一种实现新能源用户社区能量分享的日前调度方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种实现新能源用户社区能量分享的日前调度方法及系统，属于局部能量消纳领域，包括：预测各用户在下一日各时段的新能源发电量

A day ahead scheduling method and system for community energy sharing of new energy users

【技术实现步骤摘要】
一种实现新能源用户社区能量分享的日前调度方法及系统
本专利技术属于局部能量消纳领域，更具体地，涉及一种实现新能源用户社区能量分享的日前调度方法及系统。
技术介绍
由于传统化石能源日益紧张，太阳能、风能等新能源开始被广泛关注和发展，除了大规模的新能源接入电网以外，各种小型的分散式新能源用户(如安装屋顶光伏的新能源用户等)或储能(如小型楼宇，家庭用户，公共建筑等)等也开始迅速发展。考虑到新能源用户的数量巨大，是国家和社会耗能耗电的主要部分，且新能源用户是未来绿色城镇社区的必要组成和重要元素，因此设计有效的局部能量消纳策略对提高可再生能源利用效率，减少新能源用户社区对电网的需求依赖和消极影响，以实现可持续区域或可持续城市十分重要。由于光伏发电和用电负荷的不匹配，单个新能源用户的能源效率并不能有效地提高，例如白天光伏发电量较多不能完全利用只能浪费或者回馈给电网，对于不能完全利用的能量，如果直接浪费，会造成较高的弃用率，如果回馈给电网，则会因为回馈价格低收益低，也会对电网供电质量造成一定的消极影响，如谐波危害等。通过安装储能系统能够提高新能源利用率并减少对电网的危害，但是由于储能系统的投资成本较高，并不是所有的新能源用户都能负担，所以优化调节有限。促进社区内新能源用户之间的能量分享，是提高新能源用户社区整体的能量效率的一种很有潜力的方法，但是，当前电力市场下，难以实现这样的能量分享。具体地说，新能源用户往往是电力价格的接受者，而当前电力市场采用无差别的区域电价政策，新能源用户参与社区内部的能量分享后，并不能获得与其分享量对等的收益，因此，当前电力市场的电价政策无法驱动新能源用户参与能量分享。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷和改进需求，本专利技术提供了一种实现新能源用户社区能量分享的日前调度方法及系统，其目的在于，促进新能源用户社区内部的能量分享，提高社区整体的能量效率。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种实现新能源用户社区能量分享的日前调度方法，包括：(1)预测各用户在下一日各时段的新能源发电量和电力负载量(2)根据新能源发电量和电力负载量进行优化调度，使得在用户参与能量分享的情况下，社区在下一日的整体能量成本最低，从而得到调度参数，并计算各用户参与能量分享时各自的能量成本Fi,1；(3)根据新能源发电量和电力负载量进行优化调度，使得在用户不参与能量分享的情况下，各用户在下一日的能量成本最低，从而得到各用户不参与能量分享时各自的能量成本Fi,0；(4)根据能量成本Fi,1和能量成本Fi,0，确定用于计算各用户在下一日的能量分享收益的结算价格ei，以使得参与能量分享后各用户的总成本低于不参与能量分享时的能量成本；(5)根据调度参数进行日前交易以及下一日的能量调度，以实现新能源用户社区的能量分享；其中，调度参数包括：各用户在下一日各时段的能量分享量rit、储能系统充电量储能系统放电量以及同电力系统的日前交易买电量和卖电量i∈SI为用户编号，t∈ST为时段编号，SI＝{1,2,…I}，ST＝{1,2,…T}，I为社区内的用户总数，T为预先划分的时段总数。进一步地，步骤(2)包括：以为第一约束条件，以实现社区内部在各时段的能量平衡；以为第二约束条件，以实现单个用户在各时段的能量平衡；以为第三约束条件，以保证储能系统在任意时刻的充电量、放电量以及容量均在正常范围内；由第一约束条件、第二约束条件以及第三约束条件构成第一约束集；以各用户在下一日各时段的能量分享量rit、储能系统充电量储能系统放电量以及同电力系统的日前交易买电量和卖电量为决策变量，在满足第一约束集的情况下，求解第一目标函数，以使得在用户参与能量分享的情况下，社区在下一日的整体能量成本最低；第一目标函数为：其中，和分别为第i个用户的储能系统在的最大充电量和最大放电量，Smin和Smax分别表示储能系统的最大容量和最小容量，ηc和ηd分别表示储能系统的充电效率和放电效率，S0为下一日开始时刻储能系统的容量，和σt分别为电力系统给定的各时段的买电价格、卖电价格和碳税，εi为第i个用户的储能系统损耗成本。进一步地，进一步地，步骤(3)包括：以为第四约束条件，以保证储能系统在任意时刻的充电量、放电量以及容量均在正常范围内；以各用户在下一日各时段的储能系统充电量储能系统放电量以及同电力系统的日前交易买电量和卖电量为决策变量，在满足第四约束条件的情况下，求解第二目标函数，以使得在用户不参与能量分享的情况下，各用户在下一日的能量成本最低；第二目标函数为：其中，和分别为第i个用户的储能系统在的最大充电量和最大放电量，Smin和Smax分别表示储能系统的最大容量和最小容量，ηc和ηd分别表示储能系统的充电效率和放电效率，S0为下一日开始时刻储能系统的容量，和σt分别为电力系统给定的各时段的买电价格、卖电价格和碳税，εi为第i个用户的储能系统损耗成本。进一步地，步骤(4)包括：以为第五约束条件，以实现社区内的结算平衡；以结算价格ei为决策变量，在满足第五约束条件的情况下，求解第三目标函数，以使得参与能量分享后各用户的总成本低于不参与能量分享时的能量成本；第三目标函数为：其中，emax为预设的结算价格上限。进一步地，本专利技术所提供的实现新能源用户社区能量分享的日前调度方法，还包括：将各用户分别作区块链中一个验证过的节点，并分配唯一ID，以参与分布式通信，从而利用区块链进行能量成本结算。按照本专利技术的另一个方面，提供了一种实现新能源用户社区能量分享的日前调度系统，包括：预测模块、第一能量成本获取模块、第二能量成本获取模块、分享收益计算模块以及调度模块；预测模块，用于预测各用户在下一日各时段的新能源发电量和电力负载量第一能量成本获取模块，用于根据新能源发电量和电力负载量进行优化调度，使得在用户参与能量分享的情况下，社区在下一日的整体能量成本最低，从而得到调度参数，并计算各用户参与能量分享时各自的能量成本Fi,1；第二能量成本获取模块，用于根据新能源发电量和电力负载量进行优化调度，使得在用户不参与能量分享的情况下，各用户在下一日的能量成本最低，从而得到各用户不参与能量分享时各自的能量成本Fi,0；分享收益计算模块，用于根据能量成本Fi,1和能量成本Fi,0，确定用于计算各用户在下一日能量分享收益的结算价格ei，以使得参与能量分享后各用户的总成本低于不参与能量分享时的能量成本；调度模块，用于根据调度参数进行日前交易以及下一日的能量调度，以实现新能源用户社区的能量分享；其中，调度参数包括：各用户在下一日各时段的能量分享量rit、储能系统充电量储能系统放电量以及同电力系统的日前交易买电量和卖电量i∈SI为用户编号，t∈ST为时段编号，SI＝{1,2,…I}，ST＝{1,2,…T}，I为社区内的用户总数，T为预先划分的时段总数。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案，与现有技术相比，能够取得以下有益效果：(1)本专利技术所提供的实现新能源用户社区能量分享的日前调度方法及系统，通过日前调度，综合考虑各种影响用户能量成本的因素，保证了在用户参与能量分享时，能够获得相应的能量分享收益，从而其用电总成本有所降低，由此能够促进用户参与能量分享，提高社区整体的能量效率。(2)本专利技术所提供的实现新能源本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现新能源用户社区能量分享的日前调度方法，其特征在于，包括：(1)预测各用户在下一日各时段的新能源发电量

