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CN109472469B - 一种促进园区清洁能源消纳的多主体互动协调方法及系统 - Google Patents

一种促进园区清洁能源消纳的多主体互动协调方法及系统 Download PDF

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CN109472469B CN201811238636.4A CN201811238636A CN109472469B CN 109472469 B CN109472469 B CN 109472469B CN 201811238636 A CN201811238636 A CN 201811238636A CN 109472469 B CN109472469 B CN 109472469B
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Abstract

本发明涉及一种促进园区清洁能源消纳的多主体互动协调方法及系统，包括：计算园区配网的不平衡电量，若不平衡电量不为零，则利用清洁能源主体、储能主体和柔性负荷主体分别获取园区配网市场发出的互动协调信息；通过互动协调信息分别计算清洁能源主体、储能主体和柔性负荷主体的响应量和响应效益；按响应效益由高到低排序确定清洁能源主体、储能主体和柔性负荷主体的响应优先级；按照响应优先级和响应量确定互动方案，并计算剩余不平衡电量；若剩余不平衡电量不为零，则由电网对剩余不平衡电量进行平衡后将清洁能源主体、储能主体和柔性负荷主体按互动方案进行出力。本发明能够提高含清洁能源的园区配网中各主体的效益。

Description

一种促进园区清洁能源消纳的多主体互动协调方法及系统
技术领域
本发明涉及电力供电技术领域，特别是一种促进园区清洁能源消纳的多主体互动协调方法及系统。
背景技术
进一步提高配网中清洁能源的渗透率是新一代电网建设中的关键举措，但清洁能源自身的不确定性和随机性与园区配网所要求的可靠稳定性无法直接匹配，因此对于含清洁能源园区配网的优化运行一直为研究人员所重视。
通过在园区配网中引入储能元件、柔性负荷等可控设备，建立多目标协同优化的最优潮流模型，从而实现在满足园区配网运行要求的基础上，消纳园区内的清洁能源是目前所采用的主要技术方法。但随着园区配网中市场机制的不断完善和发展，园区内各主体都将也必将参与到市场竞争中去，常规的集中式优化方法已经很难准确表征各主体的特征和利益。并且由于市场机制下信息传递的便捷性和实时性，就必须要对各主体之间的互动关联关系进行分析和研究。常规集中式优化方法在计算时往往以全体的某种指标最优为目标，而无法考虑到园区配网中多主体各自的指标最优。而当涉及到园区配网中多主体的交互问题，常规集中式优化方法也表现出明显的不足。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提出一种促进园区清洁能源消纳的多主体互动协调方法及系统，能够提高含清洁能源的园区配网中各主体的效益。
本发明采用以下方案实现：一种促进园区清洁能源消纳的多主体互动协调方法，具体包括以下步骤：
步骤S1：计算园区配网的不平衡电量ΔQDN(t)，并判断ΔQDN(t)的值是否为零，若是，则结束；否则进入步骤S2；
步骤S2：利用清洁能源主体、储能主体和柔性负荷主体分别获取园区配网市场发出的互动协调信息；
步骤S3：通过互动协调信息分别计算清洁能源主体、储能主体和柔性负荷主体的响应量和响应效益；
步骤S4：按响应效益由高到低排序确定清洁能源主体、储能主体和柔性负荷主体的响应优先级；
步骤S5：按照响应优先级确定互动方案，并计算剩余不平衡电量ΔQDN(t)'；
步骤S6：判断剩余不平衡电量ΔQDN(t)'的值是否为零，若是，则进入步骤S8，否则进入步骤S7；
步骤S7：由电网对剩余不平衡电量ΔQDN(t)'进行平衡，并进入步骤S8；
步骤S8：将清洁能源主体、储能主体和柔性负荷主体按步骤S5 确定的互动方案进行出力。
进一步地，步骤S2中，所述互动协调信息包括不平衡电量信息和园区配网指导电价信息。
