一种基于微电网参考日前市场出清系统优化运行方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于微电网参考日前市场出清系统优化运行方法，通过微网自优化模型实现下层优化，可以建立以系统运行成本最低为目标的微电网源、荷、储协调优化调度模型；通过日前电力市场出清模型实现上层优化，以最大化社会福利为目标的电力市场日前出清。实施本发明专利技术，可以提高微电网系统的稳定性以及经济性。可以提高微电网系统的稳定性以及经济性。可以提高微电网系统的稳定性以及经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于微电网参考日前市场出清系统优化运行方法


[0001]本专利技术属于微电网能量管理
，特别是涉及一种基于微电网参考日前市场出清系统优化运行方法。

技术介绍

[0002]在新一轮的电力体制改革的背景下，参与电力市场交易的主体规模逐步扩大。实时节点电价逐步取代了现行的目录电价制度，这将对微电网能源管理系统的控制策略带来巨大冲击。原本对微电网源、荷、储协调经济优化调度策略将会失去作用。传统微电网优化策略研究主要集中于分布式电源、储能装置、负荷、能量转换和保护装置等设备间的协调配合，即在一个运行周期内，以运行成本为调度优化目标，确定其优先级和运行方式。而随着电力市场和微电网的商业化发展，以及风机WT(Wind Turbine)、光伏PV(PhotoVoltaic)等可再生能源RES(Renewable Energy Sources)的大量接入，进一步加大了微电网调度难度，也使得传统微电网电价机制难适应新变化。
[0003]在微电网源、荷、储协调优化调度的研究方面，主要集中于利用分时电价来引导用户进行价格型需求响应，促进微电网内部的供需平衡和稳定经济运行。但并未考虑在市场机制下微电网可再生能源如何进行消纳，以及如何通过价格机制引导需求响应，达到供需平衡的目的。同时仅仅依靠简单的供需关系来生成的分时电价，相比在电力市场中通过竞争机制出清的实时节点电价，后者更能有效引导电力资源在时间和空间上的配置。
[0004]总结国内外现有的微电网能量管理系统优化运行方法，大致可分为两类：
[0005]一、增加多目标优化函数调度策略。微电网的目标优化函数大体上从经济性、环保性以及可靠性角度进行考虑，多目标函数协同优化能提高微电网能源管理系统的综合性能。
[0006]二、积极的需求侧响应策略。通过供需关系生成分时电价，来引导用户改善负荷特性，从而合理的对内部的分布式发电、储能装置以及外电网交互进行优化控制。
[0007]但是现有的技术还存在一些不足之处，在增加多目标优化函数调度策略中，由于微电网发展迅速，其内部的能源转换和调度十分复杂。除了上述提到的目标函数，经常需要引入的优化目标还包括微型燃气轮机启停成本、运行效率以及网损等。这就导致各目标之间决策变量相互制约，相互矛盾。最优解集合的拓扑结构过于复杂，致使多目标优化进展难以进行。

