计及综合需求响应不确定性的系统动态概率能流分析方法技术方案

本发明专利技术公开了一种计及综合需求响应不确定性的系统动态概率能流分析方法及计算设备，该方法包括：据电‑气互联系统的特性，建立面向动态概率能流分析的源网侧模型；基于所述源网侧模型，结合终端用能负荷的特性，构建综合需求侧响应模型，所述综合需求侧响应模型中包括多个传统概率性变量和不确定变量；对所述综合需求侧响应模型中的各不确定变量进行一致化处理，以更新所述综合需求侧响应模型；确定最优动态电价，根据所述最优动态电价下各类负荷的实际响应量分布，对更新后的综合需求侧响应模型进行再次更新；求解再次更新后的综合需求侧响应模型，以计算出所述电‑气互联系统的动态概率能流。

【技术实现步骤摘要】
计及综合需求响应不确定性的系统动态概率能流分析方法
本专利技术涉及能源电力领域，特别涉及一种计及综合需求响应不确定性的系统动态概率能流分析方法及计算设备。
技术介绍
提高终端能源消费效率、促进清洁能源规模化利用是未来能源电力系统发展面临的重要目标。综合能源系统(integratedenergysystem，IES)通过借助新型转换设备(如电转气等)将不同能源形式耦合，利用统一的运行调度平台对其进行协调管理，为上述目标实现提供了有效解决方案。在IES中，以电-气互联系统(interconnectedelectricity-gasenergysystem，IEGES)的使用最为广泛。然而，不同于传统电力系统，IES下多种能源载体互联融合，加之大量不确定性因素的存在(如可再生能源发电)，将显著改变各能源系统原有运行状态。目前，针对IES下多能流计算分析，考虑到IES中负荷及可再生能源发电存在的不确定性，通过借鉴电力系统概率潮流的概念，提出了面向IES的概率能流(probabilisticenergyflow，PEF)计算方法。进一步的，根据能源集线器模型，提出了适用于含高比例风电的IEGES的PEF分析框架。但是，上述分析方案中，终端负荷大多被视为恒定参数，并未考虑实际情况下可能存在的各类需求侧管理措施对IES运行的影响。而在实际IES中，由于各类信息通讯技术的广泛应用，系统运行者可采用必要的技术经济手段引导用户主动调整自身用能行为，通过改变负荷的时空分布，从而推动系统整体运行效率的提高。在以上研究中，针对综合需求响应(integrateddemandresponse，IDR)的特性分析大多仅局限于直控型负荷情况，而对于非直控型IDR(例如实时价格项目)及用户响应行为不确定性的影响尚未充分关注。与直控型IDR项目不同，非直控模式下用户根据实时价格信号调整自身用能行为，不同用户在生活习惯、理性程度与行为偏好上的天然差异使其需求响应能力(responsivity)存在高度的不确定性与特异性。然而，在实际工程中，由于IES运营者受测量手段等限制，很多情况下往往难以获得用户对于不同类型能源使用偏好及替代意愿的准确信息，因此为IDR不确定性建模及其在IES中的运行状态分析带来巨大挑战。
技术实现思路
为此，本专利技术提供一种计及综合需求响应不确定性的系统动态概率能流分析的技术方案，以力图解决或者至少缓解上面存在的问题。根据本专利技术的一个方面，提供一种计及综合需求响应不确定性的系统动态概率能流分析方法，适于在计算设备中执行，该方法包括如下步骤：首先，根据电-气互联系统的特性，建立面向动态概率能流分析的源网侧模型；基于源网侧模型，结合终端用能负荷的特性，构建综合需求侧响应模型，综合需求侧响应模型中包括多个传统概率性变量和不确定变量；对综合需求侧响应模型中的各不确定变量进行一致化处理，以更新综合需求侧响应模型；确定最优动态电价，根据最优动态电价下各类负荷的实际响应量分布，对更新后的综合需求侧响应模型进行再次更新；求解再次更新后的综合需求侧响应模型，以计算出电-气互联系统的动态概率能流。可选地，在根据本专利技术的计及综合需求响应不确定性的系统动态概率能流分析方法中，电-气互联系统为以燃气机组和电转气设备作为耦合元件，通过集成整合电力网络和天然气网络而形成的系统。可选地，在根据本专利技术的计及综合需求响应不确定性的系统动态概率能流分析方法中，源网侧模型包括源侧模型和网侧模型，源侧模型包括由常规发电机组、可再生能源发电机组、上级电网和天然气站形成的发电模型中至少一种。可选地，在根据本专利技术的计及综合需求响应不确定性的系统动态概率能流分析方法中，可再生能源发电机组为风电机组，由风电机组形成的发电模型以如下公式确定：其中，PtWT表示单台风电机组在时段t的输出功率，PnWT表示单台风电机组在时段t的额定功率，vt、vin，vout和vn分别表示在时段t的瞬时风速、切入风速、切出风速和额定风速。可选地，在根据本专利技术的计及综合需求响应不确定性的系统动态概率能流分析方法中，源网侧模型包括源侧模型和网侧模型，网侧模型包括电力潮流模型、天然气传输模型、天然气传输模型和耦合元件模型中至少一种。可选地，在根据本专利技术的计及综合需求响应不确定性的系统动态概率能流分析方法中，终端用能负荷包括电负荷和燃气负荷，电负荷包括刚性负荷和柔性负荷。可选地，在根据本专利技术的计及综合需求响应不确定性的系统动态概率能流分析方法中，刚性负荷的运行特性以如下公式确定：其中，表示节点i刚性负荷在时段t的用电需求和用气需求，表示常规电价下节点i刚性负荷在时段t的用能基准值。可选地，在根据本专利技术的计及综合需求响应不确定性的系统动态概率能流分析方法中，柔性负荷包括可削减负荷、可转移负荷和可替代负荷。可选地，在根据本专利技术的计及综合需求响应不确定性的系统动态概率能流分析方法中，可削减负荷与的变化特性以如下公式确定：其中，和分别表示动态电价下用户对应节点i在时段t的可削减负荷功率及其基准值，表示用户对应节点i在时段t下可削减负荷的弹性系数，和分别表示用户对应节点i在时段t的购电电价和基准电价。可选地，在根据本专利技术的计及综合需求响应不确定性的系统动态概率能流分析方法中，可转移负荷的价格响应特性以如下公式确定：其中，表示用户对应节点i在时段t下可转移负荷的价格弹性系数，及分别表示动态电价下用户对应节点i在时段t下的可转移负荷功率及其基准值，表示可转移负荷由时段t转移至时段t'的负荷值，表示可转移负荷由时段t转移至时段t+1的负荷值，TR表示可转移负荷转移的最大持续时间，表示用户对应节点i的渐退系数，和分别表示用户对应节点i在时段t的购电电价和基准电价。可选地，在根据本专利技术的计及综合需求响应不确定性的系统动态概率能流分析方法中，可替代负荷的价格响应特性以如下公式确定：其中，和分别表示动态电价下用户对应节点i在时段t的可替代负荷功率及其基准值，表示用户对应节点i在时段t下可替代负荷的价格弹性系数，和分别表示实施综合需求响应前后、用户对应节点i的可替代负荷在时段t下的燃气需求，表示用户对应节点i的电-气热值转换率，表示用户通过对应节点i从电-气互联系统购买天然气的购气价格，表示用户对应节点i在时段t的购电电价。可选地，在根据本专利技术的计及综合需求响应不确定性的系统动态概率能流分析方法中，基于源网侧模型，结合终端用能负荷的特性，构建综合需求侧响应模型的步骤包括：基于源网侧模型，结合终端用能负荷的特性，通过Z-number方法构建综合需求侧响应模型。可选地，在根据本专利技术的计及综合需求响应不确定性的系统动态概率能流分析方法中，传统概率性变量包括单台风电机组在时段t的输出功率PtWT、常规电价下节点i刚性负荷在时段t的用能基准值动态电价下用户对应节点i在时段t的可削减负荷功率基准值动态电价下用户对应节点i在时段t下的可转移负荷功率基准值以及动态电价下用户对应节点i在时段t的可替代负荷功率基准值中至少一种。可选地，在根据本专利技术的计及综合需求响应不确定性的系统动态概率能流分析方法中，不确定变量包括用户对应节点i在时段t下可削减负荷的弹性系数用户对应节点i在时段t下可转移负荷的价格弹性系数用户对应节点i在时段t下可替代负荷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计及综合需求响应不确定性的系统动态概率能流分析方法，适于在计算设备中执行，所述方法包括：根据电‑气互联系统的特性，建立面向动态概率能流分析的源网侧模型；基于所述源网侧模型，结合终端用能负荷的特性，构建综合需求侧响应模型，所述综合需求侧响应模型中包括多个传统概率性变量和不确定变量；对所述综合需求侧响应模型中的各不确定变量进行一致化处理，以更新所述综合需求侧响应模型；确定最优动态电价，根据所述最优动态电价下各类负荷的实际响应量分布，对更新后的综合需求侧响应模型进行再次更新；求解再次更新后的综合需求侧响应模型，以计算出所述电‑气互联系统的动态概率能流。

