一种考虑区域污染与需求侧响应的微电网日前优化调度方法

本发明涉及电力系统日前优化调度领域，具体是一种考虑区域污染与需求侧响应的微电网日前优化调度方法。

背景技术：

1、随着我国经济的快速发展和能源需求的飞速增加，发展风电光伏等新能源已逐渐上升为国家能源战略和可持续发展理念的重要组成部分。一方面，公网及微电网中的非清洁能源所产生的污染物难以就地完全消弭，需要时间及人力处理，另一方面，大规模新能源的接入对微电网电力系统的稳定运行带来严峻挑战，因此充分挖掘微电网中风光等新能源及需求侧的调度潜力是保障电网系统安全稳定运行和新能源发展的重要手段，这就要求微电网日前调度需在保证微电网系统能耗值低的同时，提升微电网日前调度策略中清洁能源的消纳率及微电网中需求侧响应的参与度。

2、目前关于微电网日前优化调度已有部分研究。虽然日前优化调度方法较多，但主要针对降低微电网能耗值，缺乏对微电网中需求侧响应潜力及污染物产量的研究。随着电力市场的不断完善及电网技术的不断进步，现有部分研究提出的微电网日前优化调度方法已应用于部分地区。

3、以上微电网日前优化调度方法考虑了微电网日前调度策略下的微电网能耗值，但这种微电网日前优化调度主要强调微电网能耗值的降低，用户侧缺少主动调峰积极性，且电储能调峰压力较大。

技术实现思路

1、本发明为克服现有技术存在的不足之处，提供一种考虑区域污染与需求侧响应的微电网日前优化调度方法，以期能降低微电网能耗值，充分挖掘微电网需求侧的调度潜力，减少非清洁能源对地区的污染，从而达到提升微电网中清洁能源的消纳率的目的，并能保障微电网电力系统安全稳定运行和新能源发展。

2、为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

3、本发明一种考虑区域污染与需求侧响应的微电网日前优化调度方法的特点在于，包括如下步骤：

4、步骤1、在微电源的出力约束及微电网电量平衡约束下以孤岛模式的微电网能耗最低为目标函数计算孤岛模式下微电网最优调度的污染物排放量；

5、步骤2、根据孤岛模式下微电网最优调度的污染物排放量提出区域污染度指标，建立基于区域污染度的能耗补偿机制及考虑可削减负荷的能耗补偿机制；

6、步骤3、令微电网并网运行，将公网与微电网通过联络线交互的出力量加入微电网出力矩阵，添加微电网联络线约束并修改微电网电量平衡约束，以基于区域污染度的能耗补偿机制及考虑可削减负荷的能耗补偿机制为基础，构建以微电网对用户能耗补偿及微电网运维能耗最低为目标的函数，求解微电网日前最优调度。

7、本发明所述的一种考虑区域污染与需求侧响应的微电网日前优化调度方法的特点也在于，所述步骤1包括：

8、步骤1.1、设微电网中含有n种微电源且以孤岛模式运行，则微电网的出力矩阵记为p＝[p1,p2,…,pi,…,pn]，pi表示第i种微电源的出力；且pi＝[pi,1,pi,1,…,pi,t,…pi,t]，pi,t表示第i种微电源在t时刻的出力；t为调度总周期；

9、步骤1.2、利用式(1)构建t时刻的功率平衡约束：

10、p1,t+p2,t+…+pi,t…+pn,t＝pload,t-pcurt,t,max   (1)

11、式(1)中，pload,t表示t时刻微电网的负荷量，pcurt,t,max为t时刻微电网能进行削减的负荷量最大值；

12、步骤1.3、利用式(2)构建各微电源t时刻的出力约束：

13、

14、式(2)中，表示第i种微电源在t时刻的最小出力约束，表示第i种微电源在t时刻的最大出力约束。

15、步骤1.4、利用式(3)求解孤岛模式下微电网的最低能耗filand：

16、

17、式(3)中，n为微电源的种类总数，ci表示微电网出力方案中第i种微电源单位出力的能耗；u为污染物的种类总数，βi,u是第i种微电源单位出力产生第u类污染物的系数，αu为第u类污染物的单位能耗；

