基于需求响应的多能源互补优化调度方法技术

技术编号:22332659 阅读:28 留言:0更新日期:2019-10-19 12:45
本发明专利技术公开了一种基于需求响应的多能源互补优化调度方法,属于电力系统自动化的技术领域。所述方法包括:建立基于需求响应调度模型的多能源互补优化调度模型并设置约束条件;采用粒子群算法对多能源互补优化调度模型进行仿真求解:根据所述仿真求解的结果,调度微电网中的可调负荷。本发明专利技术实现了削峰填谷以及双方经济效益最优的目的,且经济效益也有所增加。

【技术实现步骤摘要】
基于需求响应的多能源互补优化调度方法
本专利技术属于电力系统自动化
,具体涉及一种基于需求响应的多能源互补优化调度方法。
技术介绍
随着全球气候变暖与化石燃料的极度消耗,新型清洁式能源越来越得到世界范围的广泛关注。为满足国家“十三五”的能源战略要求,间歇式清洁能源并网的渗透率将日益增加。通过研究“风、光、储”的发电特性,合理构建能源结构是未来大量间歇式能源并网的首要选择。但大量间歇式能源并网对配电网的冲击越来越险峻,且风光日前出力预测技术、鲁棒优化理论等对电能日前调度策略的实施均有一定的局限性,同时储能的投资收益回收缓慢,这些对供电侧的安全性以及经济效益有较大影响;且随着智能电网的快速发展,传统固定电价和峰时电价的延时性已经不适用于对不确定性电能的调控以及智能微电网的发展。
技术实现思路
针对现有技术的不足,本专利技术的目的在于提供一种基于需求响应的多能源互补优化调度方法,以解决现有技术中存在的固定电价和峰时电价的延时性不适用于对不确定性电能的调控的问题。为解决上述技术问题,本专利技术所采用的技术方案是:一种基于需求响应的多能源互补优化调度方法,所述方法包括:建立基于需求响应调度模型的多能源互补优化调度模型并设置约束条件;采用粒子群算法对多能源互补优化调度模型进行仿真求解:根据所述仿真求解的结果,调度微电网中的可调负荷。进一步的,所述多能源互补优化调度模型包括:以微电网系统经济效益收益最大为目标建立多能源互补优化调度模型:maxC=Cout-Cin+CPV,其中,C为微电网系统的总收益;Cout为微电网向用户出售电能的电价收益;Cin为微电网向配电网购买电能的电价成本;CPV为政府给予光伏电站发电功率的电能补贴;csell为微电网向用户出售电能的电价;cbuy为微电网向配电网购买单位电能的电价,cPVsub为分布式光伏电站发电单位补贴;Pout,t表示在t时段微电网向用户侧出售的电能;Pin,t表示在t时段微电网向配电网购买的电能;PPV,t表示在t时段分布式光伏电站发电的电能。进一步的,所述约束条件包括系统功率平衡约束、储能充放电功率约束、储能电池荷电状态约束、基于价格型需求响应的电价约束。进一步的,所述系统功率平衡约束为:PPV,t+Pwind,t-PPVcur,t-Pwindcur,t+PBESS,t=Pload,t+Pin,t(3),其中,PPV,t表示在t时段分布式光伏电站发电的电能,Pwind,t为t时段风机发电的电能;PPVcur,t为t时段光伏电站的弃光功率;Pwindcur,t为t时段弃风的功率;PBESS,t为t时段储能的充放电功率;Pload,t为t时段微电网内用户侧的响应负荷功率;Pin,t表示在t时段微电网向配电网购买的电能;当PBESS,t≥0时表示储能处于放电状态,当PBESS,t<0时表示储能处于充电状态;所述储能充放电功率约束为:ηBESS·PBESS,min≤PBESS,t≤ηBESSPBESS,max(4),其中,ηBESS为储能充放电的效率;PBESS,min为储能最小充放电功率的绝对值,PBESS,max为储能最大的充放电功率的绝对值;所述储能电池荷电状态约束为:其中,SOCt表示t时刻储能的荷电状态;SOCmin、SOCmax分别为储能荷电状态的上、下限;QBESS为储能容量;PBESS为储能的充放电功率。所述基于价格型需求响应的电价约束为:Rmin≤Rt≤Rmax(6),其中,Rt表示t时段的响应电价;Rmin和Rmax分别表示电价的上下限。进一步的,所述用户侧的负荷需求求解方法包括:a、数据初始化,根据微电网优化调度模型输入模型参数和PSO算法参数,初始化粒子种群,种群中每一个粒子个体都对应着一个调度周期内的调度方案;b、将粒子个体作为系统变量输入仿真模型,基于约束条件产生可行解,对违背约束的变量进行修正,并计算系统的运行成本作为个体适应度值;c、将个体适应度作为优化模型的输入,更新粒子速度、位置得到子代种群;对每个粒子,将其适应值与最优值进行比较,如果较好,则将其作为当前的最好位置,比较当前所有的pbest和gbest的值,更新gbest;返回步骤c,判断是否满足终止条件,取终止条件为最大迭代次数或满足约束条件,若满足则程序结束,输出最终的优化调度结果。进一步的,所述需求响应调度模型包括:以用户侧负荷曲线尽量贴近风电、光伏出力的曲线为目标建立需求响应调度模型;其中,价格弹性系数εst用来表示电价的变动引起相对的用电需求量的变动,当s=t时表示自弹性,s≠t时表示互弹性,计算公式如下:式中:Pload,t分别为t时刻需求响应前、后的负荷量;Rt分别为t时刻需求响应前后的用电价格,Rs分别为s时刻需求响应前后的用电价格;s、t代表时间,其中,s表示其他时刻,t表示当前时刻,s、t=1,2,…,T;为数学求偏导符号;εss为自弹性的价格弹性系数。与现有技术相比,本专利技术所达到的有益效果是:本专利技术通过建立需求响应调度模型的多能源互补优化调度模型,在满足当地负荷需求的前提下,实现了可再生能源的最大消纳量,减少了弃风、光成本与效益;同时考虑到用户侧用能的随机性与固定性,基于价格型的需求响应理论,充分利用电价策略引导用户侧的用能,从而达到削峰填谷以及双方经济效益最优的目的;利用带压缩因子的粒子群算法对模型进行求解,仿真结果表明了基于价格型的需求响应对风光储能源结构有较大调整,可以有效进行削峰填谷,且经济效益也有所增加。附图说明图1为多能源互补优化调度方法的结构图;图2为需求响应前后的负荷曲线变化图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案,而不能以此来限制本专利技术的保护范围。为平抑大量分布式能源并入配电网带来的波动性、安全性影响,研究多种能源的出力特性,在满足当地负荷需求的前提下,追求可再生能源的最大消纳量,减少弃风、光成本与效益;同时考虑到用户侧用能的随机性与固定性,基于价格型的需求响应理论,充分利用电价策略引导用户侧的用能,从而达到削峰填谷以及双方经济效益最优的目的。并利用带压缩因子的粒子群算法对所建模型进行求解,通过分析有无储能及有无采用价格型的需求响应方法的分析,可以得出相关建议与结论。下面结合图1对专利技术的技术方案进行详细说明。本专利技术提出基于需求响应的多能源互补优化调度方法。(一)建立基于需求响应调度模型的多能源互补优化调度模型:(1)优化目标:经济利益最大化:maxC=Cout-Cin+CPV(1),其中:其中,C为微电网系统的总收益;Cout为微电网向用户出售电能的电价收益;Cin为微电网向配电网购买电能的电价成本;CPV为政府给予光伏电站发电功率的电能补贴;csell为微电网向用户出售电能的电价;cbuy为微电网向配电网购买单位电能的电价,cPVsub为分布式光伏电站发电单位补贴;Pout,t表示在t时段微电网向用户侧出售的电能;Pin,t表示在t时段微电网向配电网购买的电能;PPV,t表示在t时段分布式光伏电站发电的电能。(2)系统功率平衡约束:PPV,t+Pwind,t-PPVcur,t-Pwindcur,t+PBESS=Pload,t+Pin,t(3),其中,PPV,t表示在t时段分布式光伏电站本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于需求响应的多能源互补优化调度方法,其特征在于,所述方法包括:建立基于需求响应调度模型的多能源互补优化调度模型并设置约束条件;采用粒子群算法对多能源互补优化调度模型进行仿真求解:根据所述仿真求解的结果,调度微电网中的可调负荷。

