池网络节点、多移动储能车辆、长时间尺度下的混合储能系统调度问题。


技术实现要素：

5.本技术提供了一种混合储能系统库存路径规划方法、装置及电子设备，以解决相关技术中存在求解难度大、时间开销大以及难以在大规模电池网络节点、多移动储能车辆、长时间尺度下对混合储能系统进行调度规划的问题。
6.根据本技术实施例的一个方面，提供了一种混合储能系统库存路径规划方法，该方法包括：建立混合储能系统的时空网络图；破坏所述时空网络图，得到破坏后的时空路径集合和被删除的时空路径集合；修复所述被删除的时空路径集合，得到修复后的时空路径集合；合并所述破坏后的时空路径集合和所述修复后的时空路径集合，得到目标时空网络图；将所述目标时空网络图输入时空网络模型，得到所述混合储能系统的库存路径规划方案。
7.根据本技术实施例的另一个方面，还提供了一种混合储能系统库存路径规划装置，该装置包括：
建立模块，用于建立混合储能系统的时空网络图；破坏模块，用于破坏所述时空网络图，得到破坏后的时空路径集合和被删除的时空路径集合；修复模块，用于修复所述被删除的时空路径集合，得到修复后的时空路径集合；合并模块，用于合并所述破坏后的时空路径集合和所述修复后的时空路径集合，得到目标时空网络图；得到模块，用于将所述目标时空网络图输入时空网络模型，得到所述混合储能系统的库存路径规划方案。
8.可选地，建立模块包括：第一获取单元，用于获取所述混合储能系统中电池网络节点的时空数据和调度周期；第一得到单元，用于基于所述时空数据，连接所述调度周期内所有时刻的所述电池网络节点，得到所述时空网络图。
9.可选地，破坏模块包括：第二得到单元，用于根据所述时空网络图，得到第一预设数量个时空路径；第三得到单元，用于根据所述时空数据，得到所述电池网络节点不同时刻的电价；第一计算单元，用于根据所述电价和第一预设公式，计算所述时空路径中所述电池网络节点的电价差；判断单元，用于判断每个所述时空路径的电价差是否小于第一预设阈值；删除单元，用于在确定所述时空路径的电价差小于所述第一预设阈值的情况下，删除所述时空路径并将所述时空路径存储进所述被删除的时空路径集合；第四得到单元，用于在所有剩余的时空路径的电价差均不小于所述第一预设阈值的情况下，得到所述破坏后的时空路径集合，其中，所述剩余的时空路径为所述时空网络图在去除所述被删除的时空路径集合内的所有时空路径之后，所得到的时空路径。
10.可选地，修复模块包括：第五得到单元，用于根据所述被删除的时空路径集合，得到第二预设数量个时空路径；第六得到单元，用于根据所述时空数据，得到所述时空路径中所述电池网络节点之间的距离；第七得到单元，用于根据所述电价差、所述距离和第二预设公式，得到所述第二预设数量个时空路径的评估指标；存储单元，用于将所述第二预设数量个时空路径和对应的所述评估指标存储进待修复的时空路径集合中；处理单元，用于利用预设方法处理所述待修复的时空路径集合，得到所述修复后的时空路径集合。
11.可选地，处理单元包括：排序子模块，用于基于所述评估指标，对所述待修复的时空路径集合按照预设顺序进行排序，得到排序后的时空路径集合；修复子模块，用于修复所述排序后的时空路径集合中前预设比例个时空路径，得
到所述修复后的时空路径集合。
12.可选地，得到模块包括：第二获取单元，用于获取与所述混合储能系统中移动储能系统有关的第一状态信息；第三获取单元，用于获取与所述混合储能系统中固定储能系统有关的第二状态信息；第四获取单元，用于获取所述移动储能系统在不同电池网络节点，以及处于不同时刻的第一充电量和第一放电量；第五获取单元，用于获取所述固定储能系统在不同电池网络节点，以及处于不同时刻的第二充电量和第二放电量；第八得到单元，用于根据所述时空数据、所述第一状态信息、所述第二状态信息、所述第一充电量、所述第一放电量、所述第二充电量以及所述第二放电量，得到所述混合储能系统的综合函数和约束条件；建立单元，用于基于所述综合函数和所述约束条件，建立所述时空网络模型。
13.第九得到单元，用于根据所述目标时空网络图，得到第三预设数量个候选时空路径；第二计算单元，用于基于所述综合函数和所述约束条件，分别计算所述混合储能系统在不同所述候选时空路径下的最大收益；作为单元，用于将最大收益所对应的数值最高的所述候选时空路径作为最优时空路径；第十得到单元，用于根据所述最优时空路径，得到所述库存路径规划方案。
14.根据本技术实施例的又一个方面，还提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器、通信接口和存储器通过通信总线完成相互间的通信；其中，存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于通过运行所述存储器上所存储的所述计算机程序来执行上述任一实施例中的方法步骤。
