基于多源融合的船岸供電系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)行優(yōu)化策略

賈俊國(guó),陳曉楠,房鑫炎,金力,李亦凡

(1.國(guó)網(wǎng)電動(dòng)汽車服務(wù)有限公司,北京 100032; 2.上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院, 上海200240)

0 引 言

根據(jù)國(guó)際海事組織(IMO)報(bào)告[1],全球海運(yùn)每年約消耗3億噸燃油,排放出大量尾氣,包括SO2、NOX、CO2和顆粒物(PM),嚴(yán)重影響了地球生態(tài)環(huán)境。國(guó)家相關(guān)政策規(guī)定,新建港口必須配備岸電供電技術(shù),船舶岸電供電技術(shù)已經(jīng)成為了綠色港口評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的重要內(nèi)容。岸電技術(shù)通過(guò)使用岸基電源替代柴油發(fā)電機(jī),直接對(duì)靠岸郵輪等進(jìn)行供電,實(shí)現(xiàn)靠港船舶的尾氣零排放,能有效減少港口碼頭的污染,響應(yīng)了國(guó)家節(jié)能減排的號(hào)召[2]。

船舶岸電技術(shù)在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。早在1989年,瑞典哥德堡港首次使用岸電為滾裝輪渡供電。截止2008年,美國(guó)已經(jīng)有洛杉磯港、長(zhǎng)灘港等6個(gè)港口在使用船舶供岸電系統(tǒng),在歐洲也有哥德堡港、斯德哥爾摩港等10個(gè)港口安裝了船舶供岸電系統(tǒng)。近年來(lái),我國(guó)港口岸電也快速發(fā)展,在青島港、連云港港等地配置岸電系統(tǒng)。

目前,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)岸電系統(tǒng)的主要研究集中在岸電對(duì)接船舶負(fù)荷時(shí)供電的控制方法策略[3-4]、岸電變頻電源的控制技術(shù)[5]和控制參數(shù)的辨識(shí)方法[6]等方面。對(duì)于當(dāng)前多源接入岸電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)行方面的研究較少,使得港口岸電系統(tǒng)的新能源消納率不高,經(jīng)濟(jì)性無(wú)法做到最優(yōu)化。

目前存在不少應(yīng)用于配電網(wǎng)或微電網(wǎng)的協(xié)調(diào)優(yōu)化控制策略的研究。包括了有功無(wú)功協(xié)調(diào)優(yōu)化辦法,多能互補(bǔ)的微電網(wǎng)多目標(biāo)非線性優(yōu)化辦法,基于能源路由器的多區(qū)域虛擬電廠優(yōu)化調(diào)度方法以及多層次的優(yōu)化辦法[7]。

針對(duì)岸電系統(tǒng)存在的問(wèn)題,提出了岸電系統(tǒng)的分層分布式優(yōu)化調(diào)配策略。上層優(yōu)化通過(guò)邊緣計(jì)算[8](Edge Computing)減少因預(yù)測(cè)誤差和出力波動(dòng)帶來(lái)的不利影響;下層優(yōu)化通過(guò)結(jié)合分時(shí)電價(jià)和移動(dòng)儲(chǔ)能電源實(shí)現(xiàn)“谷充峰放”和“風(fēng)光互補(bǔ)”的運(yùn)行模式,提高新能源消納率以及多個(gè)投資主體的收益。構(gòu)建風(fēng)、光、儲(chǔ)、網(wǎng)等多源供電模式下的岸電系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)行優(yōu)化模型,明確對(duì)應(yīng)的優(yōu)化目標(biāo)及邊界條件,用于提高可再生能源消納率、岸電系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。最后利用混合整數(shù)線性規(guī)劃方法(Mix Integer Linear Programming, MILP)對(duì)該模型進(jìn)行求解。在MATLAB的YALMIP工具箱中調(diào)用CPLEX軟件包驗(yàn)證所提策略和模型的有效性、合理性。

1 移動(dòng)儲(chǔ)能電源

移動(dòng)儲(chǔ)能電源在岸電中主要用于為?？吭诮腻^地離岸較遠(yuǎn)的船舶提供供電服務(wù)。能夠?qū)崿F(xiàn)電源即插即充、負(fù)載即插即用。主要組成部件有：蓄電池及電池管理系統(tǒng)(Battery Management System, BMS)、儲(chǔ)能變流器(Power Conversion System, PCS)、能量管理系統(tǒng)(Energy Management System, EMS)、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、消防控制設(shè)備、溫度控制設(shè)備、計(jì)量設(shè)備。其系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 移動(dòng)儲(chǔ)能電源系統(tǒng)架構(gòu)

