基于能量-辅助服务的收费方法、系统、设备及存储介质技术方案

本发明专利技术提供基于能量

【技术实现步骤摘要】
基于能量
‑
辅助服务的收费方法、系统、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及配电网交易
，具体为基于能量
‑
辅助服务的收费方法、系统、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]近年来，随着分布式发电资源的日益普及和信息通信技术的不断进步，一种基于P2P(Peer
‑
to
‑
Peer)的配电网交易形式逐渐流行起来。这种能源交易形式允许能源产消者直接进行电力交易，从而提高了用户端可再生能源的消纳率。由于该市场机制允许能源产消者自行制定交易电价和交易量，各市场参与者也可以从中最大化自身的交易收益。大多数P2P交易的参与者都在本地消耗能源，很少有用户需要来自上级电网的电力，所以该交易方案可以降低传输干线的输电压力和上级电网的调度复杂度，除此以外，P2P市场的管理者可以通过调整交易价格进一步调节整个市场的能耗情况。因此，整个P2P交易市场可以对外构成一种联邦电厂的形式参与上级电网中的辅助服务，以在最大化市场参与者个体利益的情况下满足电网的运行需求。这种联邦电厂的形式利用了P2P市场的对外特性，具有较强的现实意义和经济价值。
[0003]但是现有的收费方法在有效地优化各市场参与者的用电行为的同时，为整个电网中的不确定发用电源提供有效的备用。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了基于能量
‑
辅助服务的收费方法、系统、设备及存储介质，能有效地优化各市场参与者的用电行为的同时，为整个电网中的不确定发用电源提供有效的备用。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0008]第一方面，提供了一种基于能量
‑
辅助服务的收费方法，所述方法包括：
[0009]获取用户负荷数据、实时电价数据、电网数据、不确定源的矩信息数据、矩信息的不确定范围数据以及发电机爬坡上限数据，将获取的数据作为参数传入能量
‑
辅助服务两阶段经济调度优化模型中；
[0010]分析整个配电网中P2P交易构成联邦电厂的过程，建立能量
‑
辅助服务两阶段经济调度优化模型；
[0011]基于所述能量
‑
辅助服务两阶段经济调度优化模型，导出节点边际电价与不确定边际电价，并说明基于这两种电价的支付机制的性质；
[0012]基于经济调度可行域提出增广吸收域的概念，以衡量联邦电厂的调度能力，验证各联邦电厂的调节能力中和整个系统的不确定源的情况；
[0013]通过将不确定集中的随机采样点代入超平面方程中，验证各联邦电厂构成的吸收
域吸收不确定域的情况；
[0014]将求解出来的各能源买家、不确定源的支付发送给提供辅助服务的各联邦电厂、金融输电权持有者和发电厂，完成整个联邦电厂参与能量
‑
辅助服务联合市场的收费和支付。
[0015]优选的，所述用户负荷数据包括每个社区级微电网中用户的全年负荷数据，数据采集间隔最小15分钟；所述实时电价采用国家统一的峰谷平三时电价；所述电网数据包括各微电网与上级配电网的连接关系，各条支路的电阻和电抗值，以及各支路传输功率的上限；所述不确定源的矩信息包括不确定参数的概率密度函数、数学期望和方差；所述矩信息的不确定范围包括方差和期望的波动范围；所述发电机的爬坡上限包括相邻两个时间点的发电机出力功率的变化上限。
[0016]优选的，所述建立能量
‑
辅助服务两阶段经济调度优化模型具体为：
[0017]建立基于矩信息的分布式鲁棒不确定集用以描述不确定参数的变化范围，
[0018][0019]其中，μ
d,t
