一种考虑节点负荷收益率的综合能源服务商动态聚合方法技术

本发明专利技术提供一种考虑节点负荷收益率的综合能源服务商动态聚合方法，构建基于IEDN的IESP运行结构，运行结构包括服务商管辖范围内的网络基础和EH，网络基础是以配电网为核心，通过EH耦合配气网与配热网的IEDN。本发明专利技术还构建了EH输入输出模型，基于节点收益率的IESP聚合原理进行聚合，再根据初始聚合激励获取节点资源的聚合收益，构建节点收益率计算模型，建立聚合激励动态修正模型，结合修正模型建立节点负荷聚合潜力计算模型，最后建立IESP聚合收益最大化模型，得到节点的负荷动态聚合方法。本发明专利技术充分聚合IEDN内的电、气、热资源，量化聚合过程中的实时贡献度，识别出有利于提升效益的关键节点，提高了聚合收益。提高了聚合收益。提高了聚合收益。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑节点负荷收益率的综合能源服务商动态聚合方法


[0001]本专利技术属于综合能源
，尤其涉及一种考虑节点负荷收益率的综合能源服务商动态聚合方法。

技术介绍

[0002]随着可再生能源在电网中的渗透率的逐步提升，随着分布式能源以及热电联产等技术的成熟，传统电网正向集成分布式能源和多类能流的局域综合能源系统演变。在配网范围内，称这种局域综合能源系统为综合能源配网(Integrated Energy Distribution Network，IEDN)，受分布式能源的地域分散性和不同能流系统的独立性影响，IEDN呈现出多类能源资源丰富但难以集中调控的特点。随着能源互联网的开展建设，综合能源系统(Integrated Energy System，IES)作为能源互联网的一种特殊形式逐步发展，综合能源服务商(Integrated energy system provider，IESP)作为区域和局域综合能源系统的管理者，可以统领IES中的设备和负荷，并对其做出适当的调整已满足系统优化运行。对于IESP，由于用户存在部分柔性负荷，其在原有单纯购能的基础上，可以灵活调整自身用能策略，以获得较高的收益或者降低自身购能成本，而IESP也可通过聚合用户的柔性负荷参与综合能源市场交易，将自身价格接受者的身份转变为市场价格主导者，因此，提升自身对所在区域内可调节资源的聚合能力是提升运营收益的关键。
[0003]近年来，针对IESP的聚合优化方面的研究取得了诸多进展，但是传统研究一般集中在电力系统范畴，主要是针对其在电力系统上的聚合优化，然而在多能源融合的综合能源系统环境下，尤其是分布式资源丰富的IEDN环境下，缺乏IESP对关键节点用户资源的聚合优化研究，在不同节点资源实时贡献度进行动态聚合方面也鲜有涉及。
[0004]因此，如何在复杂的IEDN环境下，筛选具有聚合价值的用户侧可调节资源，依据其参与聚合后为综合能源服务商交易利润作出的贡献，选择优质负荷用户，为其提供有吸引力的聚合激励，更大限度地挖掘用户潜力，提高聚合能力，是IESP参与市场交易运行过程中亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在不足，本专利技术提供了一种考虑节点负荷收益率的综合能源服务商动态聚合方法，量化了聚合电、气、热资源过程中的实时贡献度，辨识了不同能源系统最具聚合价值的节点负荷，有效提高了聚合收益。
[0006]本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0007]一种考虑节点负荷收益率的综合能源服务商动态聚合方法，包括如下步骤：
[0008]步骤1：构建基于IEDN的IESP运行结构，包括服务商管辖范围内的网络基础和EH，网络基础是以配电网为核心，通过EH耦合配气网与配热网的IEDN；
[0009]步骤2：构建EH基本结构，EH内部通过热电联产实现天然气向电能和热能的转换，并通过电母线、天然气母线、热母线与配电网、配气网、配热网进行能量交互；构建EH的输入
输出模型；
[0010]步骤3：按照基于节点收益率的IESP聚合原理进行聚合；
[0011]步骤4：根据步骤3聚合过程中的初始聚合激励获取节点资源的聚合收益，构建节点收益率计算模型，建立聚合激励动态修正模型，对步骤3聚合过程中的聚合激励进行修正；
[0012]步骤5：结合聚合激励动态修正模型，建立节点负荷聚合潜力计算模型，获取能够提升效益的关键节点；
[0013]步骤6：以聚合周期内IESP的聚合收益最大为目标，建立IESP聚合收益最大化模型；
[0014]步骤7：进行聚合模拟，分析聚合效果。
[0015]进一步地，所述步骤2中，EH的输入输出模型如下：
[0016]P
EH,t
＝f
EH,t
H
vg
λ
e
[0017]Q
EH,t
＝f
EH,t
H
vg
λ
h
[0018]其中，P
EH,t
表示输出电功率；f
EH,
t表示输入能量，包括电能、热能、天然气流量；H
vg
表示天然气低位热值；λ
e
表示电力转换系数；Q
EH,t
表示输出热能；λ
h
表示热力转换系数。
[0019]进一步地，所述步骤3中，按照基于节点收益率的IESP聚合原理进行聚合时，基于IESP聚合的电、气、热资源分别为P
re
、P
rg
、P
rh
，结合IESP对所在IEDN内电、气、热资源的初始聚合激励分别为I
re,0
、I
rg,0
、I
rh,0
，获取的电、气、热资源的聚合收益分别为W
re
、W
rg
、W
rh
，进而计算得到电、气、热资源的节点收益率分别为r
ie
、r
ig
、r
ih
；