移動(dòng)儲(chǔ)能電源的工作核心是蓄電池部分,主要采用磷酸鐵鋰或者三元鋰電,由多組蓄電池及BMS模塊組合。其工作模式是從電網(wǎng)側(cè)交流母線處獲取電能,通過(guò)PCS變流模塊,將交流電轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)電壓等級(jí)的直流電,儲(chǔ)存在蓄電池模塊中,EMS模塊作用是對(duì)電池的充放電量進(jìn)行控制,數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備是將從岸電系統(tǒng)中采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭苿?dòng)儲(chǔ)能電源,從而決定其充放電模式的設(shè)備。其余設(shè)備主要為了保證安全可靠運(yùn)行。目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的應(yīng)用于港口岸電領(lǐng)域的移動(dòng)儲(chǔ)能電源容量主要有15 kW/30 kWh和30 kW/60 kWh。

2 多源接入的船舶岸電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

國(guó)內(nèi)外的船舶岸電系統(tǒng)通常由3部分組成[9]：(1)岸基變電站,國(guó)內(nèi)通常采用110 kV作為接入配電網(wǎng)處的變電站受端母線電壓等級(jí)。通過(guò)110 kV/10 kV變壓器降壓,作為船舶或者港口其他用電設(shè)備的配電電壓;(2)岸電電纜及硬連接部分,負(fù)責(zé)連接岸電與受電船舶,主要包括電纜管理系統(tǒng),國(guó)內(nèi)岸電常見(jiàn)的是碼頭上安裝高壓插座箱,高壓岸電電纜盤卷在船舶上,在靠岸時(shí)通過(guò)插座箱和電纜供給船舶電力;(3)船舶受電部分,包括船舶變壓器與船舶負(fù)荷。

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,港口地區(qū)可再生能源資源豐富,現(xiàn)有岸電基地的分布式供電主要由風(fēng)電和光伏組成[10]。分布式電源的電量消納通常采用“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”的模式,通常會(huì)與本地負(fù)荷形成能源子系統(tǒng)形式。在港口岸電技術(shù)的未來(lái)發(fā)展中需要將分布式能源納入規(guī)劃。文中將風(fēng)電、光伏、配電網(wǎng)作為岸電系統(tǒng)的供電電源,在公共母線上實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)的互聯(lián),通過(guò)移動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)備協(xié)調(diào)各個(gè)子系統(tǒng)的出力情況。岸電地區(qū)接線圖如圖2所示。

圖2 岸電系統(tǒng)接線圖

3 岸電系統(tǒng)分層分布式運(yùn)行優(yōu)化策略

基于公共母線與移動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)備的岸電各子系統(tǒng)互聯(lián)以后,可以通過(guò)能量在各個(gè)子系統(tǒng)之間的局域調(diào)配,提高分布式能源的消納率,提高岸電系統(tǒng)的收益。但在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中依舊存在如風(fēng)電光伏出力的預(yù)測(cè)誤差大,導(dǎo)致分布式能源消納率不高、船舶負(fù)荷接入岸電時(shí)間不可控導(dǎo)致的成本較大問(wèn)題。為了解決實(shí)際運(yùn)行中存在的這些問(wèn)題,提出岸電系統(tǒng)分層分布式運(yùn)行優(yōu)化策略,具體優(yōu)化策略框圖如圖3所示。

圖3 雙層優(yōu)化策略

3.1 基于邊緣計(jì)算的上層分布式優(yōu)化方法

為了解決因可再生能源出力的預(yù)測(cè)誤差,導(dǎo)致的日前調(diào)配計(jì)劃準(zhǔn)確性低、可再生能源的消納率不高等問(wèn)題。提出了基于邊緣計(jì)算的上層分布式優(yōu)化方法。

