一种本地分布式多能均衡调度方法及系统技术方案

本发明专利技术属于能源调度技术领域，具体涉及一种本地分布式多能均衡调度方法及系统。本发明专利技术基于用户的历史发电和用电数据对参与多能均衡交易的用户进行供能方和需求方的分类；用户发布各自的预期能源调度情况；确定系统的整体预期能源调度情况；系统对调度价格和调度风险价值（VAR）进行确定；根据系统发布的价格和风险价值，用户进行能源供需量调整；最后系统基于新能源最大消纳的原则，进行多能均衡调度。本发明专利技术能够实现分布式能源消纳最大的本地用户多能的均衡调度，避免能源浪费。避免能源浪费。避免能源浪费。

【技术实现步骤摘要】
一种本地分布式多能均衡调度方法及系统


[0001]本专利技术属于能源调度
，具体涉及一种本地分布式多能均衡调度方法及系统。

技术介绍

[0002]如今，越来越多的可再生能源，如太阳能和风能的使用，将传统生产者转变为能够生产和消费能源的产消者。生产者产生的剩余能量可以反馈到公用电网，或者供应给当地用户。考虑到可再生能源的波动性，鼓励多个生产者之间的本地能源调度，以最大限度地减少能源浪费。为了提高能源调度的管理效率和灵活性，交互模式从集中式转变为分布式。
[0003]现有技术中，中国专利技术专利CN202010109315.5提供综合能源调度的供热网络水路建模方法，将水力和电力网络相结合，实现水
‑
电的统一调度；中国专利技术专利CN202010850314.6包含太阳能集热单元、供热管道、供热单元、补水单元和控制装置，实现供热管网周边不受位置限制设置多个余热回收单元、多个太阳能集热单元和多个热量使用单元，通过供热热源单元和多个热量使用单元配合使用，提高了余热利用率和清洁能源使用率；中国公开专利技术申请CN202010975150.X基于监测能源(电、热、冷)的价格及能源需求量，实现能源消耗供应上的用能成本优化，为综合能源系统调度、降低用能成本提供解决方案。然而，现有研究的分布式能源消纳量无法达到最大值，无法避免多余能源的浪费。一种本地分布式多能均衡调度方法、装置及系统是一种可行有效的充分利用闲置资源的方法。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种本地分布式多能均衡调度方法及系统，具体技术方案如下：
[0005]一种本地分布式多能均衡调度方法，包括以下步骤：
[0006]S1：调度系统基于用户的历史发电和用电数据对参与多能均衡交易的用户进行供能方和需求方的分类，并发布给用户；
[0007]S2：用户向调度系统发布各自的预期能源调度情况；
[0008]S3：调度系统确定整体预期能源调度情况；
[0009]S4：调度系统确定调度价格和调度风险价值，并进行发布给用户；
[0010]S5：用户根据调度系统发布的调度价格和调度风险价值进行能源供需量调整；
[0011]S6：调度系统基于新能源最大消纳的原则，进行多能均衡调度，并将调度结果进行存储。
[0012]优选地，所述步骤S1中对参与多能均衡交易的用户进行供能方和需求方的分类具体为：在对应交易时间间隔内，除了供给自身所需能源量外还有多余能源的为供能方，对于能源值无法实现自身生产生活需要的为需求方；利用变量λ来确定用户k身份，其中，N
b
表示需求方，N
s
表示供能方。
[0013]优选地，所述步骤S2具体包括：
[0014]所供能方包括光伏发电装置、储能装置、天然气系统；所述需求方包括电动汽车装置、家用负荷、储能装置；
[0015]所述光伏装置的发电模型为：
[0016][0017][0018]其中，为第i个光伏用户在t时刻发出的电量；为光伏用户i自己在t时刻自用的电量；为光伏发电用户i在时刻t提供给其他用户的电量；为光伏用户i在t时刻提供给电网的电量；为光伏用户i自己自用的电量中家用负荷在时刻t用电量；为光伏发电用户i自己自用部分中电动汽车在t时刻充电的耗电量；为光伏发电用户i自己自用部分中储能装置在t时刻充电的耗电量；
[0019]所述储能装置模型为：
