一种配电网分布式电源节点边际电价计算方法技术

本发明专利技术公开了一种配电网分布式电源节点边际电价计算方法，采用合作博弈中用于处理无限多局中人联盟博弈的方法——Aumann‑Shapley值法对网损和污染气体排放量进行分摊，以此为基础提出一种用于计算配电网中DLMP值的计算方法。本发明专利技术公平确定各DG对减少网损和污染排放所作的贡献，能为其提供积极的经济激励信号，同时配网公司可以根据网损和排放量的优先级调整权重因子，有侧重的激励不同类型的DG减少网损或排放量。

A method for calculating marginal price of distributed generation node in distribution network

The invention discloses a method for calculating node marginal price of distributed generation in distribution network. Aumann_Shapley value method, which is used to deal with infinite multi-player coalition game in cooperative game, is used to allocate network losses and pollutant emissions. Based on this method, a calculating method for DLMP value in distribution network is proposed. Law. The invention fairly determines the contribution of each DG to the reduction of network loss and pollution emissions, and can provide positive economic incentive signals. At the same time, the distribution network company can adjust the weighting factor according to the priority of network loss and emissions, with emphasis on incentives for different types of DG to reduce network loss or emissions.

【技术实现步骤摘要】
一种配电网分布式电源节点边际电价计算方法
本专利技术是一种配电网分布式电源节点边际电价计算方法，属于电力系统配电网控制领域。
技术介绍
分布式电源(DG)接入配电网，其注入的有功和无功将改变配电网潮流大小及流向，对配电网电压质量、网损和可靠性带来影响，配电网从传统的无源网络转变为有源网络，其特征更加趋向于输电网络，因此一些适用于输电网的运行策略也能运用于配电网。在电力市场环境下，为了维护配电网的安全可靠运行，配网公司可以通过电价激励的方式对并网DG的出力间接进行管理和控制，为此可以引入目前输电网最为有效的电价机制——节点边际电价(LMP)。近年来，国内外学者对DLMP(配电网节点边际电价)进行了系统的研究，但都没有解决伴随DG并网数目增多带来的计算组合爆炸问题，也无法实现零销售盈余。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术提出一种配电网分布式电源节点边际电价计算方法，在多个DG接入配电网的情况下，减少配电网网损和污染排放量。技术方案：本专利技术采用的技术方案为一种配电网分布式电源节点边际电价计算方法，包括以下步骤：1)将所有DG节点处的DLMP设置为统一市场出清价格ρa；2)根据DG的成本函数得到各个DG的有功出力Pi；3)计算DG并网后的配电网网损Ploss和污染排放量E；4)基于A-S值法计算各个DG的网损和排放减少分摊量；5)计算DG节点的有功和无功DLMP修正量；6)对DG节点的原有功和无功DLMP值进行修正；7)判断是否满足终止条件，若满足，则迭代结束；若不满足，则回到步骤2)重复修正各DG的有功和无功DLMP。所述步骤2)中由各个DG的成本函数得到有功出力Pi的的计算公式如下：其中，表示第j+1次迭代时DGi的有功出力，(1)式和(2)式中，ai,bi,ci分别为DGi的成本函数参数，为DGi在第j次迭代时得到的DLMP值。所述步骤3)中所述配电网网损Ploss和污染排放量E按下式计算：式(3)和式(4)中，Nbr为支路数，NDG为DG总数，和EFgrid分别为DGi和电厂的污染排放因子(kg/kW)。所述步骤4)中设配电网中DGi在某一时刻的发电出力为则该DGi造成的网损/排放减少量为对DGi出力进行无限分割，若此时DGi出力增加一个无穷小量Δbi(Δbi→0)，则Δbi对减少网损/排放量的边际贡献是：当DGi的发电出力bi从0增加到其最大值时，可得到DGi的网损/排放减少分摊量ψi：式(6)中，λ为积分变量，bi为DGi的发电出力，fk(·)为在给定λ值下配电网的网损/排放减少量。所述步骤5)中DG节点的有功和无功DLMP修正量为：上式中，和分别为DGi的有功和无功DLMP修正量；和分别为DGi的有功DLMP的网损和排放减少修正分量，对应权重分别为ω1和ω2，且满足ω1+ω2＝1；和分别为DGi在第j次迭代时的网损和排放减少分摊量；和Ej分别为接入DG后第j次迭代时的网损和排放量，和Ebase分别为未接入DG时的网损和排放量。所述步骤6)中按以下公式对DGi的原有功和无功DLMP值进行修正：上式中，平衡节点处的无功电价不到有功电价的1％，可忽略不计，因此ρr≈0。有益效果：本专利技术通过A-S值法分摊网损和污染排放减少量，可以公平确定各DG对减少网损和污染排放所作的贡献，能为其提供积极的经济激励信号；同时，配电网网损和污染排放量减少能为配网公司带来额外收益，A-S值法将这些额外收益完全分摊给各DG，即实现分摊方案零销售盈余；由于电价的激励作用，各DG为了尽可能的增加收益将对其发电出力进行调整，有利于配网公司对DG的管理和控制；配网公司可以根据网损和排放量的优先级调整权重因子，有侧重的激励不同类型的DG减少网损或排放量。附图说明图1为本专利技术的工作流程图；图2为IEEE33节点配电系统拓扑结构图；图3为IEEE69节点配电系统拓扑结构图；图4为基于IEEE69节点配电系统求解的不同市场出清价格下传统方法与本专利技术方法所得到的网损结果图；图5为基于IEEE69节点配电系统求解的市场出清价格分别为ρ＝23($/MW)和ρ＝26($/MW)时，传统方法与本专利技术方法所得到的DG节点处的有功DLMP结果图；图6为基于IEEE69节点配电系统求解的不同市场出清价格下传统方法与本专利技术方法所得到的销售盈余。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等同形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。如图1所示，本专利技术包括如下步骤：1)设置所有DG节点处的DLMP均为统一市场出清价格ρa(平衡节点处的电价)，即(πa)i＝ρa，(πa)i表示节点i处的有功DLMP值，获得所有DG的初始运行状态；2)根据DG的成本函数得到各个DG的有功出力Pi，计算公式如式(12)：Pij+1表示第j+1次迭代时DGi的有功出力，(11)式和(12)式中，ai,bi,ci分别为DGi的成本函数参数，为DGi在第j次迭代时得到的DLMP值；3)计算DG并网后的配电网网损Ploss和污染排放量E：式(13)和式(14)中，Nbr为支路数，NDG为DG总数，和EFgrid分别为DGi和电厂的污染排放因子(kg/kW)；4)基于A-S值法计算各个DG的网损和排放减少分摊量，并与Shapley值的分摊结果进行对比：Shapley值法：基于Shapley值法计算配电网中各个DG的网损/排放减少分摊量，计算公式如下：式(15)和式(16)中，表示分摊给第i个分布式电源DGi的网损(l)/排放(e)减少量，S指包含多个DGi的联盟，|S|指联盟S中的DG数量，n指参与配电网网损和排放减少量分摊的DG总数，[v(S)-v(S-{i})]计算由于第i个分布式电源DGi加入联盟S给联盟带来的收益增加值，即联盟S的边际收益，W(S)代表了一个权值，表示第i个分布式电源DGi应该分到的联盟S边际收益的份额，n！表示大联盟(包括所有DG)所有可能DG加入次序的排列。A-S值法(Aumann-Shapley值法)：A-S值法的基本思想是将每个局中人分割为无限多个局中人，然后对每一个无限小局中人采用Shapley值法计算其分摊量。其实质是求取各局中人对各合作联盟边际贡献的平均值，因此可忽略各局中人加入联盟的次序对分摊结果的影响，具有经济一致性和平等性。能够实现公平合理的分摊。表面上看，由于联盟数大大增加，A-S值法的计算量将远远大于Shapley值法。但是，A-S值法通过对各局中人进行无限分割，因此分摊结果与各局中人加入联盟的次序无关，可以通过解析方法计算分摊量。假设配电网中DGi在某一时刻的发电出力为则该DGi造成的网损/排放减少量为对DGi出力进行无限分割，若此时DGi出力增加一个无穷小量Δbi(Δbi→0)，则Δbi对减少网损/排放量的边际贡献是：当DGi的发电出力bi从0增加到其最大值时，可得到DGi的网损/排放减少分摊量ψi：式(18)中，λ为积分变量，bi为DGi的发电出力，fk(·)为在给定λ值下配电网的网损和排放减少量。由于配电网网损和排放量问题的复杂性，难以将网损/排放量分摊表达为规范的Aumann-Shapley形式。为此我们采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配电网分布式电源节点边际电价计算方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将所有DG节点处的DLMP设置为统一市场出清价格ρa；2)根据DG的成本函数

