【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统，尤其涉及一种基于ems-lmp耦合的源网荷储一体化可再生能源消纳方法及装置。
技术介绍
1、随着双碳战略目标的逐步实施，以及电力市场改革的进一步深入，以风光等可再生能源为主的源网荷储新型一体化电力系统、以及与其相配套电力现货市场体系将成为发展趋势。然而，可再生能源的出力具有波动性和不确定性，使得其大规模并网后，对电力系统的稳定性带来巨大挑战。如何平衡新型电力系统的安全性与经济性、如何促进可再生能源的高效消纳、如何提高能源利用效率及经济调度的科学性是当前和未来一段时间内电力系统研究的前沿问题。
2、目前，不论是理论层面还是实践层面，基于源网荷储一体化协同运作的新型电力系统都是行业研究的热点领域。但由于相关研究起步较晚，加之源网荷储一体化系统的组织结构、运行方式、能量管理等方面与传统电力系统存在差异，应对电力现货市场的响应机制也更加复杂精细，促使上述问题有效解决技术难点。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种基于ems-lmp耦合的源网荷储一体化可再生能源消纳方法及装置，用以解决现有源网荷储一体化系统的组织结构、运行方式、能量管理等方面与传统电力系统存在差异，应对电力现货市场的响应机制也更加复杂精细的问题。
2、一方面，本专利技术实施例提供了一种基于ems-lmp耦合的源网荷储一体化可再生能源消纳方法，包括：建立基于可再生能源消纳的电力市场仿真系统；基于所述电力市场仿真系统建立节点边际电价lmp调度模型，以采用安
3、上述技术方案的有益效果如下：根据本专利技术实施例的基于ems-lmp耦合的源网荷储一体化可再生能源消纳方法采用一种异步迭代的scuc-sced算法架构来保障，来解决优化过程中可能存在的“非凸”问题，有效提高了调度模型的求解精度、降低了算法复杂度。该方法采用基于ems-lmp耦合的价格响应机制，实现价格信号对可再生能源消纳的引导，利用荷电状态机(psoc machine)模块，对可再生能源并网/储能状态进行调节，优化系统的经济效益。
4、基于上述方法的进一步改进，建立基于可再生能源消纳的电力市场仿真系统包括：构建分布式的可再生能源微网系统，其中，所述可再生能源微网系统包括源、网、荷、储四大模块单元；以及建立所述电力市场仿真系统以模拟可再生能源并网对所述可再生能源微网系统的功率、频率、电压、潮流的影响。
5、基于上述方法的进一步改进，采用安全约束机组组合scuc和安全约束经济调度sced优化进行日前市场和日内市场联合仿真包括：在日前市场进行安全约束机组组合scuc优化包括：优化的目标函数为机组的运行成本最小化，约束条件包括：功率平衡约束、单台机组出力范围约束、机组爬坡率约束和机组最小开停时间约束，所述目标函数的变量包括每台机组的工作状态、启停状态和输出功率；根据所述安全约束机组组合scuc的优化结果，在日内市场采用迭代的安全约束经济调度sced优化求解所述节点边际电价lmp。
6、基于上述方法的进一步改进，通过以下公式表示所述优化的目标函数：
7、
8、其中，是机组i的燃料成本函数，pih是机组i在时段h的出力，是机组i的启动成本，是机组i的停机成本，iih是机组i在时段h的开关状态，1表示开状态，0表示关状态；
9、通过以下公式表示所述功率平衡约束：
10、
11、其中，pdh是时段h的系统负荷，plh是时段h的系统线损；
12、通过以下公式表示所述单台机组出力范围约束：
13、piminiih≤pih≤pimaxiih,i＝1,2,…,n；h＝1,2,…,24；
14、其中，pimin和pimax分别是机组i的最小出力限制和最大出力限制；
15、通过以下公式表示所述机组爬坡率约束：
16、
17、其中，和分别是机组i的上升爬坡率和下降爬坡率；
18、通过以下公式表示所述机组最小开停时间约束：
19、
20、
21、其中，muti和mdti分别是机组i的最小开启时间和最小停机时间。
22、基于上述方法的进一步改进，通过以下公式表示所述安全约束经济调度sced的数学模型：
23、
24、
25、
26、
27、其中，g是发电机组集合，t是时间段集合，l是线路集合，ci(pi,t)是第i个发电机组在第t个时间段的生产成本函数，pi,t是第i个发电机组在第t个时间段的出力功率，dt是第t个时间段的负荷需求，和是第i个发电机组在第t个时间段的出力功率下限和上限ui,t是每个时段每台机组的开停机状态，为0或1的变量；|fl|是电力系统中第l条线路的潮流的绝对值，所述绝对值小于或等于第l条线路的最大允许潮流值根据所述安全约束经济调度sced的数学模型，通过以下数学表达式表示所述节点边际电价lmp：