进一步地，步骤S3中，所述清洁能源主体的响应效益prCE(t)的计算方法采用下式：
Figure BDA0001838765600000021
式中，
Figure BDA0001838765600000022
为园区配网市场在t时段的计划电价，cDN(t)为园区配网市场在t时段的指导电价，
Figure BDA0001838765600000023
为园区配网在t时段的不平衡电量。
进一步地，步骤S3中，所述储能主体的响应效益prES(t)的计算方法采用下式：
Figure BDA0001838765600000031
式中，
Figure BDA0001838765600000032
为储能主体的最大充电电价，其由储能的最大充电次数和园区配网市场的计划电价共同决定，
Figure BDA0001838765600000033
为储能主体的最小放电电价，其由储能的最大放电次数和园区配网市场的计划电价共同决定， cDN(t)为园区配网市场在t时段的指导电价。
进一步地，步骤S3中，所述柔性负荷主体的响应效益prFL(t)的计算方法采用下式：
Figure 1
式中，
Figure BDA0001838765600000035
为柔性负荷主体在t时段响应前的需求电量，
Figure BDA0001838765600000036
为柔性负荷主体在t时段响应后的需求电量，ε为柔性负荷主体的需求响应弹性指数，cDN(t)为园区配网市场在t时段的指导电价，
Figure BDA0001838765600000037
为园区配网市场在t时段的计划电价。
进一步地，所述
Figure BDA0001838765600000038
的计算采用下式倒推：
Figure BDA0001838765600000039
式中，
Figure BDA00018387656000000310
表示柔性负荷主体在t时段响应园区配网市场后的实际电价。
较佳的，ΔQDN(t)＞0表示园区配网在t时段的电量供过于求，ΔQDN(t)＜0表示园区配网在t时段的电量供不应求。
进一步地，步骤S3中，所述响应量为不平衡电量与各主体剩余可用电量的较小值。
进一步地，所述不平衡电量ΔQDN(t)的计算方法为：将园区配网中所有的负荷和分布式电源的不平衡电量相加。
进一步地，所述剩余不平衡电量ΔQDN(t)'的计算方法为：将园区配网中所有的负荷和分布式电源的剩余不平衡电量相加。
较佳的，步骤S5中所确定的互动方案为：按各主体的响应优先级由高到低，在不平衡电量未消除前，依次将各优先级主体的剩余可用电量全部作为其实际参与互动的电量，从而确定最终各主体的互动电量方案。
本发明还提供了一种基于上文所述的促进园区清洁能源消纳的多主体互动协调方法的系统，包括处理模块以及存储模块，所述存储模块中存储有步骤S1至步骤S8的方法指令，所述处理模块用以执行存储模块中的指令。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果：本发明考虑到园区配网中大量清洁能源所引起的部分弃风、弃光以及逆向潮流等现象，通过结合电力市场机制下储能主体和柔性负荷主体随园区电价实时响应的深度参与，不仅简化了含清洁能源的园区配网中多主体的特征和利益表征问题，还通过多主体间的互动协调实现园区配网内部清洁能源的最大程度消纳，从而在提升各主体运行效益的同时，也改善了园区配网的不平衡电量水平，实现园区配网的安全、经济和可靠运行。本发明为进一步提高园区配网的清洁能源渗透率，以及储能、柔性负荷等多主体的协同管控提供了方法，提升市场化机制作用下园区内各主体的效益。
附图说明
图1为本发明实施例的方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图1所示，本实施例提供了一种促进园区清洁能源消纳的多主体互动协调方法，具体包括以下步骤：
步骤S1：计算园区配网的不平衡电量ΔQDN(t)，并判断ΔQDN(t)的值是否为零，若是，则结束；否则进入步骤S2；
步骤S2：利用清洁能源主体、储能主体和柔性负荷主体分别获取园区配网市场发出的互动协调信息；
步骤S3：通过互动协调信息分别计算清洁能源主体、储能主体和柔性负荷主体的响应量和响应效益；
步骤S4：按响应效益由高到低排序确定清洁能源主体、储能主体和柔性负荷主体的响应优先级；