通過(guò)在岸電供電系統(tǒng)終端、各風(fēng)電光伏子系統(tǒng)終端、移動(dòng)儲(chǔ)能和公共母線接口終端分別建立邊緣服務(wù)器進(jìn)行通信交互,將實(shí)時(shí)的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸協(xié)調(diào)配合,通過(guò)邊緣計(jì)算得出各節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的調(diào)配策略,實(shí)現(xiàn)對(duì)日前調(diào)度計(jì)劃一定程度的修正,可以減少因預(yù)測(cè)誤差帶來(lái)的不利影響。圖4為邊緣計(jì)算在岸電系統(tǒng)中的應(yīng)用模型。

圖4 岸電系統(tǒng)邊緣計(jì)算模型

根據(jù)邊緣計(jì)算是與鄰近節(jié)點(diǎn)通信的特點(diǎn),本層優(yōu)化主要目標(biāo)是根據(jù)鄰近節(jié)點(diǎn)傳輸信息,達(dá)到可再生能源消納率更高的效果。構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型可以表示為：

(1)

式中F1為一層優(yōu)化目標(biāo)函數(shù),Pload,t為一層優(yōu)化后t時(shí)刻的等效船舶負(fù)荷,Pwind,t為t時(shí)刻的風(fēng)電出力,PPV,t為t時(shí)刻的光伏出力。

根據(jù)邊緣服務(wù)器實(shí)時(shí)讀取的相關(guān)分布式能源的出力情況和船舶負(fù)荷的相應(yīng)情況,通過(guò)約束條件式(11)～式(18)確定合理的分布式能源出力取值范圍,之后在邊緣節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行逐一計(jì)算,達(dá)到分布式能源出力與船舶負(fù)荷需求的差值最小的目標(biāo)(即式(1)),從中選取分布式能源出力的最大值,保證消納率的最高。

上層優(yōu)化根據(jù)終端服務(wù)器提供的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)情況進(jìn)行計(jì)算分析,實(shí)現(xiàn)各分布式電源與船舶受電系統(tǒng)的互動(dòng)消納,并將得到的結(jié)果應(yīng)用于下層優(yōu)化中。

3.2 基于分時(shí)電價(jià)與移動(dòng)儲(chǔ)能的下層收益優(yōu)化方法

下層優(yōu)化主要是對(duì)岸電互聯(lián)運(yùn)營(yíng)的各子系統(tǒng),合理應(yīng)用配電網(wǎng)側(cè)對(duì)應(yīng)的分時(shí)電價(jià)機(jī)制,通過(guò)移動(dòng)儲(chǔ)能單元的“谷充峰放”和“風(fēng)光互補(bǔ)”的工作模式實(shí)現(xiàn)更優(yōu)化的收益分配模式。

3.2.1 “谷充峰放”運(yùn)行模式

儲(chǔ)能裝置的“谷充峰放”運(yùn)行模式,主要是在電價(jià)的低谷時(shí)段,以高于低谷電價(jià)的價(jià)格對(duì)儲(chǔ)能裝置進(jìn)行充電;在電價(jià)尖峰時(shí)期,以低于尖峰電價(jià)的價(jià)格從儲(chǔ)能裝置放電,從而使得儲(chǔ)能投資商從中獲得利益,使得船舶電力用戶也能從中獲益。

假設(shè)谷時(shí)電價(jià)為s1,尖峰電價(jià)為s2,谷時(shí)儲(chǔ)能充電電價(jià)為s1(1+a),尖峰儲(chǔ)能放電電價(jià)為s2(1-b),儲(chǔ)能充放電效率為η。假設(shè)儲(chǔ)能容量為Qs。則可以得到各相關(guān)主體的對(duì)應(yīng)收益如表1所示。

表1 “谷充峰放”模式各主體收益

3.2.2 “風(fēng)光互補(bǔ)”運(yùn)行模式

由于分布式能源的出力情況受氣象因素的制約嚴(yán)重,波動(dòng)性情況較為明顯,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各個(gè)子系統(tǒng)內(nèi)部無(wú)法實(shí)現(xiàn)分布式電源的就地消納,或者分布式電源無(wú)法滿足本地負(fù)荷需求的問(wèn)題。通過(guò)移動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)“風(fēng)光互補(bǔ)”運(yùn)行模式,即轉(zhuǎn)移消納。在風(fēng)電或者光伏出力過(guò)剩時(shí),按照高于發(fā)電上網(wǎng)的電價(jià)收購(gòu)余電,在風(fēng)電或光伏出力不足時(shí),按照低于實(shí)時(shí)電價(jià)的價(jià)格放電,通過(guò)公共母線將無(wú)法內(nèi)部消納的分布式電能轉(zhuǎn)移至其他子系統(tǒng)或者船舶受電系統(tǒng)中合理消納。

