具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的基于社区微网电能交易的储能设备控制方法的流程示意图，本实施例提供的基于社区微网电能交易的储能设备控制方法适用于对社区微网与外网进行电能交易通过较少通信数据对社区微网中产消者储能设备进行控制，实现储能设备性能的最大化利用。所述基于社区微网电能交易的储能设备控制方法可以由基于社区微网电能交易的储能设备控制装置实现，该装置可通过软件和\或硬件方式实现。参见图1，所述基于社区微网电能交易的储能设备控制方法，可以包括：

S110，测量社区微网与主电网连接点的净负荷。

在本实施例中，社区微网可与主电网进行电能交互，在社区微网电能充足情况下，可向主电网售电；在社区微网电能紧张情况下，从主电网购电。可利用现有的电流测量工具测量社区微网与主电网连接点的净负荷。以确定处于何种状态，以及对应的电能值。

S120，根据所述净负荷确定社区微网中储能设备的控制参数。

根据实时测量社区微电网与主网连接处的净负荷值，调整各储能设备充放电设定值。规则为：当社区微电网有剩余发电功率时，产消者“按与其储能设备标称容量大小成线性关系的量为储能设备充电”；反之，当社区微电网PV发电功率不足以满足用电需求时，产消者则“按与其储能设备标称容量成线性关系的量对储能设备放电”。基于上述规则，每个产消者储能设备充电(放电)功率与其储能设备的标称容量的比值相同。且每个产消者储能设备的控制器应收到相同的充电(放电)控制信号。这意味着所有产消者储能设备的SOC应大致相同。事实上，由于储能设备和逆变器老化程度的差异，一些储能设备可能更早达到其储能设备荷电状态(State of Charge,SOC)最大或最小允许值，但这不影响控制策略，因为控制信号的发出取决于社区微电网和主网连接点的实时测量值。储能设备控制器只接收来自社区微电网管理系统的控制信号，而不考虑产消者自身的净负荷。如某产消者的储能设备可能在该产消者有剩余发电功率时放电，这是因为其社区微网中的邻居可能需要并且消耗该部分发电能源。

可选的，所述根据所述净负荷确定社区微网中储能设备的控制参数，可以包括：根据所述净负荷判断储能设备处于充电或者放电状态；在为充电状态时，根据所有产消者在时隙t的净负荷、所有产消者储能设备的最大充电功率和单个产消者i的储能设备的充电功率确定储能设备的充电参数，以使得与储能设备标称容量大小成线性关系的量为储能设备充电；在为放电状态时，根据所有产消者在时隙t的净负荷、所有产消者储能设备的最大充电功率和单个产消者i的储能设备的充电功率定储能设备的放电参数，以使得采用储能设备标称容量大小成线性关系的量放电。

具体的，所述根据所述净负荷确定社区微网中储能设备的控制参数，包括：

采用如下方式计算：

其中，所述指时隙t储能设备的充电功率；指时隙t储能设备的放电功率，所述为产消者i在时隙t的净负荷，为社区微网中所有产消者储能设备的最大充电\放电功率，所述为单个产消者i的最大充电\放电功率。

在所述净负荷为正值时，所述社区微网中储能设备的充电功率需要满足下述条件：

其中，为产销者i在时间t内充电功率，ΔP_BW为储能设备充电(或放电)设定值的带宽。

具体的，可以实时测量社区微电网与主网连接处的净负荷(即)，当社区的总PV发电量高于总负荷(即)，且SOC低于最大允许SOC时，剩余PV发电功率分配给所有储能设备；一旦其SOC达到SOC_max，剩余PV发电功率馈入电网。

当社区的PV总发电功率小于总负荷(即)，SOC高于最小允许SOC时，社区所需的负荷功率通过所有储能设备放电供应；当其SOC降至SOC_min时，社区所需负荷功率由主电网供应。充电(放电)功率同时受逆变器的实际充电(放电)功率大小的约束。

相应的，在所述净负荷为负值时，所述根据所述净负荷确定社区微网中储能设备的控制参数利用如下方式计算：

SOC为储能设备荷电状态，和为最小和最大允许SOC；

并且所述社区微网中储能设备的放电功率需要满足下述条件：

利用上述方式可以根据社区微网与主电网之间电能净负荷确定社区微网中储能设备的控制参数。实现避免对配电网的功率扰动，同时显著降低用能成本。

在本实施例的一个优先实施方式中，所述方法还可包括如下步骤：根据全日社区微电网与主网连接点处的净负荷、时隙t-24时的实际储能设备充电和放电功率；社区微网P2P电力交易电价、社区微网用户的储能设备条件，建立带储能设备约束条件的社区微网产消者非线性规划产销量数学模型；

s.t.

s.t.

