基于电-热博弈促进可再生能源消纳的配电系统运行方法技术方案

本发明专利技术公开了基于电

【技术实现步骤摘要】
基于电
‑
热博弈促进可再生能源消纳的配电系统运行方法


[0001]本专利技术涉及能源电力
，更具体地，涉及基于电
‑
热博弈的促进可再生能源消纳配电系统的运行方法。

技术介绍

[0002]近年来气候环境不断恶化，发展清洁、低碳能源成为缓解当前形势的重要手段之一。风电作为技术最成熟的可再生能源之一，其大规模并网成为解决当前环境问题的有效措施，我国也正在大力发展可再生能源，目前我国的风电装机容量已经达到世界第一。
[0003]然而，风力发电具有随机性，已有技术无法精准预测其出力情况，这为风电高效并网带来了巨大挑战。此外，由于我国北方城市冬季需要供暖，供暖又主要由热电联产(Combined Heat and Power，CHP)满足，即CHP出力要首先满足热负荷，但CHP在发热的同时必定伴随着发电。这样，CHP就占用了较大的发电容量空间，所以部分风电就会被弃掉，弃风问题更为突出。
[0004]需求响应作为一种调节手段，能够在用户侧适时增减负荷，提高可再生能源的利用率。尤其是在综合能源系统中，多种能源之间的替代能有效地促进风电消纳。然而现有研究大多都通过弹性系数理论简单描述负荷需求响应能力，未考虑用户个体的非完全理性行为和个性化选择。且在电
‑
热耦合环境中，大多以综合能源运营商为研究对象，并未考虑现实情况下的电
‑
热独立运营情况。
[0005]因此，需要一种在基于CHP的电
‑
热耦合系统中，考虑用户用能选择差异性和可再生能源出力不确定性，促进可再生能源(尤其是风能)高效消纳的配电系统运行方案。

