一种需求侧相应模式下的自备电源顶峰的电网调度方法与流程

本发明属于自备电源参与市场调度领域，具体涉及一种需求侧相应模式下的自备电源顶峰的电网调度方法。

背景技术：

1、在当前电力供需关系日益紧张的背景下，电网的用电高峰阶段常常面临供需失衡的困境。随着人口的增加和经济的快速发展，电力需求持续上升，造成高峰时段电力供应严重不足。夏季高温时期，空调等电力消耗大户的集中使用使得电网负荷几乎达到承载极限。为了解决这一问题，利用企业自备电源参与电网高峰调度，成为一种可行的方式。

2、企业自备电源具备灵活性和即时响应能力，在电网负荷增加的情况下，可以快速投入发电，满足急需的电量需求。与传统电网发电方式相比，自备电源不仅可以减轻电网的压力，还能提高系统的稳定性，降低因高峰负荷波动引发的电力故障风险。因此，合理设计以自备电源参与电网调度的市场机制，不仅可以优化资源配置，还能实现电力系统的经济性和可靠性提升。

3、然而，在现阶段，针对企业自备电源的顶峰参与机制却相对匮乏。尽管自备电源在应对电力高峰时能够发挥较好的效果，但缺少有效的市场机制来规范和引导其参与电网调度。这造成了许多企业在高峰期间无法及时将自备电源纳入电网调度，错失了电力供需匹配的最佳机会。为此提出一种需求侧相应模式下的自备电源顶峰的电网调度方法。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种需求侧相应模式下的自备电源顶峰的电网调度方法，解决了现有技术中的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种需求侧相应模式下的自备电源顶峰的电网调度方法，包括以下步骤：

4、分析自备电源并网运行的可行性，建立典型自备电源的运行成本模型，包括：自备柴油发电机运行成本模型、自有储能运行成本模型和三联供调度成本模型；

5、设置需求侧响应模式下自备电源顶峰的市场机制，基于所述典型自备电源的运行成本模型，建立自备电源用户贝叶斯报价模型；

6、以电网运行成本最小为目标，并使用matlab求解所述自备电源用户贝叶斯报价模型，计算最优补偿电价。

7、进一步地，所述自备柴油发电机运行成本模型为：

8、

9、式中，cdg为自备柴发的单位时间成本，，pdg表示自备柴发发电功率，adg、bdg、cdg和ddg均为自备电源柴油发电机运行常数。

10、进一步地，所述自有储能运行成本模型为：

11、cs＝αsps/ηd

12、式中，ps为储能输出功率，ηd表示电化学储能的放电效率，cs为调度储能的单位时间成本，αs表示单位容量成本。

13、进一步地，所述三联供调度成本模型为：

14、

15、式中，ctr为三联供调度成本，ptr表示燃气轮机输出功率，atr、btr和ctr为三联供运行常数。

16、进一步地，所述自备电源用户贝叶斯报价模型为：

17、

18、q(psb)＝cop

19、

20、f(p)＝kc(p)+b

21、式中，f(p)表示报价曲线，c(p)表示成本曲线，p表示申报容量，k、b报价参数；q为单位报价关于申报容量psb的函数，cop为自备电源补偿电价。为了使电网的电量功率实时平衡，模型中需要引入可以平衡功率的发电设备，这里可以是主电网；mcpt*表示当日t时刻的出清电价，表示前十日同一t时刻电网出清电价的均值，σ2(mcpt)表示前十日同一t时刻出清电价的方差。n(μ,σ2)表示今日出清电价服从正态分布μ为中心值、σ2为方差；plt表示t时刻电网负荷总合；表示当日自备电源t时刻调度容量预测，pl表示电网总负荷量，pz表示自备电源响应容量，表示当日t时刻总负荷量的预测；表示线性拟合pl和pz并将当日t时刻总负荷的预测pz带入自备电源发出功率；exi表示需求侧响应模式下自备电源用户i收益期望，t为总调度时间；fmcp和分别表示出清电价概率分布和t时刻总负荷量的概率分布；mi(k,b)≤0为用户i的限制条件。