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种基于微电网参考日前市场出清系统优化运行方法，可以实现双层优化调度，提高微电网系统的稳定性以及经济性。
[0009]本专利技术所采用的技术方案在于，提供一种基于微电网参考日前市场出清系统优化运行方法，其包括如下步骤：
[0010]步骤S10，微电网侧整体向电力市场侧申报供需双方功率以及供需双方价格；
[0011]步骤S11，建立以最大化社会福利为目标的出清目标函数；
[0012]步骤S12，根据功率平衡约束、出清功率上下限以及出清价格约束为条件，对所述出清目标函数进行求解，获得日前市场出清功率及分时电价；
[0013]步骤S13，根据微电网侧的各成员的模型建立微电网侧的以最小化成本为目标的自优化目标函数；
[0014]步骤S14，根据功率平衡约束、机组出力上下限约束、微型燃气轮机机组爬坡约束、蓄电池充放电量约束以及日前市场分时电价为约束条件，采用粒子群算法对所述自优化目标函数进行求解，获得优化的微型燃气轮机出力、蓄电池充放电量和与外电网交易电量数值；
[0015]步骤S15，输出所述优化的微型燃气轮机出力、蓄电池充放电量和与外电网交易电量数值，并输出监控的蓄电池充电状态的结果。
[0016]优选地，所述步骤S10进一步包括：
[0017]所述微电网包括储能蓄电池、光伏发电机组、风力发电机组以及微型燃气轮机组；所述微电网侧整体向电力市场侧申报用户负荷数据、可再生及不可再生能源出力数据、用户能源供电商报价数据。
[0018]优选地，所述步骤S11进一步包括：
[0019]建立如下的出清目标函数：
[0020][0021]其中，S
cons
和S
prod
分别表示生产者和消费者的利润；P
clear
、P
pv
′
、P
wt
′
、P
mt
′
分别为总出清功率、出清的光伏功率、出清的风机功率和出清的微型燃气轮机功率；C
clear
、C
cons
、C
pv
、C
wt
、C
mt
分别为出清电价、用户申报电价、光伏机组申报电价、风电机组申报电价、微型燃气轮机申报电价。
[0022]优选地，在所述步骤S12中，其中：
[0023]功率平衡约束为：P
′
pv
(t)+P
′
wt
(t)+P
′
mt
(t)＝P
clear
(t)；
[0024]出清功率上下限约束为：
[0025]P
′
DG,j,min
≤P
′
DG,j
(t)≤P
′
DG,j,max
[0026]0≤P
clear
≤P
′
load
[0027]其中，P
′
DG,j,min
和P
′
DG,j,max
分别为第j台可控电源向电力市场申报的最小和最大功率；P
′
load
为用户向电力市场申报的功率。
[0028]优选地，在所述步骤S13中，其中的微电网侧的各成员的模型至少包括：风电机组模型、风电机组模型、微型燃气轮机模型以及储能蓄电池模型。
[0029]优选地，所述步骤S13进一步包括：
[0030]根据微电网侧的各成员的模型，并综合考虑微型燃气轮机成本、治污成本和与外
电网交易成本，兼顾蓄电池调度成本，建立如下的优化目标函数：
[0031][0032]其中，F
mt
、F
util
、F
pollution
、F
ess
分别表示在T时间周期内微型燃气轮机、外电网调度、治理污染和蓄电池调度的总成本；C
util
为外网调度成本系数；P
util
(t)为特定时间与外网交换功率量；α
mt
(i)为微型燃气轮机排放三种污染物(CO2、SO
x
、 NO
X
)的污染折算系数；E
mt
(i)为单位功率排放三类污染物的量；δ
ess
为蓄电池调度的成本系数。
[0033]优选地，在所述步骤S14中，其中：
[0034]所述功率平衡约束如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微电网参考日前市场出清系统优化运行方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S10，微电网侧整体向电力市场侧申报供需双方功率以及供需双方价格；步骤S11，建立以最大化社会福利为目标的出清目标函数；步骤S12，根据功率平衡约束、出清功率上下限以及出清价格约束为条件，对所述出清目标函数进行求解，获得日前市场出清功率及分时电价；步骤S13，根据微电网侧的各成员的模型建立微电网侧的以最小化成本为目标的自优化目标函数；步骤S14，根据功率平衡约束、机组出力上下限约束、微型燃气轮机机组爬坡约束、蓄电池充放电量约束以及日前市场分时电价为约束条件，采用粒子群算法对所述自优化目标函数进行求解，获得优化的微型燃气轮机出力、蓄电池充放电量和与外电网交易电量数值；步骤S15，输出所述优化的微型燃气轮机出力、蓄电池充放电量和与外电网交易电量数值，并输出监控的蓄电池充电状态的结果。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S10进一步包括：所述微电网包括储能蓄电池、光伏发电机组、风力发电机组以及微型燃气轮机组；所述微电网侧整体向电力市场侧申报用户负荷数据、可再生及不可再生能源出力数据、用户能源供电商报价数据。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S11进一步包括：建立如下的出清目标函数：其中，S
cons
和S
prod
分别表示生产者和消费者的利润；P
clear
、P
pv
'、P
wt
'、P
mt
'分别为总出清功率、出清的光伏功率、出清的风机功率和出清的微型燃气轮机功率；C
clear
、C
cons
、C
pv
、C
wt
、C
mt
分别为出清电价、用户申报电价、光伏机组申报电价、风电机组申报电价、微型燃气轮机申报电价。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤S12中，其中：功率平衡约束为：P
′
pv
(t)+P
′
wt
(t)+P
′
mt
(t)＝P
clear
(t)；出清功率上下限约束为：P
′
DG,j,min
≤P
′
DG,j
(t)≤P
′
DG,j,max
0≤P
clear
≤P
′
load
其中，P
′
DG,j,min
和P
′
DG,j,max
分别为第j台可控电源向电力市场申报的最小和最大功率；P
′
load
为用户向电力市场申报的功率。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤S13中，其中的微电网侧的各成员的模型至少包括：风电机组模型、风电机组模型、微型燃气轮机模型以及储能蓄电池模型。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S13进一步包括：
根据微电网侧的各成员的模型，并综合考虑微型燃气轮机成本、治污成本和与外电网交易成本，兼顾蓄电池调度成本，建立如下的优化目标函数：其中，F
mt
、F
util
、F
pollution
、F
ess
分别表示在T时间周期内微型燃气轮机、外电网调度、治理污染和蓄电池调度的总成本；C
util
为外网调度成本系数；P
util
(t)为特定时间与外网交换功率量；α
mt
(i)为微型燃气轮机排放三种污染物(CO2、SO
x
、NO
X
)的污染...

【专利技术属性】
技术研发人员：王廷凰，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：