一种考虑光伏随机性的产消者能量-备用市场竞标方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑光伏随机性的产消者能量

【技术实现步骤摘要】
一种考虑光伏随机性的产消者能量
‑
备用市场竞标方法


[0001]本专利技术属于电力系统调度及优化领域，特别涉及了一种考虑光伏随机性的产消者能量
‑
备用市场竞标方法。

技术介绍

[0002]随着用户侧光伏、储能、空调负荷等分布式资源大量接入，用户侧逐渐从不可控的消费者向可控的产消者转变。产消者具有极高的灵活性，可实现电能的自产自消，协助分布式资源参与电力市场交易。
[0003]然而，产消者内部光伏出力具有随机性，不确定的市场交易策略影响系统稳定性和电力市场的出清过程。此外，目前多数研究仅考虑了生产者或消费者能量市场交易策略，对具有双重身份的产消者参与市场缺少相应的机制研究。除了能量交易，产消者内灵活性资源还可以提供备用等辅助服务，充分挖掘产消者内部调控潜力，增加产消者收益和社会效益，保障系统安全运行。然而目前鲜有研究考虑产消者参与能量
‑
备用市场竞标策略，分析产消者参与市场对市场出清价格的影响。

技术实现思路

[0004]为了解决上述
技术介绍
提到的技术问题，本专利技术提出了一种考虑光伏随机性的产消者能量
‑
备用市场竞标方法。
[0005]为了实现上述技术目的，本专利技术的技术方案为：
[0006]一种考虑光伏随机性的产消者能量
‑
备用市场竞标方法，包括以下步骤：
[0007](1)聚合产消者内部光伏、中央空调、柔性负荷和储能，构建上层产消者考虑光伏随机性的能量管理模型，模型的目标函数为产消者的收益最大化，设置产消者运行约束条件；
[0008]所述目标函数为：
[0009][0010]式中，t为交易时段，s为光伏出力场景，ρ
s
为光伏场景s的概率；目标函数包括四项，其中为产消者从内部资源获得的收益；为产消者在能量市场的交易成本；为储能电池损耗成本；为产消者在备用市场的交易收益；
[0011](2)根据产消者、发电商和负荷上报的价格和容量，构建下层能量
‑
备用市场出清模型；
[0012](3)采用KKT条件和强对偶理论将双层模型转化为单层模型求解，获得产消者参与能量
‑
备用市场的竞标策略和市场出清结果。
[0013]进一步地，步骤(1)中
[0014]所述产消者从内部资源获得的收益：
[0015][0016]光伏和储能报价为零时，包括产消者与中央空调和柔性负荷交易收益；为中央空调能接受的最高电价；为中央空调参与能量市场的竞标容量；为柔性负荷能接受的最高电价；为柔性负荷参与能量市场的竞标容量；
[0017]所述产消者在能量市场的交易成本：
[0018][0019]式中：k1为产消者接入的节点集；为节点集k1的能量市场边际电价；为产消者在能量市场的中标容量；
[0020]所述储能电池损耗成本：
[0021][0022]式中：和分别为储能的充电和放电量；ε
c
和ε
d
分别为储能的充放电耗散系数。
[0023]所述产消者在备用市场的交易收益：
[0024][0025]式中：为备用市场出清价格；为产消者在备用市场中标容量。
[0026]进一步地，所述步骤(1)中产消者运行约束条件包括中央空调约束、中央空调备用约束、柔性负荷约束、储能约束和产消者参与能量和备用市场竞标约束；
[0027]所述中央空调约束：
[0028]中央空调包括冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、空气处理单元和冷却塔；中央空调模型如下：
[0029][0030][0031]式中：m、l、n、k、p分别为冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、空气处理单元和冷却塔；为冷水机组功率；为冷冻水泵功率；为冷却水泵功率；为空气处理单元功率；为冷却塔功率；和分别为中央空调负荷调节的下限和上限；
[0032]所述中央空调备用约束：
[0033][0034]式中：为中央空调能提供的备用容量；
[0035]所述柔性负荷约束：
[0036][0037][0038][0039]式中：分别为柔性负荷最大下调负荷和上调负荷；为基础负荷；分别为柔性负荷调节下限和上限；
[0040]所述储能约束：
[0041][0042][0043][0044]S
min
≤S
t,s
≤S
max
[0045]式中：P
c,max
、P
d,max
分别为储能最大充电和放电功率；S
t,s
为储能的荷电状态；η
c
、η
d
分别为储能的充电和放电效率；S
min
、S
max
分别为储能的最小和最大储电量；
[0046]所述产消者参与能量和备用市场竞标约束：
[0047][0048][0049]式中：为光伏输出功率；为中央空调参与备用市场的竞标容量。
[0050]进一步地，所述中央空调约束中冷水机组模型为
[0051][0052][0053][0054][0055][0056][0057][0058]式中：为冷水机组提供的冷负荷；为冷水机组制冷量；COP
m,t,s
为冷水机组的性能系数；为冷水机组中压缩机温度；为冷水机组中蒸发器温度；r
m,t,s
为冷水机
组负荷率；a1、a2为参数；为额定冷负荷；分别为冷冻水、冷却水供水温度；为经验公式，与冷冻水流量和冷却水流量有关；分别为冷冻水供水温度的下限和上限；分别为冷却水供水温度的下限和上限；
[0059]所述冷冻水泵、冷却水泵模型为
[0060][0061][0062][0063][0064][0065]式中：为冷冻/冷却水泵水流量比；为冷冻/冷却水泵机械效率；为冷冻/冷却水泵水流量；为冷冻/冷却水泵额定水流量；k