15.根据本技术实施例的又一个方面，还提供了一种计算机可读的存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述任一实施例中的方法步骤。
16.在本技术实施例中，通过建立混合储能系统的时空网络图；破坏时空网络图，得到破坏后的时空路径集合和被删除的时空路径集合；修复被删除的时空路径集合，得到修复后的时空路径集合；合并破坏后的时空路径集合和修复后的时空路径集合，得到目标时空网络图；将目标时空网络图输入时空网络模型，得到混合储能系统的库存路径规划方案。通过上述方法，先建立包含所有时空路径的时空网络图，之后，破坏该时空网络图，删除时空路径的不可行解和劣解，然后，选择性修复具有潜在套利机会的时空路径，进而得到经过破坏和修复的目标时空网络图，最后，利用时空网络模型求解目标时空网络图，得到混合储能系统的库存路径规划方案。一方面，上述方法得出的混合储能系统的库存路径规划方案能够最大化混合储能系统的运营收益并且大大减小了得出该库存路径规划方案的时间开销，另一方面，上述方法精简了时空网络图，降低了求解难度，因此能够求解混合储能系统在大规模电池网络节点、多移动储能车辆、长时间尺度下的库存路径规划方案。解决了相关技术
中存在求解难度大、时间开销大以及难以在大规模电池网络节点、多移动储能车辆、长时间尺度下对混合储能系统进行调度规划的问题。
附图说明
17.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是根据本技术实施例的一种可选的混合储能系统库存路径规划方法的流程示意图；图2是根据本技术实施例的一种可选的混合储能系统库存路径规划的时空网络图；图3是根据本技术实施例的一种可选的混合储能系统库存路径规划的目标时空网络图；图4是根据本技术实施例的另一种可选的混合储能系统库存路径规划方法的流程示意图；图5是根据本技术实施例的一种可选的混合储能系统库存路径规划装置的结构框图；图6是根据本技术实施例的一种可选的电子设备的结构框图。
具体实施方式
20.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
21.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
22.混合储能系统调度问题本质上是其库存路径规划问题，具体来说，库存路径规划涉及到固定储能系统的充换电规划、移动储能系统的充换电和路径规划。移动储能系统是一种装载在车辆上的电池和电力转换系统，移动储能车辆在存在电价差的节点间行驶，在电价低的节点充电，在电价高的节点放电，以缓解电网拥堵,以实现时空套利。固定储能系统包括电池储能电站，移动储能系统可以在固定储能系统中充电、放电和更换电池。由于混
合储能系统的套利主要来源于各电池网络节点的电价差，即电价差越高的两个节点连接的时空路径，其潜在的套利机会就越高。因此如何在大规模电池网络节点、多移动储能车辆、长时间尺度下对混合储能系统进行科学调度规划，使得混合储能系统的运营收益最大化，同时又能节省大量规划时间开销，成为当下待解决的问题。
23.基于上述内容，根据本技术实施例的一个方面，提供了一种混合储能系统库存路径规划方法，如图1所示，该方法的流程可以包括以下步骤：步骤s101，建立混合储能系统的时空网络图。
24.可选地，将混合储能系统库存路径规划的所有可能方案（其中包括可行方案和不可行方案）作为时空网络的时空路径，该时空网络本质上为一个前向全连接图。因此通过构建时空网络图表示该时空网络，该时空网络为混合储能系统的库存路径规划问题的解空间，混合储能系统库存路径规划则是在该时空网络中找到最优的时空路径组合，使得混合储能系统的运营收益最大化。
25.步骤s102，破坏时空网络图，得到破坏后的时空路径集合和被删除的时空路径集合。
26.可选地，在对时空网络图的破坏阶段，计算时空网络图中每一条时空路径的电价差，通过设定电价差阈值，将点电价差低于该阈值的时空路径删除。剩余的时空路径组成破坏后的时空路径集合，被删除的时空路径组成被删除的时空路径集合。
27.步骤s103，修复被删除的时空路径集合，得到修复后的时空路径集合。
28.可选地，在对时空网络图的修复阶段，先定义时空路径套利机会评估指标，用于计算和评估被删除的时空路径的潜在套利机会。在此基础上，定义时空路径修复阈值，修复被删除的时空路径集合中潜在套利机会值大于该修复阈值的时空路径。被修复的时空路径组成修复后的时空路径集合。