[0020][0021]为用户i在不同时段的充电量，t＝0，1，2，...，23；为储能装置i最大容量值；用户充电量不得超过储能装置的容量
[0022]所述电动汽车装置模型为：
[0023]电动汽车i在t时刻的充电电量来自于自身装置所发的电量通过本地均衡调度得到的外界电能E
b
(t)、从外界电网得到的电量从公共储能装置得到的能量具体如下：
[0024][0025]其中，为电动汽车i的充电效率；
[0026]所述家用负荷模型为：
[0027]假设用户i家中有m个不可控负荷，a个不可中断负荷以及b个可中断负荷，则对用户i加用负荷建模为：
[0028][0029][0030]表示用户i家中第l个设备运行一个小时内所需的能量；和分别表示在该时间间隔内，用户i家中运行的不可控负荷所需能量和可控负荷的所需能量；
[0031]所述天然气系统模型为：
[0032]能源生产和转换设备通过消耗天然气向用户提供电能和冷能，其中能源生产和转换设备包括燃气轮机(GT)、余热锅炉(HRSG)、吸收式制冷机(AC)和螺杆式制冷机(RC)，其
中，和表示GT的电生产效率和热生产效率，η
HR
为HRSG的效率，COP
RC
和COP
AC
为RC和AC的性能系数，λ
i
∈[0，1]为电能分配系数，代表燃气轮机产出的电能用于制冷的比例；
[0033]假设天然气公司可以为用户提供足够的天然气，令P
i
为用户i从天然气公司获得的天然气量，令和为用户i利用天然气生产的电能和冷能，能量转换方程为：
[0034][0035][0036]当λ
i
＝0时，用户i将天然气全部转为电能使用，否则，用户i将天然气通过燃气轮机得到的电能一部分转换为冷能供用户使用；
[0037]供能方N
s
将自身的预估的供能量E
s
(i，Δt)上传至调度系统，i∈N
s
，表示第i个供能方，Δt为均衡调度的调度时段，需求方N
b
将自身所需求的电能E
b
(j，Δt)上传至调度系统；j∈N
b
，表示第j个需求方，
[0038]优选地，所述步骤S3调度系统确定整体预期能源调度情况具体包括：调度系统获取每一个用户所提供的能量信息，再计算用户的整体供应能量和总体的需求量最后调度系统通过公布总体供能量与需求量的数据信息给用户。
[0039]优选地，所述步骤S4中调度系统确定调度价格和调度风险价值具体为：
[0040]S41：在历史交易纪录中，选取调度系统中N个平均调度价格，按照时间先后顺序进行排序，p(i)，i＝
‑
N，
‑
(N
‑
1)，...，
‑
1；基于这N个历史数据，调度系统确定的调度价格为：
[0041][0042]S42：基于过去的N
‑
1个系统调度价格变化量，
[0043]Δp(i)＝p(
‑
i)
‑
p(
‑
i
‑
1)，i＝(N
‑
1)，(N
‑
2)，...，1；通过N个系统平均调度价格和N
‑
1个调度价格变化量，预测未来可能的调度价格，p(i)＝p(
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种本地分布式多能均衡调度方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：调度系统基于用户的历史发电和用电数据对参与多能均衡交易的用户进行供能方和需求方的分类，并发布给用户；S2：用户向调度系统发布各自的预期能源调度情况；S3：调度系统确定整体预期能源调度情况；S4：调度系统确定调度价格和调度风险价值，并进行发布给用户；S5：用户根据调度系统发布的调度价格和调度风险价值进行能源供需量调整；S6：调度系统基于新能源最大消纳的原则，进行多能均衡调度，并将调度结果进行存储。2.根据权利要求1所述的一种本地分布式多能均衡调度方法，其特征在于：所述步骤S1中对参与多能均衡交易的用户进行供能方和需求方的分类具体为：在对应交易时间间隔内，除了供给自身所需能源量外还有多余能源的为供能方，对于能源值无法实现自身生产生活需要的为需求方；利用变量λ来确定用户k身份，其中，N
b
表示需求方，N
s