为节点d上时刻t的不确定变量，Pr{μ
d,t
}＝1表示整个不确定变量的总概率为1，为不确定变量的数学期望，Σ
d,t
为不确定变量的协方差，为不确定变量的方差。该矩信息使用盒式不确定集规定了不确定变量的期望和方差的变化范围分别为和[(σ2)
min
,(σ2)
max
]；
[0020]两阶段分布式鲁棒经济调度目标建模为
[0021][0022]其中，C
i
(.)为发电厂i的成本函数，为发电厂i在时刻t的发电功率，表示不确定参数对应的成本取得上限，为发电厂i在时刻t为了中和不确定变化量而调整的发电功率，因为该变化量与不确定参数相关，所以在目标函数中写作期望的形式。本目标函数的确定性部分为第一阶段，不确定性部分为第二阶段，将确定性与不确定性相加以构成两阶段规划模型；
[0023]两阶段分布式鲁棒经济调度的约束条件建模为
[0024][0025][0026][0027][0028][0029][0030][0031][0032][0033][0034]其中，为发电厂i在时刻t的发电功率，为负荷d在时刻t的负荷功率，分别表示发电厂i在时刻t的发电功率下限与上限，分别表示发电厂i在时刻t的爬坡功率下限与上限，Λ
l,d
为线路l和节点d的功率转移系数，为节点d在时刻t的注入有功功率，F
l
为线路l的功率传输上限，为节点d在时刻t的不确定变量取值，为发电厂i在时刻t为了中和不确定变化量而调整的发电功率，为不确定变量导致的节点d注入功率的变化量，其中每个约束后面的希腊字母表示对应约束的拉格朗日对偶变量。
[0035]优选的，所述节点边际电价与不确定边际电价具体包括：
[0036]对能量
‑
辅助服务两阶段经济调度优化模型求解拉格朗日函数的偏导数得到边际价格的表达式为
[0037][0038][0039][0040][0041]其中，为对应能源的节点边际电价，为对应不确定源的不确定边际电价，
为不确定源需要支付的总金额，为电能买家需要支付的购电总金额；
[0042]不确定参数与不确定边际电价的符号一致，即
[0043][0044][0045]其中，为节点d在时刻t的不确定参数，为对应该节点和时刻的边际电价；
[0046]不确定边际电价的收支平衡要求为
[0047][0048][0049][0050][0051][0052]其中，为金融输电权的持有者在线路l上预留的正向的输电裕量，为金融输电权的持有者在线路l上预留的负向的输电裕量，为不确定源需要向金融输电权的持有者支付的总费用，为不确定源需要向联邦电厂支付的总费用，不确定源付出的总金额应该等于不确定源需要向金融输电权的持有者支付的总费用与不确定源需要向联邦电厂支付的总费用的和。
[0053]优选的，所述基于经济调度可行域提出增广吸收域的概念，以衡量联邦电厂的调度能力，验证各联邦电厂的调节能力中和整个系统的不确定源的情况具体包括：
[0054]将能量
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于能量
‑
辅助服务的收费方法，其特征在于，所述方法包括：获取用户负荷数据、实时电价数据、电网数据、不确定源的矩信息数据、矩信息的不确定范围数据以及发电机爬坡上限数据；分析整个配电网中P2P交易构成联邦电厂的过程，建立能量
‑
辅助服务两阶段经济调度优化模型；将获取的数据作为参数传入能量
‑
辅助服务两阶段经济调度优化模型中；基于所述能量
‑
辅助服务两阶段经济调度优化模型，导出节点边际电价与不确定边际电价，并说明基于这两种电价的支付机制的性质；基于经济调度可行域提出增广吸收域的概念，以衡量联邦电厂的调度能力，验证各联邦电厂的调节能力中和整个系统的不确定源的情况；通过将不确定集中的随机采样点代入超平面方程中，验证各联邦电厂构成的吸收域吸收不确定域的情况；将求解出来的各能源买家、不确定源的支付发送给提供辅助服务的各联邦电厂、金融输电权持有者和发电厂，完成整个联邦电厂参与能量