假設(shè)分布式電源發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)為k1,實(shí)時(shí)電價(jià)為k2,儲(chǔ)能充電倍率為δ1,儲(chǔ)能放電倍率為δ2,儲(chǔ)能容量為Qs。則可以得到各相關(guān)主體的對(duì)應(yīng)收益如表2所示。

表2 “風(fēng)光互補(bǔ)”模式各主體收益

4 多源岸電系統(tǒng)運(yùn)行模型

4.1 目標(biāo)函數(shù)

在岸電系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化的模型中,以利潤(rùn)最高作為模型的優(yōu)化目標(biāo)。

maxf=∑b-∑a

(2)

式中f為總收益函數(shù);b為收益函數(shù);a為成本函數(shù)。具體函數(shù)見(jiàn)下文。

4.1.1 成本函數(shù)

假設(shè)港口岸電的基礎(chǔ)設(shè)備都已經(jīng)齊全,忽略其投資成本。

(1)運(yùn)維成本

(3)

式中α1為運(yùn)維成本;n為設(shè)備總數(shù);wi為第i各設(shè)備的運(yùn)維成本;β為運(yùn)維成本的逐年遞增比例;q為年份。運(yùn)維成本在當(dāng)年中保持固定數(shù)額,因此在利潤(rùn)計(jì)算過(guò)程中可以將其忽略。

(2)購(gòu)電成本

(4)

式中α2為購(gòu)電成本;t為小時(shí);st為t時(shí)段的電價(jià);Pi,t,buy為第i個(gè)設(shè)備在t時(shí)段的購(gòu)電量。

(3)懲罰成本

為了能夠提高分布式能源的消納率,將棄風(fēng)棄光量折算成懲罰成本,計(jì)入分布式子系統(tǒng)的運(yùn)行成本中。同時(shí)計(jì)及磷酸鐵鋰電池的使用壽命問(wèn)題,將其折算成折舊成本計(jì)入移動(dòng)儲(chǔ)能商的成本中。

(5)

4.1.2 收益函數(shù)

整個(gè)岸電互聯(lián)系統(tǒng)的收益主要來(lái)自售電收益和新能源政府補(bǔ)貼收益。

(1)售電收益

b1=b11+b12+b13

(6)

式中b1為售電總收益;b11為子系統(tǒng)自發(fā)自用部分的售電收益;b12為余電上網(wǎng)部分的售電收益;b13為儲(chǔ)能的電價(jià)差收益。

(7)

式中θi為第i個(gè)子系統(tǒng)的自用率;Pi,t為第i個(gè)子系統(tǒng)在t時(shí)段的發(fā)電量。

(8)

式中st,sell為余電上網(wǎng)電價(jià)。

b13=(ηs2(1-b)-s1(1+a))Qshs

(9)

式中hs為移動(dòng)儲(chǔ)能充滿放的次數(shù)。

(2)政府補(bǔ)貼收益

(10)

式中αnew為新能源單位電量的補(bǔ)貼價(jià)。

4.2 約束條件

(1)功率平衡約束條件

(11)

(2)風(fēng)電光伏的實(shí)際出力約束條件：

(12)

(13)

風(fēng)、光出力實(shí)際情況應(yīng)小于當(dāng)時(shí)的預(yù)測(cè)出力。

(3)移動(dòng)儲(chǔ)能約束條件

SOCmin≤SOCi,t≤SOCmax

(14)

(15)

(16)

(17)

(4)購(gòu)售電約束條件

ubuy,t+usell,t≤1

(18)

式中ubuy,t、usell,t分別為t時(shí)刻購(gòu)售電狀態(tài),為0,1數(shù),其中1為購(gòu)(售)電狀態(tài),0為無(wú)購(gòu)(售)電狀態(tài)。

4.3 求解辦法

將所列出的約束條件中的非線性約束簡(jiǎn)化成線性約束,將非線性問(wèn)題轉(zhuǎn)化為混合整數(shù)線性規(guī)劃問(wèn)題,并采用CPLEX軟件包進(jìn)行求解。