29.步骤s104，合并破坏后的时空路径集合和修复后的时空路径集合，得到目标时空网络图。
30.可选地，将破坏后的时空路径集合和修复后的时空路径集合合并，得到经过破坏和修复后的时空网路图即目标时空网络图，如公式（1）所示。
[0031] (1)其中，表示目标时空网络图。
[0032]
步骤s105，将目标时空网络图输入时空网络模型，得到混合储能系统的库存路径规划方案。
[0033]
可选地，将经过破坏和修复的目标时空网络图输入用于求解混合储能系统库存路径规划的时空网络模型，再利用商业求解器如gurobi求解该时空网络模型，最终输出混合储能系统的库存路径规划方案。混合储能系统库存路径规划的目标为在调度周期t内，规划固定储能系统的充换电方案、移动储能系统的充换电和路径规划方案。
[0034]
在本技术实施例中，通过建立混合储能系统的时空网络图；破坏时空网络图，得到破坏后的时空路径集合和被删除的时空路径集合；修复被删除的时空路径集合，得到修复
后的时空路径集合；合并破坏后的时空路径集合和修复后的时空路径集合，得到目标时空网络图；将目标时空网络图输入时空网络模型，得到混合储能系统的库存路径规划方案。通过上述方法，先建立包含所有时空路径的时空网络图，之后，破坏该时空网络图，删除时空路径的不可行解和劣解，然后，选择性修复具有潜在套利机会的时空路径，进而得到经过破坏和修复的目标时空网络图，最后，利用时空网络模型求解目标时空网络图，得到混合储能系统的库存路径规划方案。一方面，得出的混合储能系统的库存路径规划方案能够最大化混合储能系统的运营收益并且大大减小了得出该库存路径规划方案的时间开销，另一方面，能够求解混合储能系统在大规模电池网络节点、多移动储能车辆、长时间尺度下的库存路径规划方案。解决了相关技术中存在求解难度大、时间开销大以及难以在大规模电池网络节点、多移动储能车辆、长时间尺度下对混合储能系统进行调度规划的问题。
[0035]
作为一种可选实施例，建立混合储能系统的时空网络图，包括：获取混合储能系统中电池网络节点的时空数据和调度周期；基于时空数据，连接调度周期内所有时刻的电池网络节点，得到时空网络图。
[0036]
可选地，获取混合储能系统的调度周期和时空数据，时空数据包括：电网节点的数量、不同时刻的电价、地理位置等，固定储能系统的电网节点的数量、不同时刻的电价、地理位置等，移动储能系统的数量、在调度周期初始时刻的起点、在终止时刻的终点等，其中，电网节点和固定储能系统均属于电池网络节点。
[0037]
基于上述时空数据，把调度周期内不同时刻的电池网络节点列出，并连接，得到时空网络图。
[0038]
可选地，以含有一个电网节点、一个固定储能系统、一个移动储能系统的混合储能系统为例，构建其时空网络图，如图2所示。图2中分别表示调度周期初始时刻和终止时刻的起点和终点，表示调度周期，t表示调度周期的某一时刻，且。分别表示t时刻的电网节点i和固定储能系统j，由二者共同构成了一个电池网络，二者在共同构成了电池网络节点集合g，即。
[0039]
连接调度周期内所有时刻的电池网络节点，得到所有候选路径，构成混合储能系统的时空网络图，如图2所示。定义为节点i在p时刻与j在q时刻连接而成的时空路径，n为该时空网络图包含的所有时空路径的集合，即。混合储能系统库存路径规划的目标为在调度周期t内，规划固定储能系统的充换电方案、移动储能系统的充换电和路径规划方案，即在时空网络n中在找到最优的时空路径即图2中的最优路径的组合，使得混合储能系统的运营收益最大化。
[0040]
在本技术实施例中，通过构建时空网络图，得到所有的候选时空路径，构成混合储能系统的库存路径规划问题的解空间，为后续求解得出混合储能系统的库存路径规划方案提供基础。
[0041]
作为一种可选实施例，破坏时空网络图，得到破坏后的时空路径集合和被删除的时空路径集合，包括：根据时空网络图，得到第一预设数量个时空路径；根据时空数据，得到电池网络节点不同时刻的电价；
根据电价和第一预设公式，计算时空路径中电池网络节点的电价差；判断每个时空路径的电价差是否小于第一预设阈值；在确定时空路径的电价差小于第一预设阈值的情况下，删除时空路径并将时空路径存储进被删除的时空路径集合；在所有剩余的时空路径的电价差均不小于第一预设阈值的情况下，得到破坏后的时空路径集合，其中，剩余的时空路径为时空网络图在去除被删除的时空路径集合内的所有时空路径之后，所得到的时空路径。
[0042]