[0020]IESP依据计算得到的节点收益率修改电、气、热资源的聚合激励，并发布给IEDN内的用户，修改后的电、气、热资源的聚合激励分别为I
re
、I
rg
、I
rh
；用户接收到修改后的聚合激励信号后，产生响应的电、气、热资源的聚合潜力分别为P
re,max
、P
rg,max
、P
rh,max
；再结合电、气、热资源对应的原始负荷L
e
、L
g
、L
h
，形成聚合参与IESP的功率。
[0021]进一步地，所述步骤4中，节点收益率计算模型的构建方法如下：
[0022]将被聚合单元的单次聚合收益与区域整体聚合收益的比值定义为被聚合单元的节点收益率，基于配电网、配气网、配热网的节点收益率的计算公式(即节点收益率计算模型)如下：
[0023][0024][0025][0026]其中，r
ie,i,t
、W
re,i,t
分别表示位于配电网节点i处的电力被聚合单元在t时段的节点收益率、聚合收益；r
ig,k,t
、W
rg,k,t
分别表示位于配气网节点k处的天然气被聚合单元在t时段的节点收益率、聚合收益；r
ih,m,t
、W
rh,m,t
分别表示位于配热网节点m处的热力被聚合单元
在t时段的节点收益率和聚合收益；W
r,t
表示t时段区域内的整体聚合收益。
[0027]进一步地，所述W
r,t
的计算公式如下：
[0028][0029]其中，W
re,i,t
、W
rg,k,t
、W
rh,m,t
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑节点负荷收益率的综合能源服务商动态聚合方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：构建基于IEDN的IESP运行结构，包括服务商管辖范围内的网络基础和EH，网络基础是以配电网为核心，通过EH耦合配气网与配热网的IEDN；步骤2：构建EH基本结构，EH内部通过热电联产实现天然气向电能和热能的转换，并通过电母线、天然气母线、热母线与配电网、配气网、配热网进行能量交互；构建EH的输入输出模型；步骤3：按照基于节点收益率的IESP聚合原理进行聚合；步骤4：根据步骤3聚合过程中的初始聚合激励获取节点资源的聚合收益，构建节点收益率计算模型，建立聚合激励动态修正模型，对步骤3聚合过程中的聚合激励进行修正；步骤5：结合聚合激励动态修正模型，建立节点负荷聚合潜力计算模型，获取能够提升效益的关键节点；步骤6：以聚合周期内IESP的聚合收益最大为目标，建立IESP聚合收益最大化模型；步骤7：进行聚合模拟，分析聚合效果。2.根据权利要求1所述的考虑节点负荷收益率的综合能源服务商动态聚合方法，其特征在于，所述步骤2中，EH的输入输出模型如下：P
EH,t
＝f
EH,t
H
vg
λ
e
Q
EH,t
＝f
EH,t
H
vg
λ
h
其中，P
EH,t
表示输出电功率；f
EH,t
表示输入能量，包括电能、热能、天然气流量；H
vg
表示天然气低位热值；λ
e
表示电力转换系数；Q
EH,t
表示输出热能；λ
h
表示热力转换系数。3.根据权利要求1所述的考虑节点负荷收益率的综合能源服务商动态聚合方法，其特征在于，所述步骤3中，按照基于节点收益率的IESP聚合原理进行聚合时，基于IESP聚合的电、气、热资源分别为P
re
、P
rg
、P
rh
，结合IESP对所在IEDN内电、气、热资源的初始聚合激励分别为I
re,0
、I
rg,0
、I
rh,0
，获取的电、气、热资源的聚合收益分别为W
re
、W
rg
、W
rh
，进而计算得到电、气、热资源的节点收益率分别为r
ie
、r
ig
、r
ih
；IESP依据计算得到的节点收益率修改电、气、热资源的聚合激励，并发布给IEDN内的用户，修改后的电、气、热资源的聚合激励分别为I
re
、I
rg
、I
rh
；用户接收到修改后的聚合激励信号后，产生响应的电、气、热资源的聚合潜力分别为P
re,max
、P
rg,max
、P
rh,max
；再结合电、气、热资源对应的原始负荷L
e
、L
g
、L
h
，形成聚合参与IESP的功率。4.根据利要求1所述的考虑节点负荷收益率的综合能源服务商动态聚合方法，其特征在于，所述步骤4中，节点收益率计算模型的构建方法如下：将被聚合单元的单次聚合收益与区域整体聚合收益的比值定义为被聚合单元的节点收益率，基于配电网、配气网、配热网的节点收益率的计算公式(即节点收益率计算模型)如下：
其中，r
ie,i,t
、W
re,i,t
分别表示位于配电网节点i处的电力被聚合单元在t时段的节点收益率、聚合收益；r
ig,k,t
、W
rg,k,t
分别表示位于配气网节点k处的天然气被聚合单元在t时段的节点收益率、聚合收益；r
ih,m,t
、W
rh,m,t
分别表示位于配热网节点m处的热力被聚合单元在t时段的节点收益率和聚合收益；W
r,t
表示t时段区域内的整体聚合收益。5.根据利要求4所述的考虑节点负荷收益率的综合能源服务商动态聚合方法，其特征在于，所述W
r,t
的计算公式如下：其中，W
re,i,t
、W
rg,k,t
、W
rh,m,t
的具体计算公式如下：W
re,i,t
＝P
re,i,t
(p
sle,t
‑
I
re,i,t
)W
rg,k,t
＝P
rg,k,t
(p
slg,t
‑
I
rg,k,t
)W
rh,m,t
...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦迅，范冬楼，吴晨，薛贵元，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：