步骤S5：按照响应优先级确定互动方案，并计算剩余不平衡电量ΔQDN(t)'；
步骤S6：判断剩余不平衡电量ΔQDN(t)'的值是否为零，若是，则进入步骤S8，否则进入步骤S7；
步骤S7：由电网对剩余不平衡电量ΔQDN(t)'进行平衡，并进入步骤S8；
步骤S8：将清洁能源主体、储能主体和柔性负荷主体按步骤S5 确定的互动方案进行出力。
在本实施例中，步骤S2中，所述互动协调信息包括不平衡电量信息和园区配网指导电价信息。
在本实施例中，步骤S3中，所述清洁能源主体的响应效益prCE(t) 的计算方法采用下式：
Figure BDA0001838765600000061
式中，
Figure BDA0001838765600000062
为园区配网市场在t时段的计划电价，cDN(t)为园区配网市场在t时段的指导电价，
Figure BDA0001838765600000063
为园区配网在t时段的不平衡电量。
在本实施例中，步骤S3中，所述储能主体的响应效益prES(t)的计算方法采用下式：
Figure BDA0001838765600000064
式中，
Figure BDA0001838765600000065
为储能主体的最大充电电价，其由储能的最大充电次数和园区配网市场的计划电价共同决定，
Figure BDA0001838765600000066
为储能主体的最小放电电价，其由储能的最大放电次数和园区配网市场的计划电价共同决定， cDN(t)为园区配网市场在t时段的指导电价。
在本实施例中，步骤S3中，所述柔性负荷主体的响应效益prFL(t) 的计算方法采用下式：
Figure 2
式中，
Figure BDA0001838765600000068
为柔性负荷主体在t时段响应前的需求电量，
Figure BDA0001838765600000069
为柔性负荷主体在t时段响应后的需求电量，ε为柔性负荷主体的需求响应弹性指数，cDN(t)为园区配网市场在t时段的指导电价，
Figure BDA00018387656000000610
为园区配网市场在t时段的计划电价。
在本实施例中，所述
Figure BDA00018387656000000611
的计算采用下式倒推：
Figure BDA00018387656000000612
式中，
Figure BDA00018387656000000613
表示柔性负荷主体在t时段响应园区配网市场后的实际电价。
较佳的，在本实施例中，ΔQDN(t)＞0表示园区配网在t时段的电量供过于求，ΔQDN(t)＜0表示园区配网在t时段的电量供不应求。
在本实施例中，步骤S3中，所述响应量为不平衡电量与各主体剩余可用电量的较小值。
在本实施例中，所述不平衡电量ΔQDN(t)的计算方法为：将园区配网中所有的负荷和分布式电源的不平衡电量相加。
在本实施例中，所述剩余不平衡电量ΔQDN(t)'的计算方法为：将园区配网中所有的负荷和分布式电源的剩余不平衡电量相加。
在本实施例中，步骤S5中所确定的互动方案为：按各主体的响应优先级由高到低，在不平衡电量未消除前，依次将各优先级主体的剩余可用电量全部作为其实际参与互动的电量，从而确定最终各主体的互动电量方案。
本实施例还提供了一种基于上文所述的促进园区清洁能源消纳的多主体互动协调方法的系统，包括处理模块以及存储模块，所述存储模块中存储有步骤S1至步骤S8的方法指令，所述处理模块用以执行存储模块中的指令。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种促进园区清洁能源消纳的多主体互动协调方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤S1：计算园区配网的不平衡电量ΔQDN(t)，并判断ΔQDN(t)的值是否为零，若是，则结束；否则进入步骤S2；
步骤S2：利用清洁能源主体、储能主体和柔性负荷主体分别获取园区配网市场发出的互动协调信息；
步骤S3：通过互动协调信息分别计算清洁能源主体、储能主体和柔性负荷主体的响应量和响应效益；
步骤S4：按响应效益由高到低排序确定清洁能源主体、储能主体和柔性负荷主体的响应优先级；