可选地，图2所示的时空网络图复杂度较高，单纯使用求解器gurobi来求的话，可以求解单移动储能系统，短时间尺度（如一天）的库存路径规划问题。但是难以求解多车，长时间尺度（多天，比如一年）的混合储能路径规划问题。
[0043]
由于混合储能系统的套利主要来源于各电池网络节点的电价差，即电价差越高的两个节点连接的时空路径，其潜在的套利机会就越高，反之，电价差越低的时空路径，其潜在套利机会也就越低。因此，可以删除时空网络图中电价差低的所有时空路径，精简该时空网络，降低复杂度。
[0044]
根据时空网络图，得到时空路径的集合n中所有的时空路径，包括，第一预设数量表示多个，此处不做具体数量限制。
[0045]
获取电池网络节点不同时刻的电价，如和，分别表示i在p时刻和j在q时刻的电价。
[0046]
以时空路径为例，根据上述电价、和公式（2）即第一预设公式，计算时空路径中电池网络节点i和j之间的电价差。
[0047] (2)其中，表示电池网络节点i在p时刻与电池网络节点j在q时刻构成的时空路径的电价差。使用同样方法，计算所有时空路径的电价差。
[0048]
定义一个电价差阈值pd即第一预设阈值，删除图2所示的时空网络图中电价差低于该阈值的所有时空路径，精简该时空网络。任意时空路径，如果满足： (3)则删除由节点i和j在p、q时刻连接而成的时空路径，如公式（4）所示： (4)其中，为n删除时空路径后的时空网络图即破坏后的时空路径集合，同时把时空路径添加进被删除时空路径集合即被删除的时空路径集合，如公式（5）所示： (5)重复执行公式（3）（4）（5），直到原时空网络图中剩下的时空路径的电价差均大于
电价差阈值pd。最终得到被删除的时空路径集合和破坏后的时空路径集合。
[0049]
图3是一种可选地由图2所示的时空网络图经过上述破坏步骤后得到的时空网络图，如图3所示，该时空网络图较图2的更为稀疏，更为精简，即要在此网络中找到最优库存路径比图2所示的时空网络要更为容易。
[0050]
在本技术实施例中，利用时空路径中电池网络节点之间的电价差反映其潜在套利机会，删去套利机会低的时空路径，精简时空网络图，减少了后续的计算难度和计算开销，进而可以在混合储能系统复杂情况下得出库存路径规划方案。解决了相关技术中存在求解难度大、时间开销大以及难以在大规模电池网络节点、多移动储能车辆、长时间尺度下对混合储能系统进行调度规划的问题。
[0051]
作为一种可选实施例，修复被删除的时空路径集合，得到修复后的时空路径集合，包括：根据被删除的时空路径集合，得到第二预设数量个时空路径；根据时空数据，得到时空路径中电池网络节点之间的距离；根据电价差、距离和第二预设公式，得到第二预设数量个时空路径的评估指标；将第二预设数量个时空路径和对应的评估指标存储进待修复的时空路径集合中；利用预设方法处理待修复的时空路径集合，得到修复后的时空路径集合。
[0052]
可选地，利用电价差删除时空路径的方法可能删除具有潜在套利机会的时空路径。这是因为：一方面，混合储能系统的套利机会取决于节点间电价的差异。另一方面，不同节点之间的空间距离反映了混合储能系统的机会成本，即节点之间的距离越长，需要的旅行时间就越多。在时空网络修复阶段，定义一个时空路径潜套利机会的评估指标，并利用该评估指标反映被删除时空路径的潜在套利机会。以被删除的时空路径集合中的时空路径为例，该评估指标定义如公式（6）所示，公式（6）即第二预设公式。
[0053] (6)其中，表示被删除的时空路径潜在套利机会的评估指标，表示节点i、j的地理距离，可以利用电池网络节点的时空数据计算得到。
[0054]
计算被删除的时空路径集合中所有时空路径的潜在套利机会评估值，并将其对应的时空路径添加进待修复的时空路径集合中，如公式（7）所示： (7)在定义时空路径的潜在套利机会评估方法的基础上，采用预设方法以一定比例修复具有显著套利机会的被删除时空路径，预设方法包括但不限于：先定义时空路径修复阈值，再修复待修复的时空路径集合中评估指标大于该修复阈值的时空路径。或者，先将中时空路径按照其对应的评估指标进行排序，再修复一定比例的时空路径，其中，排序方式可以为按照评估指标升序、降序或进行自定义序列排序，比例选取可以为根据排序方式选
取排序后的中前一定比例或后一定比例的时空路径，也可以自定义抽取方式抽取时空路径进行修复。
[0055]
在本技术实施例中，先定义时空路径潜套利机会的评估指标，利用该评估指标反映被删除时空路径的潜在套利机会，再修复其中套利机会较大的时空路径，避免使混合储能系统损失潜在的套利机会。
[0056]