其中，所述t-24指时隙t之前24小时的时隙；为时隙t-24时社区微电网与主网连接点处的净负荷，该值由历史实际测量获得；NB指产销者的数目；和为时隙t-24时的实际储能设备充电和放电功率，这两项参数值在第二阶段基于规则的控制策略获得；为时隙t-24时社区能源需求与PV发电量的总和(不含储能设备部分)；λ_buy,t指时隙t社区微网买入电能的价格；λ_sell,t指时隙t社区微网卖出电能的价格；

根据所述最低成本模型计算储能设备充放电的约束条件；

相应的，可以将所述根据所述净负荷确定社区微网中储能设备的控制参数，具体优化为：在满足所述充放电的约束条件下，根据所述净负荷确定社区微网中储能设备的控制参数。

具体的，上述提供的方法虽然考虑到实时社区微网与主电网之间电能交互，但作为社区微网来说，其应该保证每天收益最大。特别是在电价在每天不同时段存在一定差异的情况。因此，在本实施例中，首先建立全天0-24小时的社区微网产消者非线性规划产销量数学模型。具体的，可以根据全日社区微网与主网连接点处的净负荷、时隙t-24时的实际储能设备充电和放电功率；社区微网P2P电力交易电价、社区微网用户的储能设备条件。

s.t.

并且还受如下条件约束：

s.t.

其中，所述t-24指时隙t之前24小时的时隙；为时隙t-24时社区微电网与主网连接点处的净负荷，该值由历史实际测量获得；NB指产销者的数目；和为时隙t-24时的实际储能设备充电和放电功率，这两项参数值在第二阶段基于规则的控制策略获得；为时隙t-24时社区能源需求与PV发电量的总和(不含储能设备部分)；λ_buy,t指时隙t社区微网买入电能的价格；λ_sell,t指时隙t社区微网卖出电能的价格。

当时，表明在时隙t社区微网从主网买入电能，电价为正；当时，表明在时隙t社区微网向主网卖出电能，相当于电价为负。

假设从时隙t开始的未来24小时PV发电量和能源需求与前一天相同，优化获取时间窗T内储能设备充电和放电的时间表。λ_grid,t符合下述约束条件：当社区能源需求高于社区内发电量时，λ_grid,t等于向电网买电的电价(λ_buy,t)；当社区能源需求低于社区内发电量时，λ_grid,t等于卖给电网的电力销售价格(λ_sell,t)。为决策变量，表示第i个产消者储能设备充电/放电功率的最优时间表。当时，表示储能设备放电；当时，表示储能设备充电。此外，充电/放电功率还受逆变器实际充电/放电功率的约束，即下述约束条件：

为储能设备的标称容量。在实际运行过程中，通常将储能设备SOC限制在一定范围内，并且充电和放电功率受逆变器功率大小的约束，如下式所示：

式中：和为最小和最大允许SOC；和为最大充/放电功率。在本实施例中，所述储能设备为锂离子电池。

据此，这些约束条件可表达为：

s.t.

此外，考虑到从电网购买和向电网出售电力的价格，目标函数也可以表示为：

并可利用去除绝对值计算，简化上述目标函数，可转化为如下公式：

上述公式对应增加的约束条件为：

m_i·n_i＝0

m_i≥0,n_i≥0,i＝1,...,T。

利用上述公式可以通过迭代计算方式，具体的，可以将社区微网总成本设置为0，或者可能的最大销售收益，并根据上述总成本进行迭代计算，直至满足最低成本模型的约束条件。在确定满足最低成本模型约束条件下，确定最低的成本或者最大的收益，并确定所有产消者的储能设备在不同时刻的充放电功率范围，并将其作为计算条件。进一步的，可以将全天24个小时均分为若干时间段，计算得到优化的储能设备充放控制时间表。根据所述净负荷和储能设备充放控制时间表确定社区微网中储能设备的控制参数。

此外，不仅可以利用社区微网产消者非线性规划产销量数学模型计算得到的能设备充放控制时间表作为计算条件对计算社区微网中储能设备的控制参数的过程进行计算。同时可以将计算得到的控制参数计算得到储能设备每个时段充放电功率的平均值带入下一个时段社区微网产消者非线性规划产销量数学模型中。具体的，社区微网产消者非线性规划产销量数学模型中的和为时隙t-24时的实际蓄电池充电和放电功率。利用上述方式，可以使得整个计算过程更加趋近于实际情况，对社区微网产销者储能设备控制更加精确。