【技术特征摘要】
1.一种配电网分布式电源节点边际电价计算方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将所有DG节点处的DLMP设置为统一市场出清价格ρa；2)根据DG的成本函数得到各个DG的有功出力Pi；3)计算DG并网后的配电网网损Ploss和污染排放量E；4)基于A-S值法计算各个DG的网损和排放减少分摊量；5)计算DG节点的有功和无功DLMP修正量；6)对DG节点的原有功和无功DLMP值进行修正；7)判断是否满足终止条件，若满足，则迭代结束；若不满足，则回到步骤2)重复修正各DG的有功和无功DLMP。2.根据权利要求1所述的配电网分布式电源节点边际电价计算方法，其特征在于，所述步骤2)中由各个DG的成本函数得到有功出力Pi的的计算公式如下：Pij+1表示第j+1次迭代时DGi的有功出力，(1)式和(2)式中，ai,bi,ci分别为DGi的成本函数参数，为DGi在第j次迭代时得到的DLMP值。3.根据权利要求1所述的配电网分布式电源节点边际电价计算方法，其特征在于，所述步骤3)中所述的配电网网损Ploss和污染排放量E按下式计算：式(3)和式(4)中，Nbr为支路数，NDG为DG总数，和EFgrid分别为DGi和电厂的污染排放因子(kg/kW)。4.根据权利要求1所述的配电网...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈星莺，郁清云，李瑶虹，许道强，刘玙，谢俊，余昆，甘磊，
申请(专利权)人：河海大学，国网江苏省电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32