18、步骤1.5、令piland,i,t表示孤岛模式微电网的最低能耗filand下第i种微电源在t时刻的出力，利用式(4)求解孤岛模式下微电网的最低能耗filand,min所对应的微电网出力矩阵下总污染物的排放量pfiland：

19、

20、所述步骤2包括：

21、步骤2.1、根据式(5)构建区域污染度指标w；

22、

23、式(5)中，βgrid,u是公网单位出力产生第u类污染物的系数，pgrid,t为t时刻公网与微电网通过联络线交互的出力量，pfull,i,t表示t时刻微电网中第i种微电源满载时的出力，pfull,grid,t表示t时刻联络线达到最大传输功率公网与微电网通过联络线交互的出力量；

24、步骤2.2、利用式(6)构建基于区域污染度指标的能耗补偿机制：

25、

26、式(6)中，cw,t表示基于区域污染度指标w的t时刻的的单位能耗补偿值，cbasis,t为t时刻的单位能耗补偿基值，δ1为0-1的小数，δ2为大于δ1小于δ3的小数，δ3为大于δ2小于δ4的小数，δ4为大于δ3小于δ5的小数，δ5为大于δ4小于1的小数；

27、步骤2.3、利用式(7)构建考虑可削减负荷的能耗补偿机制：

28、ccurt,t＝α×ccurtbasis,t   (7)

29、式(7)中，ccurt,t表示单位可削减负荷在t时刻的能耗补偿值，α为0-1的小数，ccurtbasis,t表示t时刻的单位可削减负荷的能耗补偿基值。

30、所述步骤3包括：

31、步骤3.1、令微电网以并网模式运行，添加公网与微电网之间联络线交互的出力量pgrid＝[pgrid,1,pgrid,2,…,pgrid,t,…pgrid,t]到微电网出力矩阵中，从而得到微电网的出力矩阵p＝[p1,p2,…,pi,…,pn,pgrid]，其中，pgrid,t表示t时刻公网与微电网之间联络线交互的出力量；

32、步骤3.2、利用式(8)构建微电网联络线约束；

33、pconnect min≤pgrid,t≤pconnect max   (8)

34、式(8)中，pconnect min为联络线所允许的最小交互出力量，pconnect max为联络线所允许的最大交互出力量；

35、步骤3.3、利用式(9)构建修改后的微电网电量平衡约束；

36、p1,t+p2,t+…+pi,t…+pn,t+pgrid,t＝pload,t-pcurt,t   (9)

37、式(9)中，pcurt,t为t时刻微电网中削减的可削减负荷量；

38、步骤3.4、利用式(10)构建以微电网对用户能耗补偿及微电网运维能耗最低为目标的函数f：

39、

40、式(10)中，δ为0,1变量，当pgrid,t大于0时，令δ为1，当pgrid,t小于0时，令δ为0；

41、步骤3.5、在式(8)和式(9)的条件下对目标函数f进行求解，从而得到微电网日前最优调度方案。

42、本发明一种电子设备，包括存储器以及处理器的特点在于，所述存储器用于存储支持处理器执行所述微电网日前优化调度方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。

43、本发明一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序的特点在于，所述计算机程序被处理器运行时执行所述微电网日前优化调度方法的步骤。

44、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

45、1、本发明方法提出的区域污染度指标，综合考虑了微电网运行对环境的影响和微电网与公网的交互度，充分发挥了微电网中各类微电源的调度潜力，在调度周期内充分考虑了微电网中各微电源的运行特性，有利于微电网在低能耗的状态下清洁地运行。

46、2、本发明提出的区域污染度的能耗补偿机制考虑了微电网运行对环境的影响，保证了用户的利益及微电网与公网的交互度，提出的考虑可削减负荷的能耗补偿机制，充分挖掘了微网中需求侧响应的调度潜力，提高了用户侧主动参与调峰的积极性，减小了电网侧调峰压力。

47、3、本发明方法兼顾微电网运行对环境的影响及微电网中用户侧的调度潜力，减轻了微电网对环境的污染，提升了微电网中清洁能源的消纳率，相较于未优化时，本发明方法降低了微电网对环境的污染，提高了用户侧主动参与调峰的积极性，减小了电网侧调峰压力，有效保障微电网电力系统稳定运行。