作为一种可选实施例，利用预设方法处理待修复的时空路径集合，得到修复后的时空路径集合，包括：基于评估指标，对待修复的时空路径集合按照预设顺序进行排序，得到排序后的时空路径集合；修复排序后的时空路径集合中前预设比例个时空路径，得到修复后的时空路径集合。
[0057]
可选地，按照评估指标对集合进行降序排序，并定义修复阈值th即预设比例，修复时空路径集合中前th%的时空路径。即 (8)其中，表示修复后的时空路径集合，表示筛选函数，作用为筛选出集合中评估指标在前th%的时空路径。公式（8）表示筛选出集合中套利机会评估值在前th%的时空路径，并将这些时空路径添加进修复后的时空路径集合中。
[0058]
在本技术实施例中，根据评估指标对待修复的时空路径集合进行降序排序，并修复其中前th%的时空路径，避免使混合储能系统损失潜在的套利机会，并且本方法易于实现，时间开销小。
[0059]
作为一种可选实施例，在将目标时空网络图输入时空网络模型之前，方法还包括：获取与混合储能系统中移动储能系统有关的第一状态信息；获取与混合储能系统中固定储能系统有关的第二状态信息；获取移动储能系统在不同电池网络节点，以及处于不同时刻的第一充电量和第一放电量；获取固定储能系统在不同电池网络节点，以及处于不同时刻的第二充电量和第二放电量；根据时空数据、第一状态信息、第二状态信息、第一充电量、第一放电量、第二充电量以及第二放电量，得到混合储能系统的综合函数和约束条件；基于综合函数和约束条件，建立时空网络模型。
[0060]
可选地，获取与移动储能系统有关的第一状态信息，具体包括：移动储能系统中车辆数量，车辆的运输成本，车辆换电池成本，车辆电池老化成本，车辆进和出电池网络节点的情况、车辆电池的容量、最大放电量、车辆不同时刻的荷电状态、电池网络节点的最大充放电量和充放电接口数。
[0061]
获取与固定储能系统有关的第二状态信息，具体包括：固定储能系统不同时刻的荷电状态、固定储能系统的容量、电池老化成本。
[0062]
综合函数包括市场收益函数和成本函数，综合函数是市场收益函数和成本函数之
差。
[0063]
由于移动储能系统和固定储能系统都是利用在低电价时充电，高电价时放电实现套利的，因此根据时空数据中电池网络节点不同时刻的电价、移动储能系统的第一充电量、第一放电量以及车辆数量、固定储能系统的第二充电量和第二放电量，能够计算出混合储能系统的市场收益，基于此构建市场收益函数。
[0064]
成本函数包含车辆运输成本、车辆换电池成本、车辆和固定储能系统各自的电池老化成本。
[0065]
显而易见，市场收益减去成本为最终的盈利，因此综合函数为市场收益函数减去成本函数。
[0066]
约束条件包括移动储能系统的路径约束函数、移动储能系统的容量约束函数、充放电约束函数、固定储能系统的容量约束函数。
[0067]
车辆收到时空路径的限制，通过车辆进和出电池网络节点的情况约束车辆的时空路径，生成路径约束函数。
[0068]
移动储能车辆的荷电状态不能超过其电池的容量，车辆的充电量或放电量不能超过电池网络节点的最大充电量或放电量，生成移动储能系统的容量约束函数。
[0069]
同时在同一电池网络节点充电或放电的车辆不能超过该节点的充放电接口数，另外，要保证移动储能车辆充放电或更换电池和路径规划的时空一致性，生成充放电约束函数。
[0070]
固定储能系统和移动储能车辆的充放电量不能超过节点的最大充电量或放电量，移动储能车辆更换电池产生的充放电量不能超过固定储能系统的容量，生成固定储能系统的容量约束函数。
[0071]
基于上述综合函数和约束条件建立时空网络模型。
[0072]
在本技术实施例中，在分析移动储能系统和固定储能系统的盈利方式和状态信息后，生成综合函数和约束条件并建立时空网络模型，通过该时空网络模型能够准确计算出混合储能系统真实的套利情况，提高电池储能的效率，提高运营收益，为选出最优时空路径并最终得出混合储能系统库存路径规划方案提供基础。
[0073]
作为一种可选实施例，得到混合储能系统的库存路径规划方案，包括：根据目标时空网络图，得到第三预设数量个候选时空路径；基于综合函数和约束条件，分别计算混合储能系统在不同候选时空路径下的最大收益；将最大收益所对应的数值最高的候选时空路径作为最优时空路径；根据最优时空路径，得到库存路径规划方案。
[0074]
可选地，根据目标时空网络图即经过破坏和修复后的时空网路图得到多个候选时空路径，第三预设数量表示多个，此处不作具体数量限制。
[0075]
利用上述时空网络模型，通过gurobi求解混合储能系统在不同候选时空路径、不同充电量、不同放电量以及是否要更换电池情况下的最大收益，最大收益为在满足约束条件的情况下，计算出的综合函数的最大数值。
[0076]
