储能系统的调度方法、装置、电子设备及存储介质与流程

本发明涉及配电网能量调度，尤其涉及一种储能系统的调度方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、为了减少污染气体的排放，包括光伏风电在内的分布式新能源得到了广泛的建设。而今，由于风电等间歇性可再生新能源发电的超常规发展，大规模新能源发电并网对电力系统安全稳定运行的影响已经显现，为电网运行调度带来了一系列新的挑战。储能装置作为一种常用的可调度资源的装置，可以有效提升电力系统各环节的灵活性和可靠性，是平抑功率波动和改善电能质量的有效途径之一。储能装置的形式多种多样，包括储电、储热、储气(天然气或氢气)等形式，单一的储能装置无法满足多种能源的需求。因此，学者们提出了包括电、热、气等多种能源网络的多元储能系统来提高能源利用效益，提高清洁能源消费比重。由此如何实现分布式新能源和多元储能系统间的协同互动，从而对多元储能系统进行优化调度，提供一种经济环保的能量调度方案，成为亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种储能系统的调度方法、装置、电子设备及存储介质，以解决如何实现分布式新能源与多元储能系统间的协同互动，从而对多元储能系统进行优化调度的问题。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种储能系统的调度方法，包括：

3、分别建立多元储能系统中各装置的数学模型；

4、基于所述数学模型，构建约束条件；

5、分别以所述多元储能系统的能量交互成本、所述多元储能系统的能源利用率、所述多元储能系统的功率波动以及所述多元储能系统的能源平均外购率为目标，对应建立目标函数；

6、基于所述约束条件，对所述目标函数进行多目标优化求解，得到所述多元储能系统的最优调度结果。

7、在一种可能的实现方式中，所述多元储能系统包括：储氢罐、储热罐和蓄电池；

8、所述分别以所述多元储能系统的能量交互成本、所述多元储能系统的能源利用率、所述多元储能系统的功率波动以及所述多元储能系统的能源平均外购率为目标，对应建立目标函数，包括：

9、以所述多元储能系统的能量交互成本最低为目标，依据购电成本、运维成本和售电收入，建立第一目标函数；

10、以所述多元储能系统的能源利用率最大为目标，依据所述储氢罐的储氢量、所述储热罐的储热量和所述蓄电池的蓄电量，建立第二目标函数；

11、以所述多元储能系统的功率波动最小为目标，依据多元储能系统与外部能源网络进行电能交互时的第一功率变化量、多元储能系统与外部能源网络进行热能交互时的第二功率变化量以及多元储能系统与外部能源网络进行氢能交互时的第三功率变化量，建立第三目标函数；

12、以所述多元储能系统的能源平均外购率最小为目标，依据多元储能系统与外部能源网络进行电能交互时的第一功率变化量与电功率需求、多元储能系统与外部能源网络进行热能交互时的第二功率变化量与热功率需求以及多元储能系统与外部能源网络进行氢能交互时的第三功率变化量与氢功率需求，建立第四目标函数。

13、在一种可能的实现方式中，以所述多元储能系统的能源利用率最大为目标，依据所述储氢罐的储氢量、所述储热罐的储热量和所述蓄电池的蓄电量，建立第二目标函数，包括：

14、根据建立所述第二目标函数；

15、其中，f2表示所述能源利用率，εt表示储氢罐释放氢气供应氢负荷的比例，表示t时刻储氢罐的释放氢气量，表示t时刻储热罐的释放热量，表示t时刻蓄电池的放电功率，表示t时刻储氢罐的储存氢气量，表示t时刻储热罐的储存热量，表示t时刻蓄电池的充电功率，t表示储能调度周期内的总时段数。

16、在一种可能的实现方式中，所述基于所述约束条件，对所述目标函数进行多目标优化求解，得到所述多元储能系统的最优调度结果，包括：

17、初始化参数；所述参数包含种群规模、预设交叉率、自适应变异率、当前迭代次数和最大迭代次数；

18、基于所述约束条件，随机生成种群规模为m的父代种群；所述父代种群中包含m个个体，每个个体代表所述目标函数的一个解；所述m为大于或等于1的整数；

19、按照预设交叉率和自适应变异率，对所述父代种群中的个体进行交叉操作和变异操作，生成子代种群；

20、对所述父代种群和所述子代种群的的所有个体进行非支配排序，得到每个个体的支配等级；

21、基于各个体的支配等级，从所有个体中筛选出最佳的m个个体，形成下一代种群，并将当前迭代次数加1；

22、检测所述当前迭代次数是否达到最大迭代次数，若当前迭代次数小于最大迭代次数时，将所述下一代种群确定为新的父代种群，并跳转到“按照预设交叉率和自适应变异率，对所述父代种群中的个体进行交叉操作和变异操作，形成子代种群”步骤执行，并继续执行后续步骤，直到当前迭代次数大于或等于所述最大迭代次数，将所述下一代种群作为最终解集；