‑
辅助服务联合市场的收费和支付。2.根据权利要求1所述的一种基于能量
‑
辅助服务的收费方法，其特征在于：所述用户负荷数据包括每个社区级微电网中用户的全年负荷数据，数据采集间隔最小15分钟；所述实时电价采用国家统一的峰谷平三时电价；所述电网数据包括各微电网与上级配电网的连接关系，各条支路的电阻和电抗值，以及各支路传输功率的上限；所述不确定源的矩信息包括不确定参数的概率密度函数、数学期望和方差；所述矩信息的不确定范围包括方差和期望的波动范围；所述发电机的爬坡上限包括相邻两个时间点的发电机出力功率的变化上限。3.根据权利要求2所述的一种基于能量
‑
辅助服务的收费方法，其特征在于：所述建立能量
‑
辅助服务两阶段经济调度优化模型具体为：建立基于矩信息的分布式鲁棒不确定集用以描述不确定参数的变化范围，其中，μ
d,t
为节点d上时刻t的不确定变量，Pr{μ
d,t
}＝1表示整个不确定变量的总概率为1，为不确定变量的数学期望，Σ
d,t
为不确定变量的协方差，为不确定变量的方差。该矩信息使用盒式不确定集规定了不确定变量的期望和方差的变化范围分别为和[(σ2)
min
,(σ2)
max
]；两阶段分布式鲁棒经济调度目标建模为
其中，C
i
(.)为发电厂i的成本函数，为发电厂i在时刻t的发电功率，表示不确定参数对应的成本取得上限，为发电厂i在时刻t为了中和不确定变化量而调整的发电功率，因为该变化量与不确定参数相关，所以在目标函数中写作期望的形式。本目标函数的确定性部分为第一阶段，不确定性部分为第二阶段，将确定性与不确定性相加以构成两阶段规划模型；两阶段分布式鲁棒经济调度的约束条件建模为两阶段分布式鲁棒经济调度的约束条件建模为两阶段分布式鲁棒经济调度的约束条件建模为两阶段分布式鲁棒经济调度的约束条件建模为两阶段分布式鲁棒经济调度的约束条件建模为两阶段分布式鲁棒经济调度的约束条件建模为两阶段分布式鲁棒经济调度的约束条件建模为两阶段分布式鲁棒经济调度的约束条件建模为两阶段分布式鲁棒经济调度的约束条件建模为两阶段分布式鲁棒经济调度的约束条件建模为其中，为发电厂i在时刻t的发电功率，为负荷d在时刻t的负荷功率，分别表示发电厂i在时刻t的发电功率下限与上限，分别表示发电厂i在时刻t的爬坡功率下限与上限，Λ
l,d
为线路l和节点d的功率转移系数，为节点d在时刻t的注入有功功率，F
l
为线路l的功率传输上限，为节点d在时刻t的不确定变量取值，为发电厂i在时刻t为了中和不确定变化量而调整的发电功率，为不确定变量导致的节点d注入功率的变化量，其中每个约束后面的希腊字母表示对应约束的拉格朗日对
偶变量。4.根据权利要求3所述的一种基于能量
‑
辅助服务的收费方法，其特征在于：所述节点边际电价与不确定边际电价具体包括：对能量
‑
辅助服务两阶段经济调度优化模型求解拉格朗日函数的偏导数得到边际价格的表达式为的表达式为的表达式为的表达式为其中，为对应能源的节点边际电价，为对应不确定源的不确定边际电价，为不确定源需要支付的总金额，为电能买家需要支付的购电总金额；不确定参数与不确定边际电价的符号一致，即不确定参数与不确定边际电价的符号一致，即其中，为节点d在时刻t的不确定参数，为对应该节点和时刻的边际电价；不确定边际电价的收支平衡要求为要求为要求为要求为要求为其中，为金融输电权的持有者在线路l上预留的正向的输电裕量，为金融输...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏元兴，徐青山，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：