将最大收益所对应的数值最大的候选时空路径作为最优时空路径。
[0077]
结合最优时空路径、最优时空路径中固定储能系统和移动储能系统各自的充电量
和放电量、是否需要更换电池，得到混合储能系统的库存路径规划方案，包括：固定储能系统的充换电规划、移动储能系统的充换电和路径规划。
[0078]
在本技术实施例中，先计算候选时空路径的最大收益，再将不同候选路径中最大收益所对应的数值最高的候选路径作为最优路径，进而得到库存路径规划方案，通过上述步骤对混合储能系统的运行进行决策，增加了电池储能方式的灵活性，并提高了电池储能的效率，同时提高了混合储能系统的运营收益。
[0079]
作为一种可选实施例，图4是根据本技术实施例的另一种可选的混合储能系统库存路径规划方法的流程示意图，该方法包括：构建混合储能系统库存路径规划时空网络图；计算时空网络路径电价差；定义时空网络路径电价差阈值；删除电价差低于阈值的时空网络路径；定义时空路径套利机会评估指标；计算被删除时空路径的套利机会值；定义时空路径修复阈值，修复套利机会值大于修复阈值的时空路径；求解经过破坏和修复的时空网络，输出混合储能系统调度方案。
[0080]
可选地，首先，根据电网节点和调度周期，构建混合储能系统库存路径规划的时空网络图，该时空网络图本质上为一个前向全连接图，包含了混合储能系统在调度周期内的所有可能库存路径规划方案，即该时空网络构成了混合储能系统调度问题的解空间。其次，在时空网络破坏阶段，计算每一条时空网络路径的电价差，通过设定电价差阈值，将点电价差低于该阈值的时空路径删除。接着，在时空网络修复阶段，定义时空路径套利机会评估指标，用于计算和评估被删除时空路径的潜在套利机会。在此基础上，定义了时空路径修复阈值，修复套利机会值大于修复阈值的时空路径。最后，求解经过破坏和修复的时空网络，输出混合储能系统调度方案。
[0081]
在本技术实施例中，通过删除时空网络中电价差较小的时空路径，剔除解空间大部分不可行解和劣解，之后选择性地修复具有潜在套利机会的时空路径，精简时空网络的复杂度，使得本方法能够更快求解出更加复杂的混合储能的系统库存路径规划问题，显著提升了规划效率，可为混合储能系统智能决策、高效管理提供技术支撑。
[0082]
基于上述实施例，为了对上述方法的有效性进行测试，设置了三组算例，采用本技术方法（算法）结合商业求解器gurobi求解上述算例，并与仅使用商业求解器gurobi的求解结果进行对比。
[0083]
可选地，算例和算法参数设置如表1所示，pd为电价差阈值，月度和年度规划的实验结果分别如表2和表3所示。
[0084]
表1算例和算法参数设置
表2月度规划实验结果表3年度规划实验结果其中，以仅使用gurobi求得的最优解为对照，分析本技术所提算法+gurobi联合求解的结果与最优解的差距和节省的时间。从表2和表3可以看出，在所有的测试算例中，与仅使用gurobi相比，本技术所提算法+gurobi联合求解的方法都能够以低于1%的精度损失为代价，减少90%以上的时间开销，显著提升了混合储能系统的规划效率。这验证了本技术所提出的混合储能系统库存路径规划方法在求解具有大规模电网节点、多移动储能系统的混合储能系统库存路径规划问题上具有显著的效益，本方法可为混合储能系统智能决策、高效管理提供技术支撑。
[0085]
根据本技术实施例的另一个方面，还提供了一种用于实施上述混合储能系统库存路径规划方法的混合储能系统库存路径规划装置。图5是据本技术实施例的一种可选的混合储能系统库存路径规划装置的结构框图，如图5所示，该装置可以包括：建立模块501，用于建立混合储能系统的时空网络图；破坏模块502，用于破坏时空网络图，得到破坏后的时空路径集合和被删除的时空路径集合；修复模块503，用于修复被删除的时空路径集合，得到修复后的时空路径集合；合并模块504，用于合并破坏后的时空路径集合和修复后的时空路径集合，得到目标时空网络图；得到模块505，用于将目标时空网络图输入时空网络模型，得到混合储能系统的库存路径规划方案。
[0086]
需要说明的是，该实施例中的建立模块501可以用于执行上述步骤s101，该实施例中的破坏模块502可以用于执行上述步骤s102，该实施例中的修复模块503可以用于执行上述步骤s103，该实施例中的合并模块504可以用于执行上述步骤s104，该实施例中的得到模块505可以用于执行上述步骤s105。
[0087]