chwp/cwp
、A
chwp/cwp
、d0、d1、d2、d3为常系数；分别为冷冻水泵水流量的下限和上限；分别为冷却水泵水流量的下限和上限；
[0066]所述空气处理单元、冷却塔模型为
[0067][0068][0069][0070][0071][0072]式中：为空气处理单元/冷却塔风机风流量比；为空气处理单元/冷却塔风机机械效率；为空气处理单元/冷却塔风机风流量；为空气处理单元/冷却塔风机额定风流量；k
cfan/tfan
、A
cfan/tfan
、d0、d1、d2、d3为常系数；分别为空气处理单元风机风流量的下限和上限；为空气处理单元风机风流量的下限和上限；分别为冷却塔风机风流量的下限和上限；
[0073]进一步地，中央空调各组件之间的耦合约束如下：
[0074]a.空气处理单元与冷冻水泵间耦合约束：
[0075][0076][0077]式中：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑光伏随机性的产消者能量
‑
备用市场竞标方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)聚合产消者内部光伏、中央空调、柔性负荷和储能，构建上层产消者考虑光伏随机性的能量管理模型，模型的目标函数为产消者的收益最大化，设置产消者运行约束条件；所述目标函数为：式中，t为交易时段，s为光伏出力场景，ρ
s
为光伏场景s的概率；目标函数包括四项，其中为产消者从内部资源获得的收益；为产消者在能量市场的交易成本；为储能电池损耗成本；为产消者在备用市场的交易收益；(2)根据产消者、发电商和负荷上报的价格和容量，构建下层能量
‑
备用市场出清模型；(3)采用KKT条件和强对偶理论将双层模型转化为单层模型求解，获得产消者参与能量
‑
备用市场的竞标策略和市场出清结果。2.根据权利要求1所述一种考虑光伏随机性的产消者能量
‑
备用市场竞标方法，其特征在于，步骤(1)中所述产消者从内部资源获得的收益：光伏和储能报价为零时，包括产消者与中央空调和柔性负荷交易收益；为中央空调能接受的最高电价；为中央空调参与能量市场的竞标容量；为柔性负荷能接受的最高电价；为柔性负荷参与能量市场的竞标容量；所述产消者在能量市场的交易成本：式中：k1为产消者接入的节点集；为节点集k1的能量市场边际电价；为产消者在能量市场的中标容量；所述储能电池损耗成本：式中：和分别为储能的充电和放电量；ε
c
和ε
d
分别为储能的充放电耗散系数；所述产消者在备用市场的交易收益：式中：为备用市场出清价格；P
tRM
为产消者在备用市场中标容量。3.根据权利要求1所述一种考虑光伏随机性的产消者能量
‑
备用市场竞标方法，其特征在于，所述步骤(1)中产消者运行约束条件包括中央空调约束、中央空调备用约束、柔性负荷约束、储能约束和产消者参与能量和备用市场竞标约束；所述中央空调约束：中央空调包括冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、空气处理单元和冷却塔；中央空调模型
如下：如下：式中：m、l、n、k、p分别为冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、空气处理单元和冷却塔；为冷水机组功率；为冷冻水泵功率；为冷却水泵功率；为空气处理单元功率；为冷却塔功率；P
tHVAC,min
和P
tHVAC,max
分别为中央空调负荷调节的下限和上限；所述中央空调备用约束：式中：为中央空调能提供的备用容量；所述柔性负荷约束：所述柔性负荷约束：所述柔性负荷约束：式中：分别为柔性负荷最大下调负荷和上调负荷；P
tres,base
为基础负荷；P
tres,min
、P
tres,max
分别为柔性负荷调节下限和上限；所述储能约束：所述储能约束：所述储能约束：S
min
≤S
t,s
≤S
max
式中：P
c,max
、P
d,max
分别为储能最大充电和放电功率；S
t,s
为储能的荷电状态；η
c
、η
d
分别为储能的充电和放电效率；S
min
、S
max
分别为储能的最小和最大储电量；所述产消者参与能量和备用市场竞标约束：所述产消者参与能量和备用市场竞标约束：式中：为光伏输出功率；为中央空调参与备用市场的竞标容量。4.根据权利要求3所述一种考虑光伏随机性的产消者能量
‑
备用市场竞标方法，其特征在于，所述中央空调约束中冷水机组模型为
式中：为冷水机组提供的冷负荷；为冷水机组制冷量；COP
m,t,s
为冷水机组的性能系数；为冷水机组中压缩机温度；为冷水机组中蒸发器温度；r
m,t,s
为冷水机组负荷率；a1、a2为参数；为额定冷负荷；分别为冷冻水、冷却水供水温度；为经验公式，与冷冻水流量和冷却水流量有关；分别为冷冻水供水温度的下限和上限；分别为冷却水供水温度的下限和上限；所述冷冻水泵、冷却水泵模型为所述冷冻水泵、冷却水泵模型为所述冷冻水泵、冷却水泵模型为所述冷冻水泵、冷却水泵模型为所述冷冻水泵、冷却水泵模型为式中：为冷冻/冷却水泵水流量比；为冷冻/冷却水泵机械效率；为冷冻/冷却水泵水流量；为冷冻/冷却水泵额定水流量；k
...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙国强，沈思辰，卫志农，臧海祥，朱瑛，陈胜，周亦洲，黄蔓云，韩海腾，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：