22、进一步地，计算最优补偿电价的具体过程为：

23、考虑自备电源的电力系统的运行成本为：

24、

25、式中，dx为需求侧响应模式下用电峰时总的电网运行成本；cht(pht)和czt(pzt)分别为电网火电机组和自备电源t时刻的单位时间运行成本；

26、电网火电机组单位时间运行成本为：

27、

28、式中，ch(ph)为调度火电机组的单位时间成本，ph为火电机组发出功率，ah、和为火电机组运行常数。

29、自备电源的单位时间运行成本为：

30、cz(pz)＝cop*pz

31、式中，cz(pz)为自备电源单位时间调度成本，cop为自备电源的单位补偿电价，pz为自备电源发电功率。

32、最优化问题表示为：

33、

34、若只考虑等式约束条件，此时调度最优化的拉格朗日函数为：

35、

36、式中，plt为t时刻电网的总负荷，λt为引入的t个拉格朗日算子；为了使电网运行成本最低，则：

37、

38、若所有时间段内自备电源均没有到达最大值，说明自备电源单位补偿电价较高，减小补偿电价达到相同的顶峰效果；至少有一个时段自备电源调度功率达到总的申报容量；设自备电源满发时段为集合s＝{1,2,…s}那么有：

39、

40、式中为拉格朗日函数对火电机组功率的求导，式中为自备电源没有满发时拉格朗日函数对自备电源功率的求导，式中为自备电源满发时拉格朗日函数对自备电源功率的求导，s为满发时段数，式中为拉格朗日函数对拉格朗日因子的求导，也是等式约束条件，plt为t时刻负荷功率；

41、其中，c式表示在这s个时间段内均以自备电源的最大功率参与调度，此s个时间段内自备电源输出功率相同；且单位补偿电价和最大响应容量存在函数关系。

42、进一步地，利用matlab进行求解自备电源用户贝叶斯报价模型时的约束包括：

43、pdgmin≤pdg≤pdgmax

44、

45、psmin≤ps≤psmax

46、

47、0.1socmax≤soct≤0.9socmax

48、

49、pe＝ηeptr

50、pr＝(1-ηe)ptr

51、pht＝ηhpr

52、

53、

54、ptrmin＜ptr＜ptrmax

55、pemin＜pe＜pemax

56、

57、g(pht,pzt)＝0

58、式中，pdgmin和pdgmax分别表示自备柴油发电机允许输出的最小最大功率；gdmax表示最大爬坡率；psmin、psmax分别表示储能输出允许的最小、最大值；soc0为调度初始时的荷电状态，socmax为储能装置的最大荷电状态，soct为t时刻时的荷电状态；ctr为三联供调度成本，ptr表示燃气轮机输出功率；pe表示燃气轮机发电功率，ηe表示燃气轮机发出电功率的效率；pr为余热锅炉发出的功率，pht是余热锅炉发出功率转换为冷热功率之和，ηh为转换的效率；pcool和pheat分别表示冷负荷和热负荷所需的功率，ηcool和ηheat分别表述制冷制热设备的效率；ηg表示燃气轮机输入到发电机的比率，α表示等效热负荷可调节范围；ptrmin和ptrmax分别表示燃气轮机所能输出最小最大功率，pemin和pemax分别表示发电机组输出最小最大功率限制；pi为节点i的注入功率，g(pht,pzt)为电力系统潮流计算算法，0表示功率平衡。

59、一种需求侧相应模式下的自备电源顶峰的电网调度系统，包括：

60、成本模型构建模块：分析自备电源并网运行的可行性，建立典型自备电源的运行成本模型，包括：自备柴油发电机运行成本模型、自有储能运行成本模型和三联供调度成本模型；

61、报价模型构建模块：设置需求侧响应模式下自备电源顶峰的市场机制，基于所述典型自备电源的运行成本模型，建立自备电源用户贝叶斯报价模型；

62、以及，模型求解模块：以电网运行成本最小为目标，并使用matlab求解所述自备电源用户贝叶斯报价模型，计算最优补偿电价。

63、一种计算机存储介质，存储有可读程序，当程序运行时，能够执行上述的一种需求侧相应模式下的自备电源顶峰的电网调度方法。

64、一种电子设备，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；

65、所述存储器用于存放至少一条可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行上述的一种需求侧相应模式下的自备电源顶峰的电网调度方法对应的操作。

66、本发明的有益效果：

67、1、本发明通过建立自备电源主动配网的运行成本函数模型，提出需求侧响应模式下自备电源顶峰的市场机制，建立自备电源用户在该市场机制下的下的贝叶斯报价模型，计算需求侧响应模式下最优补偿电价，从而能够实现系统安全稳定运行的目标，显著的降低电网的运行成本，缓解用电峰时配电网的输电压力。

68、2、本发明通过设置需求侧响应模式下自备电源顶峰的市场机制，建立自备电源用户在该市场机制下的贝叶斯报价模型，为自备电源用户参与电力系统调度提供了科学的决策依据，有效提高了自备电源用户的收益，并为自备电源用户资源的综合利用提供了指导。