通过上述模块，先建立包含所有时空路径的时空网络图，之后，破坏该时空网络图，删除时空路径的不可行解和劣解，然后，选择性修复具有潜在套利机会的时空路径，进而得到经过破坏和修复的目标时空网络图，最后，利用时空网络模型求解目标时空网络图，得到混合储能系统的库存路径规划方案。一方面，得出的混合储能系统的库存路径规划方案能够最大化混合储能系统的运营收益并且大大减小了得出该库存路径规划方案的时间开销，另一方面，能够求解混合储能系统在大规模电池网络节点、多移动储能车辆、长时间尺度下的库存路径规划方案。解决了相关技术中存在求解难度大、时间开销大以及难以在大规模电池网络节点、多移动储能车辆、长时间尺度下对混合储能系统进行调度规划的问题。
[0088]
作为一种可选实施例，建立模块包括：第一获取单元，用于获取混合储能系统中电池网络节点的时空数据和调度周期；第一得到单元，用于基于时空数据，连接调度周期内所有时刻的电池网络节点，得到时空网络图。
[0089]
作为一种可选实施例，破坏模块包括：第二得到单元，用于根据时空网络图，得到第一预设数量个时空路径；第三得到单元，用于根据时空数据，得到电池网络节点不同时刻的电价；第一计算单元，用于根据电价和第一预设公式，计算时空路径中电池网络节点的电价差；判断单元，用于判断每个时空路径的电价差是否小于第一预设阈值；删除单元，用于在确定时空路径的电价差小于第一预设阈值的情况下，删除时空路径并将时空路径存储进被删除的时空路径集合；第四得到单元，用于在所有剩余的时空路径的电价差均不小于第一预设阈值的情况下，得到破坏后的时空路径集合，其中，剩余的时空路径为时空网络图在去除被删除的时空路径集合内的所有时空路径之后，所得到的时空路径。
[0090]
作为一种可选实施例，修复模块包括：第五得到单元，用于根据被删除的时空路径集合，得到第二预设数量个时空路径；第六得到单元，用于根据时空数据，得到时空路径中电池网络节点之间的距离；第七得到单元，用于根据电价差、距离和第二预设公式，得到第二预设数量个时空路径的评估指标；存储单元，用于将第二预设数量个时空路径和对应的评估指标存储进待修复的时空路径集合中；处理单元，用于利用预设方法处理待修复的时空路径集合，得到修复后的时空路径集合。
[0091]
作为一种可选实施例，处理单元包括：排序子模块，用于基于评估指标，对待修复的时空路径集合按照预设顺序进行排序，得到排序后的时空路径集合；修复子模块，用于修复排序后的时空路径集合中前预设比例个时空路径，得到修复后的时空路径集合。
[0092]
作为一种可选实施例，得到模块包括：第二获取单元，用于获取与混合储能系统中移动储能系统有关的第一状态信息；第三获取单元，用于获取与混合储能系统中固定储能系统有关的第二状态信息；第四获取单元，用于获取移动储能系统在不同电池网络节点，以及处于不同时刻的第一充电量和第一放电量；第五获取单元，用于获取固定储能系统在不同电池网络节点，以及处于不同时刻的第二充电量和第二放电量；第八得到单元，用于根据时空数据、第一状态信息、第二状态信息、第一充电量、第一放电量、第二充电量以及第二放电量，得到混合储能系统的综合函数和约束条件；建立单元，用于基于综合函数和约束条件，建立时空网络模型。
[0093]
第九得到单元，用于根据目标时空网络图，得到第三预设数量个候选时空路径；第二计算单元，用于基于综合函数和约束条件，分别计算混合储能系统在不同候选时空路径下的最大收益；作为单元，用于将最大收益所对应的数值最高的候选时空路径作为最优时空路径；第十得到单元，用于根据最优时空路径，得到库存路径规划方案。
[0094]
此处需要说明的是，上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例所公开的内容。
[0095]
根据本技术实施例的又一个方面，还提供了一种用于实施上述混合储能系统库存路径规划方法的电子设备，该电子设备可以是服务器、终端、或者其组合。
[0096]
图6是根据本技术实施例的一种可选的电子设备的结构框图，如图6所示，包括处理器601、通信接口602、存储器603和通信总线604，其中，处理器601、通信接口602和存储器603通过通信总线604完成相互间的通信，其中，存储器603，用于存储计算机程序；处理器601，用于执行存储器603上所存放的计算机程序时，实现如下步骤：
建立混合储能系统的时空网络图；破坏时空网络图，得到破坏后的时空路径集合和被删除的时空路径集合；修复被删除的时空路径集合，得到修复后的时空路径集合；合并破坏后的时空路径集合和修复后的时空路径集合，得到目标时空网络图；将目标时空网络图输入时空网络模型，得到混合储能系统的库存路径规划方案。
[0097]