【技术特征摘要】
1.一种基于需求响应的多能源互补优化调度方法,其特征在于,所述方法包括:建立基于需求响应调度模型的多能源互补优化调度模型并设置约束条件;采用粒子群算法对多能源互补优化调度模型进行仿真求解:根据所述仿真求解的结果,调度微电网中的可调负荷。2.根据权利1所述的一种基于需求响应的多能源互补优化调度方法,其特征在于,所述多能源互补优化调度模型包括:以微电网系统经济效益收益最大为目标建立多能源互补优化调度模型:maxC=Cout-Cin+CPV,其中,C为微电网系统的总收益;Cout为微电网向用户出售电能的电价收益;Cin为微电网向配电网购买电能的电价成本;CPV为政府给予光伏电站发电功率的电能补贴;csell为微电网向用户出售电能的电价;cbuy为微电网向配电网购买单位电能的电价,cPVsub为分布式光伏电站发电单位补贴;Pout,t表示在t时段微电网向用户侧出售的电能;Pin,t表示在t时段微电网向配电网购买的电能;PPV,t表示在t时段分布式光伏电站发电的电能。3.根据权利1所述的一种基于需求响应的多能源互补优化调度方法,其特征在于,所述约束条件包括系统功率平衡约束、储能充放电功率约束、储能电池荷电状态约束、基于价格型需求响应的电价约束。4.根据权利3所述的一种基于需求响应的多能源互补优化调度方法,其特征在于,所述系统功率平衡约束为:PPV,t+Pwind,t-PPVcur,t-Pwindcur,t+PBESS,t=Pload,t+Pin,t(3),其中,PPV,t表示在t时段分布式光伏电站发电的电能,Pwind,t为t时段风机发电的电能;PPVcur,t为t时段光伏电站的弃光功率;Pwindcur,t为t时段弃风的功率;PBESS,t为t时段储能的充放电功率;Pload,t为t时段微电网内用户侧的响应负荷功率;Pin,t表示在t时段微电网向配电网购买的电能;当PBESS,t≥0时表示储能处于放电状态,当PBESS,t<0时表示储能处于充电状态;所述储能充放电功率约束为:ηBESS·PBESS,min≤PBESS,...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙侃张长祥余洋丁旸
申请(专利权)人:佳源科技有限公司
类型:发明
国别省市:江苏,32

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1