技术实现思路

[0006]为此，本专利技术提供了基于电
‑
热博弈的促进可再生能源消纳的配电系统的运行方法，以力图解决或者至少缓解上面存在的至少一个问题。
[0007]根据本专利技术的一个方面，提供了一种基于电
‑
热博弈促进可再生能源消纳的配电系统的运行方法，包括：计及电价和热价对用户用能形式的影响，构建负荷用电需求模型；构建风机出力的不确定性模型，以确定风机输出功率；至少基于负荷用电需求模型和风机输出功率，利用二阶段优化模型得到配电系统的运行策略，以促进可再生能源消纳。
[0008]可选地，在根据本专利技术的方法中，负荷用电需求模型表示为以下公式：
[0009][0010]其中，P
tL
为时刻t向用户的售电功率；P
tbase
为时刻t的刚性电负荷，为一恒定值；为时刻t的时间可转移电负荷；为时刻t的能源可替代电负荷；为时刻t向用户的售电电价与电价基准值的变化量；为向用户的售热热价与热价基准值的变化量。
[0011]可选地，在根据本专利技术的方法中，时间可转移电负荷表示为：
[0012][0013]其中，
[0014][0015]式中，P
tbp
、分别为电价基准值下对应的时刻t、t
′
的时间可转移负荷；α
t
、α
tt
′
分别为价格自弹性系数和互弹性系数；分别为时刻t、t
′
向用户的售电电价与电价基准值的变化量；分别为时刻t、t
′
的电价基准值；的电价基准值；分别为时刻t、t
′
的售电电价。
[0016]可选地，在根据本专利技术的方法中，能源可替代电负荷通过如下步骤来确定：生成表征电能的综合效益的第一效用函数和表征热能的综合效益的第二效用函数；基于第一效用函数和所述第二效用函数，确定用户选择用电满足其用能需求的概率；以及至少基于所确定的概率，得到能源可替代电负荷。
[0017]可选地，在根据本专利技术的方法中，生成表征电能的综合效益的第一效用函数和表征热能的综合效益的第二效用函数的步骤包括：基于电热转换系数、电价基准值和售电电价与电价基准值的变化量，生成第一效用函数；以及基于热电转换系数、热价基准值和售热热价与热价基准值的预测变化量，生成第二效用函数。
[0018]可选地，在根据本专利技术的方法中，售热热价通过如下公式来确定：
[0019][0020]其中，为时刻t向用户售热热价；为的概率密度函数；和分别为时刻t售热热价的标准差和平均值。
[0021]可选地，在根据本专利技术的方法中，用户选择用电满足其用能需求的概率通过如下公式来确定：
[0022][0023]其中，为时刻t用户选择用电满足其用能需求的概率；μ为尺度参数；W
tE
为第一效用函数；W
tH
为第二效用函数。
[0024]可选地，在根据本专利技术的方法中，风机出力的不确定性模型表示为：
[0025][0026]其中，P
twind
为时刻t风机的输出功率；为风机额定输出功率；v
t
为时刻t的风速；v
ci
为切入风速；v
co
为切出风速；v
r
为额定风速。
[0027]可选地，在根据本专利技术的方法中，风速通过如下方式来确定：
[0028][0029]其中，ρ(v
t
)为风速的概率密度函数；k
t
为时刻t的形状参数；c
t
为时刻t的尺度参数；v
t
为时刻t的风速。
[0030]可选地，在根据本专利技术的方法中，至少基于负荷用电需求模型和风机输出功率，利用二阶段优化模型得到配电系统的运行策略的步骤包括：在日前阶段，根据预测信息预调度，预测信息至少包括：预测的电负荷值和预测风机输出功率；在实时阶段，基于实际电负荷值和可再生能源出力，在预调度的基础上进行调整，以达到配电系统的电力平衡。
[0031]可选地，在根据本专利技术的方法中，二阶段优化模型包括两个目标函数，其中，第一目标函数为最大化配电运营商利润，第二目标函数为最小化弃风量。
[0032]可选地，在根据本专利技术的方法中，第一目标函数表示为如下公式：
[0033][0034]其中，T为运行周期；为时刻t向用户的售电电价；P
tL,DA
为日前阶段时刻t预计向用户的售电功率；λ
tE,DA
为日前阶段时刻t向电力市场的购电电价；P
tE,DA
为日前阶段时刻t向电力市场的购电功率；λ
tCHP
为时刻t向CHP购电电价；P
tCHP
为时刻t向CHP购电功率；N
s
为场景的个数；ρ
s
为场景s发生的概率；λ
tE,RT
为实时阶段时刻t向电力市场的购电电价；为场景s下实时阶段与日前阶段向电力市场的购电偏差；为场景s下实时阶段和日前阶段向用户售电量的偏差。
[0035]可选地，在根据本专利技术的方法中，第二目标函数表示为如下公式：
[0036][0037]其中，
[0038]式中，为实时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电
‑
热博弈促进可再生能源消纳的配电系统运行方法，所述方法适于在计算设备中执行，所述方法包括：计及电价和热价对用户用能形式的影响，构建负荷用电需求模型；构建风机出力的不确定性模型，以确定风机输出功率；至少基于所述负荷用电需求模型和风机输出功率，利用二阶段优化模型得到所述配电系统的运行策略，以促进可再生能源消纳。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述负荷用电需求模型表示为以下公式：P
tL
＝P
tbase
+P(Δλ
tL
)+P(Δλ
tL
,Δζ
tL
)，其中，P
tL
为时刻t向用户的售电功率；P
tbase
为时刻t的刚性电负荷，为一恒定值；P(Δλ
tL
)为时刻t的时间可转移电负荷；P(Δλ
tL
,Δζ
tL
)为时刻t的能源可替代电负荷；Δλ
tL
为时刻t向用户的售电电价与电价基准值的变化量；Δζ
tL
为向用户的售热热价与热价基准值的变化量。3.如权利要求2所述的方法，其中，所述时间可转移电负荷P(Δλ
tL
)表示为：其中，Δλ
tL
＝λ
tL
‑
λ
tbase
，式中，P
tbp
、分别为电价基准值下对应的时刻t、t
′
的时间可转移负荷；α
t
、α
tt
′
分别为价格自弹性系数和互弹性系数；Δλ
tL
、分别为时刻t、t
′
向用户的售电电价与电价基准值的变化量；λ
tbase
、分别为时刻t、t
′
的电价基准值；λ
tL
、分别为时刻t、t
′
的售电电价。4.如权利要求2或3所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾博，朱志伟，罗旸凡，刘一贤，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：