表示供能方。3.根据权利要求2所述的一种本地分布式多能均衡调度方法，其特征在于：所述步骤S2具体包括：所供能方包括光伏发电装置、储能装置、天然气系统；所述需求方包括电动汽车装置、家用负荷、储能装置；所述光伏装置的发电模型为：所述光伏装置的发电模型为：其中，为第i个光伏用户在t时刻发出的电量；为光伏用户i自己在t时刻自用的电量；为光伏发电用户i在时刻t提供给其他用户的电量；为光伏用户i在t时刻提供给电网的电量；为光伏用户i自己自用的电量中家用负荷在时刻t用电量；为光伏发电用户i自己自用部分中电动汽车在t时刻充电的耗电量；为光伏发电用户i自己自用部分中储能装置在t时刻充电的耗电量；所述储能装置模型为：所述储能装置模型为：为用户i在不同时段的充电量，t＝0,1,2,...,23；为储能装置i最大容量值；用户充电量不得超过储能装置的容量
所述电动汽车装置模型为：电动汽车i在t时刻的充电电量来自于自身装置所发的电量通过本地均衡调度得到的外界电能E
b
(t)、从外界电网得到的电量从公共储能装置得到的能量具体如下：其中，为电动汽车i的充电效率；所述家用负荷模型为：假设用户i家中有m个不可控负荷，a个不可中断负荷以及b个可中断负荷，则对用户i加用负荷建模为：用负荷建模为：用负荷建模为：表示用户i家中第l个设备运行一个小时内所需的能量；和分别表示在该时间间隔内，用户i家中运行的不可控负荷所需能量和可控负荷的所需能量；所述天然气系统模型为：能源生产和转换设备通过消耗天然气向用户提供电能和冷能，其中能源生产和转换设备包括燃气轮机(GT)、余热锅炉(HRSG)、吸收式制冷机(AC)和螺杆式制冷机(RC)，其中，和表示GT的电生产效率和热生产效率，η
HR
为HRSG的效率，COP
RC
和COP
AC
为RC和AC的性能系数，λ
i
∈[0,1]为电能分配系数，代表燃气轮机产出的电能用于制冷的比例；假设天然气公司可以为用户提供足够的天然气，令P
i
为用户i从天然气公司获得的天然气量，令和为用户i利用天然气生产的电能和冷能，能量转换方程为：为用户i利用天然气生产的电能和冷能，能量转换方程为：当λ
i
＝0时，用户i将天然气全部转为电能使用，否则，用户i将天然气通过燃气轮机得到的电能一部分转换为冷能供用户使用；供能方N
s
将自身的预估的供能量E
s
(i,Δt)上传至调度系统，i∈N
s
，表示第i个供能方，Δt为均衡调度的调度时段，需求方N
b
将自身所需求的电能E
b
(j,Δt)上传至调度系统；j∈N
b
，表示第j个需求方，4.根据权利要求1所述的一种本地分布式多能均衡调度方法，其特征在于：所述步骤S3调度系统确定整体预期能源调度情况具体包括：调度系统获取每一个用户所提供的能量信
息，再计算用户的整体供应能量和总体的需求量最后调度系统通过公布总体供能量与需求量的数据信息给用户。5.根据权利要求3所述的一种本地分布式多能均衡调度方法，其特征在于：所述步骤S4中调度系统确定调度价格和调度风险价值具体为：S41：在历史交易纪录中，选取调度系统中N个平均调度价格，按照时间先后顺序进行排序，p(i),i＝
‑
N,
‑
(N
‑
1),...,
‑
1；基于这N个历史数据，调度系统确定的调度价格为：S42:基于过去的N
‑
1个系统调度价格变化量，Δp(i)＝p(
‑
i)
‑
p(
‑
i
‑
1),i＝(N
‑
1),(N
‑
2),...,1；通过N个系统平均调度价格和N
‑
1个调度价格变化量，预测未来可能的调度价格，p(i)＝p(
‑
i)+Δp(i),i＝N,(N
‑
1),...,1，然后将可能的调度价格按照升序进行排列；将上一步得到的、按照升序排列得到的第N*(1
‑
97％个数值和第N*97％数值分别作为调...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭小璇，韩帅，秦丽娟，杨艺云，孙乐平，肖静，吴宛潞，陈卫东，吴宁，刘裕琨，黎新，凡华，吕翔，张阁，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：