2.2 变参数功率差控制原则
变参数功率差控制策略的原则之一是通过调节SOC高低限值区的充放电功率,尽量避免或缩短SOC处于越上下限区。为此,结合所划分的SOC状态区间,引入控制参数k1、k2、k3、k4,其控制原则如下：
1)SOC越上限区：此区间储能不进行充电操作。
在负荷I区,储能系统静置,由电网及光伏对园区负荷进行供电。
在负荷II区及III区,储能系统放电,且以充电上限值为目标放电,考虑储能系统功率约束,故放电功率：Pd=min(Pe,Pt−P2)Pd=min(Pe,Pt−P2);其中,Pe为储能系统额定功率;Pt为负荷功率。
2)SOC高限值区：此区间根据所处负荷区间不同,储能系统进行不同充放电操作。
在负荷I区,储能系统进行充电,但由于该区间内SOC值已经较大,过大的充电功率会使SOC进入越上限区,此区间内充电功率为
Pc=k1(P2−Pt)Pc=k1(P2−Pt) (5)
其中0 < k1 < 1，这样能够使其在负荷I区进行填谷的同时,兼顾SOC的状态。
在负荷II区,储能系统静置。
在负荷III区,储能系统进行放电操作,由于此刻的SOC值较高,很容易进入越上限区,需尽可能增大放电功率,同时放电还应受到功率约束与负荷区间约束,故此时的放电功率为
在负荷II区,储能系统静置。
在负荷III区,储能系统放电,放电功率为
Pd=k4(Pt−P1)Pd=k4(Pt−P1) (10)
其中0 < k4 < 1，
5)SOC越下限区：与SOC越上限区相反。
在负荷I区及II区,储能系统充电功率为
Pc=min(Pe,P1−Pt)(11)
在负荷III区,储能系统静置。
将上述控制策略整理如下表1所示,其中储能系统功率放电为正,充电为负。
表1 变参数功率差控制策略
如表1所示,通过Sup、Sdown两个参数变量能够对荷电状态区间进行划分,通过控制参数k1、k2、k3、k4对每个区间充放电功率进行控制。协调考虑SOC状态与负荷区间,共生成了15个充放电区间,每个区间对应不同的充放电规则。通过对Sup、Sdown、k1、k2、k3、k4等6个变量进行滚动优化,可实现协调考虑SOC状态的变参数功率差控制策略。
2.3 变参数功率差控制策略的参数优化
考虑到负荷有一定波动性,基于典型日负荷预测曲线,考虑控制策略在未来30 min内的控制效果,对这6个控制变量的滚动更新,从而使控制策略有一定前瞻性和全局性。因此,本文的控制目标将协调未来30 min内的负荷侧削峰填谷效果与SOC状态。
2.3.1 目标函数
为对本控制策略作用下的负荷侧削峰填谷效果、SOC变化情况进行评价,并鼓励光伏发电的就地消纳,提高供电满意度,定义以下子目标函数。
1)负荷侧评价指标。
为对负荷侧削峰填谷效果进行评价,本文定义目标函数F1为
4)目标函数权值确定。
综上,本控制策略的目标函数由F1,F2,F3,F4联合构成,即
minF=min{F1,F2,F3,F4} (17)
由于F1,F2,F3,F4分别代表目标函数的不同特征,对以上4个目标函数赋予一组权重系数λi (i=1,2,3,4),即
minF=λ1F1+λ2F2+λ3F3+λ4F4 (18)
