专利名称：基于二次规划模型的电池储能系统削峰填谷日前优化方法
技术领域：
本发明是一种基于二次规划模型的电池储能系统削峰填谷日前优化方法，属于基于二次规划模型的电池储能系统削峰填谷日前优化方法的改造技术。
背景技术：
大规模电池储能系统(Battery Energy Storage System, BESS)通过在负荷高峰时放电，在负荷低谷时充电，可以实现对负荷的削峰填谷功能。对电网来说，削峰填谷能够推迟设备容量升级，提高设备利用率，节省设备更新的费用；对用户来说，可以利用峰谷电价差获得经济效益。在国外已有许多大规模BESS在运行；在国内，南方电网开展了MW级电池储能系统示范项目。削峰填谷日前优化是在新的一天开始前，根据预测出的日负荷曲线，优化出24小时的BESS最优充放电策略，即每个时刻电池是否充放电，充放电的功率大小为多少。在实时控制时，根据日前优化给出的充放电策略，以及当前时刻的负荷值、电池状态等数据，计算出充放电功率指令并下发给每组电力电子变流器。目前广泛采用的电池储能系统削峰填谷日前优化模型中，基于分时电价理论，以获得最大的经济效益为目标，一个小时对应一个负荷点，一天一共24个点。这样的模型优化出的结果过于粗糙，电池充放电起止时刻不精确，无法平抑分钟级时间尺度上的负荷功率波动。另外，电池的非线性物理约束使得优化模型难以求解。目前求解电池储能系统削峰填谷日前优化模型的方法主要是智能算法和动态规划算法。智能算法包括遗传算法、粒子群算法、模拟退火算法等。在智能算法中，选取合适的参数非常困难且智能算法无法保证每次都能求得全局最优解。动态规划算法中电池剩余电量被离散化，电池的出力只能在一系列离散值中选取。
发明内容
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种能求出电池储能系统在一天中的最优充放电策略，以使得负荷曲线变得最为平坦的基于二次规划模型的电池储能系统削峰填谷日前优化方法。本发明不仅节省空间、成本低、使用安全、操作方便，使用寿命长。本发明的技术方案是本发明的基于二次规划模型的电池储能系统削峰填谷日前优化方法，包括有以下步骤I)系统初始化输入参数及预测负荷文件,参数包括一天中负荷数据点的个数N ;相邻负荷数据的时间间隔A t ;电池组总容量S ;电池剩余电量的上限Shigh和下限Slw ;电池剩余电量的初值Sinitial和终值Sfinal ;最大充放电功率限制值Pmax ;预测负荷文件中包括N个预测负荷数据，分别为D⑴，i = 1,2,…，N;2)建立电池储能系统日前优化模型选取N个时刻BESS输出功率b(i)，i = 1,2,…，N作为控制变量，电池充电为正，放电为负。选取N个时刻电池的剩余电量s(i)，i = 0，1，2，…，N作为状态变量。将负荷方差选取为目标函数
权利要求
1.一种基于二次规划模型的电池储能系统削峰填谷日前优化方法，其特征在于包括有以下步骤1)系统初始化输入参数及预测负荷文件，参数包括一天中负荷数据点的个数N ;相邻负荷数据的时间间隔A t ;电池组总容量S ;电池剩余电量的上限Shigh和下限Slw ;电池剩余电量的初值 Sinitial和终值Sfinal ;最大充放电功率限制值Pmax ;预测负荷文件中包括N个预测负荷数据， 分别为 D(i)，i = 1,2,…，N;2)建立电池储能系统日前优化模型选取N个时刻BESS输出功率b(i)，i = 1,2,…，N作为控制变量，电池充电为正，放电为负。选取N个时刻电池的剩余电量s(i)，i = 0，1，2，…，N作为状态变量。将负荷方差选取为目标函数
2.根据权利要求I所述的基于二次规划模型的电池储能系统削峰填谷日前优化方法， 其特征在于上述极小化目标函数f(x)的具体步骤如下31)给定初始可行点b(i)的选择方法如下进行除法运算
全文摘要
本发明是一种基于二次规划模型的电池储能系统削峰填谷日前优化方法。本发明的模型中的目标函数为凸函数，要求解的二次规划为凸二次规划，理论上只要求得KKT点就找到了全局最优解，计算方法成熟，初始可行解方便易得。本发明求解过程中不需要将电池的剩余电量离散化。本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的基于二次规划模型的电池储能系统削峰填谷日前优化方法。
文档编号G06F17/50GK102622475SQ20121005060
公开日2012年8月1日 申请日期2012年2月29日 优先权日2012年2月29日
发明者余建国, 李勇琦, 李永兴, 段卫国, 王科, 董旭柱, 袁志昌, 钟朝现, 陆志刚, 陆超, 陈柔伊, 饶宏, 鲍冠南, 黄晓东 申请人:中国南方电网有限责任公司调峰调频发电公司, 南方电网科学研究院有限责任公司, 清华大学