23、分别计算所述最终解集中每个解的满意度，将满意度最大的解确定为所述最优调度结果。

24、在一种可能的实现方式中，在所述按照预设交叉率和自适应变异率，对所述父代种群中的个体进行交叉操作和变异操作，生成子代种群之前，还包括：

25、根据初始的自适应变异率和当前迭代次数，计算当前的自适应变异率。

26、在一种可能的实现方式中，所述根据初始的自适应变异率和当前迭代次数，计算当前的自适应变异率，包括：

27、根据计算当前的自适应变异率；

28、其中，表示第k次迭代时的自适应变异率，表示初始的自适应变异率，kmax表示最大迭代次数。

29、在一种可能的实现方式中，以所述多元储能系统的能量交互成本最低为目标，依据购电成本、运维成本和售电收入，建立第一目标函数，包括：

30、根据f1＝cc+cwh-cd建立第一目标函数；

31、其中，f1表示所述能量交互成本，cc表示购电成本，cwh表示运维成本，cd表示售电收入；

32、以所述多元储能系统的功率波动最小为目标，依据多元储能系统与外部能源网络进行电能交互时的第一功率变化量、多元储能系统与外部能源网络进行热能交互时的第二功率变化量以及多元储能系统与外部能源网络进行氢能交互时的第三功率变化量，建立第三目标函数，包括：

33、根据建立第三目标函数；

34、其中，f3表示所述功率波动，δpe,t表示从t时刻到t+1时刻，多元储能系统与外部能源网络进行电能交互时的第一功率变化量，δpt,t表示从t时刻到t+1时刻，多元储能系统与外部能源网络进行热能交互时的第二功率变化量，δph,t表示从t时刻到t+1时刻，多元储能系统与外部能源网络进行氢能交互时的第三功率变化量；t表示储能调度周期内的总时段数。

35、以所述多元储能系统的能源平均外购率最小为目标，依据多元储能系统与外部能源网络进行电能交互时的第一功率变化量与电功率需求、多元储能系统与外部能源网络进行热能交互时的第二功率变化量与热功率需求以及多元储能系统与外部能源网络进行氢能交互时的第三功率变化量与氢功率需求，建立第四目标函数，包括：

36、根据建立第四目标函数；

37、其中，f4表示所述能源平均外购率，pel,t表示t时刻的电功率需求，ptl,t表示t时刻的热功率需求，phl,t表示t时刻的氢功率需求。

38、第二方面，本发明实施例提供了一种储能系统的调度装置，包括：

39、建模模块，用于分别建立多元储能系统中各装置的数学模型；

40、约束模块，用于基于所述数学模型，构建约束条件；

41、目标模块，用于分别以所述多元储能系统的能量交互成本、所述多元储能系统的能源利用率、所述多元储能系统的功率波动以及所述多元储能系统的能源平均外购率为目标，对应建立目标函数；

42、优化模块，用于基于所述约束条件，对所述目标函数进行多目标优化求解，得到所述多元储能系统的最优调度结果。

43、第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。

44、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。

45、本发明实施例提供一种储能系统的调度方法、装置、电子设备及存储介质，通过分别建立多元储能系统中各装置的数学模型；基于数学模型，构建约束条件；分别以多元储能系统的能量交互成本、多元储能系统的能源利用率、多元储能系统的功率波动以及多元储能系统的能源平均外购率为目标，对应建立目标函数；基于约束条件，对目标函数进行多目标优化求解，得到多元储能系统的最优调度结果，通过分别以能源利用率和功率波动为目标建立目标函数，可以在后续优化求解过程中，增加多元储能系统的能量利用率，并且平抑分布式新能源的出力波动，实现分布式新能源与多元储能系统间的协同互动，进而实现对多元储能系统的最优调度。