【EI复现】一种建筑集成光储系统规划运行综合优化方法（Matlab代码实现）

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本文目录如下：

目录

1 概述

2 运行结果

3 参考文献

4 Matlab代码实现

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1 概述

文献来源：

摘要：容量优化配置与能量调度是建筑集成光储系统(building integrated photovoltaic,BIPV)规划和运行阶段的核心问题，合理的容量配置及能量调度能够有效提升系统的经济性，促进BIPV系统大规模推广与建设。该文提出一种容量配置及能量调度综合设计方法。考虑系统容量和能量调度之间的耦合影响，以BIPV系统全寿命周期下的成本与收益为核心要素，建立规划运行的双层耦合模型。外层模型以投资回收期最短作为目标函数，优化光伏与储能容量配置；内层模型以日运行收益最大为目标求解得到综合优化能量调度策略。针对模型特点提出一种改进的粒子群算法(particle swarmoptimization,PSO)，有效提升收敛速度并增强了全局寻优能力。算例表明，所提方法能有效完成系统容量配置，并且相较于其他能量调度策略，通过该方法得出的综合优化能量调度策略能够充分挖掘储能系统“峰谷套利”获利机制，缩短投资回收期。同时，该方法可以全面评估BIPV系统的经济性并适用于不同区域和灵活的电力市场政策，具有普适性和可移植性，能够满足不同场景多样性需求。

关键词：

建筑集成光储系统;容量配置;能量调度策略;粒子群算法;

容量配置与能量调度是建筑集成光储系统规划与运行的两大核心问题[4]。合理的光伏–储能容量

配置不仅能保障系统供电安全性，还能最大限度地为系统创造收益并缩短投资回收期、提高资源利用率。根据分时电价，储能利用峰谷价差获取收益，光伏余电上网也能为系统创收。因此，优化光伏、储能、建筑负荷与电网四者之间的能量调度策略能够在满足负荷需求的同时提升系统的经济收益。

目前，国内外学者对分布式光储系统的储能容量配置与能量调度问题开展了相关研究并取得了一定的成果。文献[5]考虑孤岛运行的风/光/储混合微网的多电源容量配置问题，将设备投资与运维费

用计入目标函数，形成混合整数非线性规划问题；文献[6]在此基础上，将环保折算费用纳入目标函数求解储能容量配置结果；文献[7]采取“自发自用，余电上网”的调度策略，考虑系统成本和光伏消纳率以优化储能容量配置；文献[8]着重考虑无政府补贴与分时电价设置下储能容量的优化配置与系统经济性分析；文献[9]根据分时电价，对电池采取“晚起早停”的运行策略，并基于该策略建立经济性指标下的储能容量配置模型；文献[10]根据光伏出力与负荷的大小关系以及当前电价进行分类并据此制定调度策略；文献[11]以最小化购电成本作为目标函数，采用建筑负荷优先本地供电的策略进行容量配置；文献[12]将储能充放电功率作为优化参数，通过等式松弛，建立凸优化模型求解能量调度结果；文献[13]考虑不同电价结构下的储能容量和调度策略，利用混合线性整数规划进行求解。

本文提出一种规划运行综合设计方法，建立双层耦合模型以解决建筑集成光储系统(building integrated photovoltaic，BIPV)的光储容量协同配置与日能量调度策略问题。综合考虑全寿命周期各阶段的成本与收益，保障了经济指标的全面性与精确性。其中，外层模型以系统投资回收期最短为目标函数，优化光伏与储能的容量配置；内层模型基于外层给定的容量组合与约束条件，利用改进粒子群算法求解日运行收益最大下的能量调度问题。

本文建立的双层耦合模型内、外层分别对应求解容量配置与能量调度问题。外层模型设置光伏与

储能容量备选集并将容量配置组合传递给内层，内层模型求解当前容量组合下经济性最优的能量调

度结果与日运行收益并反馈给外层。外层模型计及BIPV 系统全寿命周期成本与效益，以投资回收期最短为目标函数，优化光伏与储能的容量配置。双层耦合模型的结构如图 1 所示。

2 运行结果

3 参考文献

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[1]陈柯蒙,肖曦,田培根等.一种建筑集成光储系统规划运行综合优化方法[J].中国电机工程学报,2023,43(13):5001-5012.DOI:10.13334/j.0258-8013.pcsee.220820.

4 Matlab代码实现