5 算例分析

5.1 算例介紹

長(zhǎng)江流域某港口含可再生能源接入的岸電系統(tǒng)拓?fù)鋱D如圖5所示,移動(dòng)儲(chǔ)能電源可以自由接入公共母線充電或者為靠岸船舶供電。調(diào)研該港口監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的2019年份的大量數(shù)據(jù),并選取某典型日數(shù)據(jù)作為算例進(jìn)行分析計(jì)算。該港口地區(qū)當(dāng)日分時(shí)電價(jià)如圖6所示,存在明顯的分時(shí)電價(jià)機(jī)制。當(dāng)日的各子系統(tǒng)預(yù)測(cè)出力情況如圖7所示,為了考慮到風(fēng)光預(yù)測(cè)出現(xiàn)誤差的情況,在預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上加上白噪聲生成實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)(預(yù)測(cè)誤差服從正態(tài)分布),誤差范圍控制在5%以內(nèi)。

圖5 岸電系統(tǒng)拓?fù)鋱D

圖6 典型日分時(shí)電價(jià)圖

圖7 典型日各系統(tǒng)預(yù)測(cè)出力

單個(gè)移動(dòng)儲(chǔ)能容量為15 kW/30 kWh,本港口配置數(shù)量為10臺(tái),單日單個(gè)移動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)備的充放電次數(shù)無(wú)限制,其使用成本與壽命折算成本系數(shù)總計(jì)0.2。

新能源懲罰成本系數(shù)α1取固定值0.75元/kWh,政府補(bǔ)貼價(jià)取1.25元/kWh。三個(gè)分布式子系統(tǒng)的自發(fā)自用率均取50%。

5.2 對(duì)比方案結(jié)果分析

為了能夠更好地研究岸電系統(tǒng)的分層分布式運(yùn)行優(yōu)化策略對(duì)岸電系統(tǒng)提高可再生能源消納率與降低運(yùn)行成本的作用,設(shè)置三種不同的策略方案。具體設(shè)置如下：

方案1：岸電各子系統(tǒng)不互聯(lián),無(wú)移動(dòng)儲(chǔ)能轉(zhuǎn)移消納。本方案中主要以滿足船舶負(fù)荷的用電需求為主,不考慮各子系統(tǒng)之間的能量互補(bǔ),不優(yōu)化對(duì)分布式能源預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性;

方案2：岸電各子系統(tǒng)之間互聯(lián)運(yùn)營(yíng),可以通過(guò)公共母線和移動(dòng)儲(chǔ)能單元實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)之間的能量調(diào)度和轉(zhuǎn)移消納,并通過(guò)邊緣計(jì)算的上層優(yōu)化對(duì)典型日的分布式能源預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化;

方案3：岸電各子系統(tǒng)之間互聯(lián)運(yùn)營(yíng),可以通過(guò)公共母線和移動(dòng)儲(chǔ)能單元實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)之間的能量調(diào)度和轉(zhuǎn)移消納,并通過(guò)邊緣計(jì)算的上層優(yōu)化對(duì)典型日的分布式能源預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化,結(jié)合分時(shí)電價(jià)通過(guò)移動(dòng)儲(chǔ)能單元實(shí)現(xiàn)“谷充峰放”和“風(fēng)光互補(bǔ)”模式的運(yùn)行,最大程度提高分布式能源的消納率和主體運(yùn)營(yíng)商的利潤(rùn)。

各方案下岸電系統(tǒng)的運(yùn)行成本和對(duì)應(yīng)的可再生能源消納率情況如表3所示。

表3 可再生能源消納率與運(yùn)行成本

對(duì)表3數(shù)據(jù)進(jìn)行分析如下：方案1中可再生能源消納率最低,只有64.13%,因此在成本的計(jì)算方法中,會(huì)存在較高的棄風(fēng)棄光懲罰成本,使其毛利潤(rùn)最小;方案2通過(guò)公共母線和移動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)備,將岸電各子系統(tǒng)互聯(lián)運(yùn)營(yíng),各子系統(tǒng)之間可以通過(guò)轉(zhuǎn)移消納的辦法實(shí)現(xiàn)一定程度的能量轉(zhuǎn)移,實(shí)現(xiàn)分布式能源的空間互補(bǔ),并且通過(guò)邊緣計(jì)算的辦法,將分布式能源的預(yù)測(cè)誤差減小,綜合使分布式能源消納率有了明顯提升,同時(shí)懲罰成本下降,獲得總利潤(rùn)有所提升;方案3在方案2的基礎(chǔ)上,通過(guò)基于分時(shí)電價(jià)的移動(dòng)儲(chǔ)能單元,實(shí)現(xiàn)“谷充峰放”和“風(fēng)光互補(bǔ)”模式,對(duì)分布式能源的消納從空間互補(bǔ),上升到時(shí)空尺度上的互補(bǔ),同時(shí)合理利用分時(shí)電價(jià)機(jī)制,獲得更高的純利潤(rùn)。