可选地，在本实施例中，上述的通信总线可以是pci(peripheral component interconnect，外设部件互连标准)总线、或eisa(extended industry standard architecture，扩展工业标准结构)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图6中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
[0098]
通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
[0099]
存储器可以包括ram，也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如，至少一个磁盘存储器。可选地，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
[0100]
作为一种示例，如图6所示，上述存储器603中可以但不限于包括上述混合储能系统库存路径规划装置中的建立模块501、破坏模块502、修复模块503、合并模块504、得到模块505。此外，还可以包括但不限于上述混合储能系统库存路径规划装置中的其他模块单元，本示例中不再赘述。
[0101]
上述处理器可以是通用处理器，可以包含但不限于：cpu (central processing unit，中央处理器)、np(network processor，网络处理器)等；还可以是dsp (digital signal processing，数字信号处理器)、asic (application specific integrated circuit，专用集成电路)、fpga (field－programmable gate array，现场可编程门阵列)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
[0102]
可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
[0103]
本领域普通技术人员可以理解，图6所示的结构仅为示意，实施上述混合储能系统库存路径规划方法的设备可以是终端设备，该终端设备可以是智能手机（如android手机、ios手机等）、平板电脑、掌上电脑以及移动互联网设备（mobile internet devices，mid）、pad等终端设备。图6其并不对上述电子设备的结构造成限定。例如，终端设备还可包括比图6中所示更多或者更少的组件（如网络接口、显示装置等），或者具有与图6所示的不同的配置。
[0104]
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令终端设备相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：闪存盘、rom、ram、磁盘或光盘等。
[0105]
根据本技术实施例的又一个方面，还提供了一种存储介质。可选地，在本实施例中，上述存储介质可以用于存储执行混合储能系统库存路径规划方法的程序代码。
[0106]
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以位于上述实施例所示的网络中的多个网络设备中的至少一个网络设备上。
[0107]
可选地，在本实施例中，存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：建立混合储能系统的时空网络图；
破坏时空网络图，得到破坏后的时空路径集合和被删除的时空路径集合；修复被删除的时空路径集合，得到修复后的时空路径集合；合并破坏后的时空路径集合和修复后的时空路径集合，得到目标时空网络图；将目标时空网络图输入时空网络模型，得到混合储能系统的库存路径规划方案。
[0108]
可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例中所描述的示例，本实施例中对此不再赘述。
[0109]
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：u盘、rom、ram、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0110]
在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0111]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。