步骤S5：按照响应优先级确定互动方案，并计算剩余不平衡电量ΔQDN(t)'；
步骤S6：判断剩余不平衡电量ΔQDN(t)'的值是否为零，若是，则进入步骤S8，否则进入步骤S7；
步骤S7：由电网对剩余不平衡电量ΔQDN(t)'进行平衡，并进入步骤S8；
步骤S8：将清洁能源主体、储能主体和柔性负荷主体按步骤S5确定的互动方案进行出力；
步骤S5中所确定的互动方案为：按各主体的响应优先级由高到低，在不平衡电量未消除前，依次将各优先级主体的剩余可用电量全部作为其实际参与互动的电量，从而确定最终各主体的互动电量方案。
2.根据权利要求1所述的一种促进园区清洁能源消纳的多主体互动协调方法，其特征在于：步骤S2中，所述互动协调信息包括不平衡电量信息和园区配网指导电价信息。
3.根据权利要求1所述的一种促进园区清洁能源消纳的多主体互动协调方法，其特征在于：步骤S3中，所述清洁能源主体的响应效益prCE(t)的计算方法采用下式：
Figure FDA0003327469200000011
式中，
Figure FDA0003327469200000012
为园区配网市场在t时段的计划电价，cDN(t)为园区配网市场在t时段的指导电价，
Figure FDA0003327469200000021
为园区配网在t时段的不平衡电量。
4.根据权利要求1所述的一种促进园区清洁能源消纳的多主体互动协调方法，其特征在于：步骤S3中，所述储能主体的响应效益prES(t)的计算方法采用下式：
Figure FDA0003327469200000022
式中，
Figure FDA0003327469200000023
为储能主体的最大充电电价，其由储能的最大充电次数和园区配网市场的计划电价共同决定，
Figure FDA0003327469200000024
为储能主体的最小放电电价，其由储能的最大放电次数和园区配网市场的计划电价共同决定，cDN(t)为园区配网市场在t时段的指导电价。
5.根据权利要求1所述的一种促进园区清洁能源消纳的多主体互动协调方法，其特征在于：步骤S3中，所述柔性负荷主体的响应效益prFL(t)的计算方法采用下式：
Figure FDA0003327469200000025
式中，
Figure FDA0003327469200000026
为柔性负荷主体在t时段响应前的需求电量，
Figure FDA0003327469200000027
为柔性负荷主体在t时段响应后的需求电量，ε为柔性负荷主体的需求响应弹性指数，cDN(t)为园区配网市场在t时段的指导电价，
Figure FDA0003327469200000028
为园区配网市场在t时段的计划电价。
6.根据权利要求5所述的一种促进园区清洁能源消纳的多主体互动协调方法，其特征在于：所述
Figure FDA0003327469200000029
的计算采用下式倒推：
Figure FDA00033274692000000210
式中，
Figure FDA00033274692000000211
表示柔性负荷主体在t时段响应园区配网市场后的实际电价。
7.根据权利要求1所述的一种促进园区清洁能源消纳的多主体互动协调方法，其特征在于：步骤S3中，所述响应量为不平衡电量与各主体剩余可用电量的较小值。
8.根据权利要求1所述的一种促进园区清洁能源消纳的多主体互动协调方法，其特征在于：所述不平衡电量ΔQDN(t)的计算方法为：将园区配网中所有的负荷和分布式电源的不平衡电量相加；所述剩余不平衡电量ΔQDN(t)'的计算方法为：将园区配网中所有的负荷和分布式电源的剩余不平衡电量相加。
9.一种基于权利要求1-8任一项所述的促进园区清洁能源消纳的多主体互动协调方法的系统，其特征在于：包括处理模块以及存储模块，所述存储模块中存储有步骤S1至步骤S8的方法指令，所述处理模块用以执行存储模块中的指令。
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用户参与负荷中断的微电网优化运行研究;曾凡有;《2017 年江西省电机工程学会年会论文集》;20180323;48-51 *
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