【技术特征摘要】
1.一种实现新能源用户社区能量分享的日前调度方法，其特征在于，包括：(1)预测各用户在下一日各时段的新能源发电量和电力负载量(2)根据新能源发电量和电力负载量进行优化调度，使得在用户参与能量分享的情况下，社区在下一日的整体能量成本最低，从而得到调度参数，并计算各用户参与能量分享时各自的能量成本Fi,1；(3)根据新能源发电量和电力负载量进行优化调度，使得在用户不参与能量分享的情况下，各用户在下一日的能量成本最低，从而得到各用户不参与能量分享时各自的能量成本Fi,0；(4)根据能量成本Fi,1和能量成本Fi,0，确定用于计算各用户在下一日的能量分享收益的结算价格ei，以使得参与能量分享后各用户的总成本低于不参与能量分享时的能量成本；(5)根据所述调度参数进行日前交易以及下一日的能量调度，以实现新能源用户社区的能量分享；其中，所述调度参数包括：各用户在下一日各时段的能量分享量rit、储能系统充电量储能系统放电量以及同电力系统的日前交易买电量和卖电量i∈SI为用户编号，t∈ST为时段编号，SI＝{1,2,…I}，ST＝{1,2,…T}，I为社区内的用户总数，T为预先划分的时段总数。2.如权利要求1所述的实现新能源用户社区能量分享的日前调度方法，其特征在于，所述步骤(2)包括：以为第一约束条件，以实现社区内部在各时段的能量平衡；以为第二约束条件，以实现单个用户在各时段的能量平衡；以为第三约束条件，以保证储能系统在任意时刻的充电量、放电量以及容量均在正常范围内；由所述第一约束条件、所述第二约束条件以及所述第三约束条件构成第一约束集；以各用户在下一日各时段的能量分享量储能系统充电量储能系统放电量以及同电力系统的日前交易买电量和卖电量为决策变量，在满足所述第一约束集的情况下，求解第一目标函数，以使得在用户参与能量分享的情况下，社区在下一日的整体能量成本最低；所述第一目标函数为：其中，和分别为第i个用户的储能系统在的最大充电量和最大放电量，Smin和Smax分别表示储能系统的最大容量和最小容量，ηc和ηd分别表示储能系统的充电效率和放电效率，S0为下一日开始时刻储能系统的容量，和σt分别为电力系统给定的各时段的买电价格、卖电价格和碳税，εi为第i个用户的储能系统损耗成本。3.如权利要求2所述的实现新能源用户社区能量分享的日前调度方法，其特征在于，4.如权利要求1所述的实现新能源用户社区能量分享的日前调度方法，其特征在于，所述步骤(3)包括：以为第四约束条件，以保证储能系统在任意时刻的充电量、放电量以及容量均在正常范围内；以各用户在下一日各时段的储能系统充电量储能系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：王燕舞，崔世常，肖江文，刘骁康，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42