方案1～方案3下岸電系統(tǒng)風(fēng)電、光伏、配電網(wǎng)購(gòu)售電和移動(dòng)儲(chǔ)能充放電情況如圖8～圖10所示。

圖8 方案1運(yùn)行結(jié)果圖

結(jié)合圖8～圖10的運(yùn)行情況,可以得到如下結(jié)論：

(1)岸電系統(tǒng)的船舶負(fù)荷接入時(shí)間大多在日間(8：00-18：00),在夜間(19：00-次日6：00)時(shí)無(wú)船舶負(fù)荷;

(2)可再生能源中的風(fēng)電一直處于可發(fā)電狀態(tài),光伏在日間發(fā)電,兩者的功率出力波動(dòng)明顯;

(3)方案2單獨(dú)采用邊緣計(jì)算對(duì)風(fēng)光預(yù)測(cè)誤差進(jìn)行修正,從圖9中也可以看出,邊緣計(jì)算能夠小幅的改變對(duì)應(yīng)DG出力情況,由于設(shè)置的誤差白噪聲比例較低(5%),改變的幅度較小;

圖9 方案2運(yùn)行結(jié)果圖

(4)由于分時(shí)電價(jià)與儲(chǔ)能設(shè)備削峰填谷的存在,岸電系統(tǒng)會(huì)在風(fēng)、光電源出力更多的時(shí)候,通過(guò)移動(dòng)儲(chǔ)能存儲(chǔ)一定的電量,并在風(fēng)電低發(fā)、電價(jià)較高的時(shí)候?qū)⒋鎯?chǔ)的電量用于船舶負(fù)荷的供電。

從表3中數(shù)據(jù)和圖8～圖10的分析可以得出結(jié)論：岸電各子系統(tǒng)的互聯(lián)運(yùn)營(yíng),能夠從空間上為分布式能源的消納提供解決辦法;所提的分層分布式運(yùn)行優(yōu)化策略,上層通過(guò)邊緣計(jì)算的辦法,從分布式能源的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性層面,提高新能源消納率,減小懲罰成本;下層通過(guò)基于分時(shí)電價(jià)的移動(dòng)儲(chǔ)能單元,實(shí)現(xiàn)“谷充峰放”和“風(fēng)光互補(bǔ)”模式,從時(shí)空尺度上實(shí)現(xiàn)能量的互補(bǔ),以及岸電系統(tǒng)運(yùn)行成本最小。

圖10 方案3運(yùn)行結(jié)果圖

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)分析港口碼頭和內(nèi)河流域地區(qū)的分布式能源接入岸電系統(tǒng)問(wèn)題。提出了基于移動(dòng)儲(chǔ)能的多源融合岸電協(xié)調(diào)運(yùn)行模型和分層分布式運(yùn)行優(yōu)化策略。經(jīng)過(guò)算例驗(yàn)證,所提的分層分布式運(yùn)行優(yōu)化策略在岸電區(qū)域互聯(lián)系統(tǒng)中的應(yīng)用,能夠通過(guò)邊緣計(jì)算,從數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性角度,通過(guò)互聯(lián)運(yùn)營(yíng)的空間互補(bǔ),通過(guò)移動(dòng)儲(chǔ)能的時(shí)空互補(bǔ)手段,有效實(shí)現(xiàn)提高可再生分布式能源的消納率,降低總成本,提高主體運(yùn)營(yíng)商獲利的目的。

綜上所述,所提的分層分布式運(yùn)行優(yōu)化策略和多源融合岸電協(xié)調(diào)運(yùn)行模型,能夠應(yīng)用于我國(guó)大部分采用岸電的港口區(qū)域,能夠降低岸電系統(tǒng)運(yùn)行成本,提高新能源消納率。