一种共享社区绿色电能消纳分配方案制定方法与系统技术方案

一种共享社区绿色电能消纳分配方案制定方法，包括如下步骤：步骤1，确定社区电能日前调度的多目标优化目标函数；步骤2，建立优化模型约束条件，包括：各家庭的功率平衡约束、社区分享功率平衡约束、光伏出力平衡约束、HESS充放电约束、EV充放电约束和线路约束；步骤3，根据多目标优化目标函数和优化模型约束条件，利用法线边界交叉法获得电能消纳分配方案。本发明专利技术首先基于屋顶光伏和家庭储能系统设计了社区电力共享机制。社区内每个业主都是自发自用的产消者，盈余电力可以在社区内融通共享，从而促进清洁光伏电力在社区内就地消纳，同时降低向电网购电的费用。低向电网购电的费用。低向电网购电的费用。

【技术实现步骤摘要】
一种共享社区绿色电能消纳分配方案制定方法与系统


[0001]本专利技术属于电力系统运行优化领域，更具体的，涉及一种共享社区绿色电能 消纳分配方案制定方法与系统。

技术介绍

[0002]分布式光伏具有建设灵活、土地资源占用少、接近负荷中心易于消纳的优点， 已成为光伏行业的主要增长点之一。然而，由于分布式光伏数量庞大、布局分散， 可观、可控性较差，其渗透率的快速提升将对电网的安全运行造成巨大影响。此 外，政策层面针对分布式光伏的补贴不断下调，最终实现平价上网是大势所趋， 分布式光伏的商业模式有待进一步探索和创新。从国外先进经验来看，最大限度 地自产自销将是解决以上问题的重要途径。在该模式下，一方面用户可通过储能、 柔性负荷来平抑光伏出力的波动性，从而减轻其对电网的影响；另一方面，可减 少用户从电网购入的电能总量，充分发挥光伏发电零边际成本的优势，提升用户 自身的经济性。若在社区或更大范围内开展电能的优化调度，则可获得更大的潜 在收益。
[0003]经检索，公开号为CN106651637 A公开了一种多电能消纳分配方案制定方 法及指定系统，通过建立以总经济效益最大为目标函数，受送电通道的容量约束, 电源汇集点及终点的各落点变电容量约束和受端及送端电力平衡约束的送电通 道电能消纳模型，在将所有送电通道的起点的上网电价和终点的落地电价输入送 电通道电能消纳模型后，即可获得在满足这些约束的基础前提下，满足经济效应 最大化目标的每条送电通道的送电量分配方案以及受端的电能分配状态。从而实 现综合考虑多受端和多送端的电力分配与经济效益的目的，使得各个送电通道受 端地区实现接受外来输电的经济效益的最大化，以及各个送电通道送端地区实现 送电的经济效益的最大化。
[0004]虽然该专利技术通过提高各类发电资源有功功率的可控性，能实现各种不同发电 资源有功功率的可控性的最优调度。但是上述技术方案计及多个受端地区，且只 考虑了传统电能，而忽略了绿色电能，在当下社会背景明显不适用。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于，设计一种新型基于共享 机制的社区电能多目标优化方法，在促进分布式光伏消纳的同时，提高社区整体 的用能经济性，进而提出一种共享社区绿色电能消纳分配方案制定方法与系统。
[0006]本专利技术采用如下的技术方案。
[0007]一种共享社区绿色电能消纳分配方案制定方法，包括如下步骤：
[0008]步骤1，确定社区电能日前调度的多目标优化目标函数；
[0009]步骤2，建立优化模型约束条件，包括：各家庭的功率平衡约束、社区分享 功率平衡约束、光伏出力平衡约束、HESS充放电约束、EV充放电约束和线路 约束；
[0010]步骤3，根据多目标优化目标函数和优化模型约束条件，利用法线边界交叉 法获
得电能消纳分配方案。
[0011]进一步的，多目标优化目标函数为：
[0012][0013]式中，t、h分别为时段、房屋编号，T为优化周期；N为社区内的别墅数量； Δt为时间间隔；f1为社区用电总费用，f2为社区清洁能源消纳量；分 别为家庭h的PV、HESS提供给自身日常负荷的电力；分别为家庭 h的PV、HESS提供给社区其他家庭负荷的电力；C
fg
，C
css
，C
ev
分别为向电网购 电的费用、HESS充放电损耗费用、EV充放电损耗费用。
[0014]进一步的，向电网购电的费用为：
[0015][0016]其中，分别为家庭日常负荷向电网购电功率、EV向电网购电功率， 为各用电时段的购电电价。
[0017]进一步的，HESS充放电损耗费用为：
[0018][0019]其中，分别为HESS的充、放电功率，c
ess
为HESS充放电损耗 的成本系数。
[0020]进一步的，EV充放电损耗费用为：
[0021][0022]其中，分别为EV的充、放电功率，c
ev
为EV充放电损耗的成本 系数。
[0023]进一步的，各家庭的功率平衡约束为：
[0024][0025][0026]其中，为家庭h向电网或其他家庭获取的功率；为家庭h的EV提 供给自身日常负荷的电力；为家庭h的刚性负荷，分别为家庭h 的简单可平移负荷、ASHP负荷；为社区其他家庭分享给家庭h的功率，为家庭日常负荷向电网购电功率，
分别为家庭h的PV、HESS提供 给自身日常负荷的电力。
[0027]进一步的，社区分享功率平衡约束为：