28、
29、其中，λt表示出清价格，表示阻塞成本，表示线损失成本，其中，所述节点边际电价lmp表示在满足电力市场仿真系统安全性的前提下，每个节点的电力供需平衡的边际成本。
30、基于上述方法的进一步改进，基于所述电力市场仿真系统建立基于ems-lmp可再生能源价格响应模型包括：构建基于价格响应的荷电状态机模块，所述荷电状态机模块根据实时的节点电价、可再生能源的出力情况、所述电力市场仿真系统的均衡负载计算储能模块的荷电状态soc；通过所述荷电状态机模块将所述能量管理系统ems与所述节点边际电价lmp相关联，所述荷电状态机模块将系统实时的最优边际参考功率传递至所述能量管理系统ems，并根据边界参数和所述荷电状态soc逻辑判断所述能量管理系统ems的充放电状态，其中，实时充放电功率为可再生能源的节点边际电价lmp的响应函数，上限为系统的最大额定功率。
31、基于上述方法的进一步改进，基于所述电力市场仿真系统建立基于ems-lmp可再生能源价格响应模型还包括：收集所述电力市场仿真系统的参数信息，其中，所述参数信息包括发电机组的特性、负荷需求和潮流约束作为安全本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于EMS-LMP耦合的源网荷储一体化可再生能源消纳方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于EMS-LMP耦合的源网荷储一体化可再生能源消纳方法，其特征在于，建立基于可再生能源消纳的电力市场仿真系统包括：
3.根据权利要求1所述的基于EMS-LMP耦合的源网荷储一体化可再生能源消纳方法，其特征在于，采用安全约束机组组合SCUC和安全约束经济调度SCED优化进行日前市场和日内市场联合仿真包括：
4.根据权利要求3所述的基于EMS-LMP耦合的源网荷储一体化可再生能源消纳方法，其特征在于，其中，
5.根据权利要求4所述的基于EMS-LMP耦合的源网荷储一体化可再生能源消纳方法，其特征在于，通过以下公式表示所述安全约束经济调度SCED的数学模型：
6.根据权利要求4所述的基于EMS-LMP耦合的源网荷储一体化可再生能源消纳方法，其特征在于，基于所述电力市场仿真系统建立基于EMS-LMP可再生能源价格响应模型包括：
7.根据权利要求6所述的基于EMS-LMP耦合的源网荷储一体化可再生能源消纳方法
8.一种基于EMS-LMP耦合的源网荷储一体化可再生能源消纳装置，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的基于EMS-LMP耦合的源网荷储一体化可再生能源消纳装置，其特征在于，所述节点边际电价LMP调度模型包括：安全约束机组组合SCUC模块和安全约束经济调度SCED模块，其中，
10.根据权利要求9所述的基于EMS-LMP耦合的源网荷储一体化可再生能源消纳装置，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种基于ems-lmp耦合的源网荷储一体化可再生能源消纳方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于ems-lmp耦合的源网荷储一体化可再生能源消纳方法，其特征在于，建立基于可再生能源消纳的电力市场仿真系统包括：
3.根据权利要求1所述的基于ems-lmp耦合的源网荷储一体化可再生能源消纳方法，其特征在于，采用安全约束机组组合scuc和安全约束经济调度sced优化进行日前市场和日内市场联合仿真包括：
4.根据权利要求3所述的基于ems-lmp耦合的源网荷储一体化可再生能源消纳方法，其特征在于，其中，
5.根据权利要求4所述的基于ems-lmp耦合的源网荷储一体化可再生能源消纳方法，其特征在于，通过以下公式表示所述安全约束经济调度sced的数学模型：
6.根据权利要求4所...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋晓华，张宇霖，汪鹏，李翘楚，刘彤，张炳佳，张露，朱丹青，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：
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