S130,将所述储能设备的控制参数发送至储能设备控制器，以使得所述储能设备根据所述控制参数进行充放电。

可利用局域网或者其他网络将控制参数发送至每个产销者的储能设备控制器，进而根据上述控制参数分别对每个储能设备的进行充放电控制。

本发明实施例利用社区微网与主电网连接点的实时净负荷，根据社区微网中储能设备相应参数建立的充放电控制模型计算储能设备的控制参数，并利用控制参数进行充放电控制。与现有方式相比，只需社区微网与主电网连接点的实时净负荷一种通信数据，配合社区微网产消者的储能设备性能数据，即可对储能设备即时充放电功率进行有效优化，并可根据总运营成本提供即时充放电功率的成本最优限定条件，进而实现降低运营成本的同时，减少为控制储能设备所需的数据交互量。

实施例二

图2为本发明实施例提供的基于社区微网电能交易的储能设备控制装置的结构示意图，参加图2，所述基于社区微网电能交易的储能设备控制装置，包括：

测量模块210，用于测量社区微网与主电网连接点的净负荷；

确定模块220，用于根据所述净负荷确定社区微网中储能设备的控制参数；

发送模块230，用于将所述储能设备的控制参数发送至储能设备控制器，以使得所述储能设备根据所述控制参数进行充放电；

所述确定模块，包括：

判断单元，用于根据所述净负荷判断储能设备处于充电或者放电状态；

参数确定单元，用于在为充电状态时，根据所有产消者在时隙t的净负荷、所有产消者储能设备的最大充电功率和单个产消者i的储能设备的充电功率确定储能设备的充电参数，以使得与储能设备标称容量大小成线性关系的量为储能设备充电；在为放电状态时，根据所有产消者在时隙t的净负荷、所有产消者储能设备的最大充电功率和单个产消者i的储能设备的充电功率定储能设备的放电参数，以使得采用储能设备标称容量大小成线性关系的量放电。

本发明实施例提供的基于社区微网电能交易的储能设备控制装置，利用社区微网与主电网连接点的实时净负荷，根据社区微网中储能设备相应参数建立的充放电控制模型计算储能设备的控制参数，并利用控制参数进行充放电控制。与现有方式相比，只需社区微网与主电网连接点的实时净负荷一种通信数据，配合社区微网产消者的储能设备性能数据，即可对储能设备即时充放电功率进行有效优化，并可根据总运营成本提供即时充放电功率的成本最优限定条件，进而实现降低运营成本的同时，减少为控制储能设备所需的数据交互量。

在上述实施例的基础上，所述参数确定单元，包括：

第一计算子单元，所述第一计算单元采用如下方式计算：

其中，所述指时隙t储能设备的充电功率；指时隙t储能设备的放电功率，所述为产消者i在时隙t的净负荷，为社区微网中所有产消者储能设备的最大放电功率，所述为单个产消者i的最大放电功率。

在上述实施例的基础上，所述参数确定单元，还包括：

第一约束子单元，用于在所述净负荷为正值时，所述社区微网中储能设备的充电功率需要满足下述条件：

其中，为产销者i在时间t内充电功率，ΔP_BW为储能设备充电(或放电)设定值的带宽。

在上述实施例的基础上，所述参数确定单元，还包括：

第二计算子单元，用于在所述净负荷为负值时，所述根据所述净负荷确定社区微网中储能设备的控制参数利用如下方式计算：

SOC为储能设备荷电状态，和为最小和最大允许SOC。

在上述实施例的基础上，所述参数确定单元，还包括：

第二约束子单元，用于在所述净负荷为负值时，所述社区微网中储能设备的充电功率需要满足下述条件：

在上述实施例的基础上，所述装置还包括：

社区微网产消者非线性规划产销量数学模型建立模块，用于根据全日社区微网与主网连接点处的净负荷、时隙t-24时的实际储能设备充电和放电功率、社区微网P2P电力交易电价、社区微网用户的储能设备条件，建立带储能设备约束条件的社区微网产消者非线性规划产销量数学模型；

s.t.

s.t.

其中，所述t-24指时隙t之前24小时的时隙；为时隙t-24时社区微电网与主网连接点处的净负荷，该值由历史实际测量获得；NB指产销者的数目；和为时隙t-24时的实际储能设备充电和放电功率，这两项参数值在第二阶段基于规则的控制策略获得；为时隙t-24时社区能源需求与PV发电量的总和(不含储能设备部分)；λ_buy,t指时隙t社区微网买入电能的价格；λ_sell,t指时隙t社区微网卖出电能的价格；

充放控制时间表计算模块，用于根据所述最低成本模型计算储能设备充放电的充放控制时间表；

相应的，所述确定模块，包括：

确定单元，用于根据所述净负荷和充放控制时间表确定社区微网中储能设备的控制参数。

在上述实施例的基础上，所述装置还包括：

带入计算模块，用于将所述储能设备前一时段充放电功率的平均值作为下一半小时优化计算的其中一个约束条件带入计算。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。