[0028][0029][0030]其中，为家庭h分享给社区内其他家庭的功率，为社区其他家庭分享 给家庭h的功率，为家庭h的屋顶光伏进行PV2h过程的功率；为HESS 进行ESS2h过程的功率；为EV进行V2h过程的功率。
[0031]进一步的，光伏出力平衡约束为：
[0032][0033][0034]其中，为光伏发电被消纳的量；为PV2ESS过程传输的功率；为光伏出力预测值；η
dc
‑
ac
为逆变效率，为家庭h的PV提供给自身日常负荷 的电力；为家庭h的PV提供给社区其他家庭负荷的电力。
[0035]进一步的，HESS充放电约束如下：
[0036][0037][0038]其中，为PV2ESS过程传输的功率，分别为HESS的充、 放电功率，为家庭h的HESS提供给自身日常负荷的电力，为家庭h 的HESS提供给社区其他家庭负荷的电力，η
dc
‑
ac
为逆变效率。
[0039]进一步的，EV充放电约束为：
[0040][0041][0042]其中，分别为EV的充、放电功率，为EV向电网购电功率， η
dc
‑
ac
为逆变效率，为家庭h的EV提供给自身日常负荷的电力，为EV 进行V2h过程的功率。
[0043]进一步的，路约束为：
[0044][0045][0046]其中，为线路能够承受的最大功率；为0
‑
1变量，为家庭h分 享给社区内其他家庭的功率，为家庭h向电网或其他家庭获取的功率。
[0047]进一步的，法线边界交叉法具体包括：
[0048][0049]其中，i指代第i个等分点，k是均匀分布的等分点的个数，为乌托邦线上 第i个等分点的法向量n能到达的距离。f1为社区用电总费用，f2为社区清洁能源 消纳量；f
1min
和f
2min
分别为f1与f2的最小值，f
1max
和f
2max
分别为f1与f2的最大 值，g(x)与h(x)分别是优化模型约束条件中的等式与不等式；f1和f2归一化后对 应点(1,0)、(0,1)，称作Pareto前沿端点，两端点之间的直线段称为乌托邦线。
[0050]一种共享社区绿色电能消纳分配方案制定系统，包括：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种共享社区绿色电能消纳分配方案制定方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，确定社区电能日前调度的多目标优化目标函数；步骤2，建立优化模型约束条件，包括：各家庭的功率平衡约束、社区分享功率平衡约束、光伏出力平衡约束、HESS充放电约束、EV充放电约束和线路约束；步骤3，根据多目标优化目标函数和优化模型约束条件，利用法线边界交叉法获得电能消纳分配方案。2.根据权利要求1所述的一种共享社区绿色电能消纳分配方案制定方法，其特征在于，多目标优化目标函数为：式中，t、h分别为时段、房屋编号，T为优化周期；N为社区内的别墅数量；
△
t为时间间隔；f1为社区用电总费用，f2为社区清洁能源消纳量；分别为家庭h的PV、HESS提供给自身日常负荷的电力；分别为家庭h的PV、HESS提供给社区其他家庭负荷的电力；C
fg
，C
css
，C
ev
分别为向电网购电的费用、HESS充放电损耗费用、EV充放电损耗费用。3.根据权利要求2所述的一种共享社区绿色电能消纳分配方案制定方法，其特征在于，向电网购电的费用为：其中，分别为家庭日常负荷向电网购电功率、EV向电网购电功率，为各用电时段的购电电价。4.根据权利要求2所述的一种共享社区绿色电能消纳分配方案制定方法，其特征在于，HESS充放电损耗费用为：其中，分别为HESS的充、放电功率，c
ess
为HESS充放电损耗的成本系数。5.根据权利要求2所述的一种共享社区绿色电能消纳分配方案制定方法，其特征在于，EV充放电损耗费用为：其中，分别为EV的充、放电功率，c
ev
为EV充放电损耗的成本系数。6.根据权利要求1所述的一种共享社区绿色电能消纳分配方案制定方法，其特征在于，各家庭的功率平衡约束为：
其中，为家庭h向电网或其他家庭获取的功率；为家庭h的EV提供给自身日常负荷的电力；为家庭h的刚性负荷，分别为家庭h的简单可平移负荷、ASHP负荷；为社区其他家庭分享给家庭h的功率，为家庭日常负荷向电网购电功率，分别为家庭h的PV、HESS提供给自身日常负荷的电力。7.根据权利要求1所述的一种共享社区绿色电能消纳分配方案制定方法，其特征在于，社区分享功率平衡约束为：社区分享功率平衡约束为：其中，为家庭h分享给社区内其他家庭的功率，为社区其他家庭分享给家庭h的功率，为家庭h的屋顶光伏进行PV2h过程的功率；为HESS进行ESS2h过程的功率；为EV进行V2h过程的功率。8.根据权利要求1所述的一种共享社区绿色电能消纳分配方案制定方...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛晓波，薛溟枫，杨永标，徐青山，周寅，刘航，徐扬，鲍鹏，吴寒松，沈海峰，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司无锡供电分公司，
类型：发明
国别省市：