【技术特征摘要】
1.一种计及综合需求响应不确定性的系统动态概率能流分析方法，适于在计算设备中执行，所述方法包括：根据电-气互联系统的特性，建立面向动态概率能流分析的源网侧模型；基于所述源网侧模型，结合终端用能负荷的特性，构建综合需求侧响应模型，所述综合需求侧响应模型中包括多个传统概率性变量和不确定变量；对所述综合需求侧响应模型中的各不确定变量进行一致化处理，以更新所述综合需求侧响应模型；确定最优动态电价，根据所述最优动态电价下各类负荷的实际响应量分布，对更新后的综合需求侧响应模型进行再次更新；求解再次更新后的综合需求侧响应模型，以计算出所述电-气互联系统的动态概率能流。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述电-气互联系统为以燃气机组和电转气设备作为耦合元件，通过集成整合电力网络和天然气网络而形成的系统。3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述源网侧模型包括源侧模型和网侧模型，所述源侧模型包括由常规发电机组、可再生能源发电机组、上级电网和天然气站形成的发电模型中至少一种。4.如权利要求4所述的方法，其中，所述可再生能源发电机组为风电机组，由所述风电机组形成的发电模型以如下公式确定：其中，PtWT表示单台风电机组在时段t的输出功率，PnWT表示单台风电...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾博，胡强，刘裕，卫璇，刘文霞，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京,11