一种区域分布式能源资源聚合利用方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及能源工程技术，特别是一种区域分布式能源资源聚合利用方法及系统。本发明专利技术以用户聚合群经济效益最优为目标建立了用户聚合群协调运行模型，在此基础上提出了分布式能源设备协调调度策略和购售能量策略，并建立了区域分布式能源资源聚合增值效益模型、效益分配模型以及费用结算模型，创新性地从信息流、能量流、资金流明晰了区域分布式能源资源在聚合时参与主体间的价值交互渠道，为资源聚合商和分布式能源设备用户提供了明确的效益感知途径，有效提升了区域分布式能源设备整体利用率，降低了分布式能源设备用户的净用能成本。降低了分布式能源设备用户的净用能成本。降低了分布式能源设备用户的净用能成本。

【技术实现步骤摘要】
一种区域分布式能源资源聚合利用方法及系统


[0001]本专利技术涉及能源工程技术，特别是一种区域分布式能源资源聚合利用方法及系统。

技术介绍

[0002]分布式能源(Distributed Energy Sources，简称DER)是一种建在终端用户侧附近直接面向用户多元用能需求的能源供应方式，既可以独立运行也可以并网运行。能源规划重点提出我国能源发展路径要转向户用分布式发展，形成大规模集中利用与分布式生产、就地消纳有机结合的格局；同时还提出要深化以市场化为导向的能源体制机制改革，优化能源供应布局，充分发挥市场配置资源的关键性作用。分布式能源具有建设周期短、供能可靠性高、环境效益优等特点，从目前我国分布式能源产业的发展趋势来看，分布式能源设备在终端用户侧的安装率正不断提高，用户自发自用的供用能方式也愈发普及，分布式能源市场从增量时代进入存量时代未来可期。
[0003]随着分布式能源在用户侧的广泛应用，一些问题也逐渐暴露出来。对于一定区域的分布式能源资源，由于这些资源地理位置分布发散、设备容量大小不均、用户自我消纳和调控能力高低不一、市场主体间互通渠道尚未完善，从而导致了大量的余剩资源未得到充分利用，分布式能源设备整体上还存在着较大的效率优化空间，用户侧也存在一定的用能经济效益提升潜力。此外，现阶段分布式能源领域相关物理技术虽然已经渐趋成熟，但对一定区域内的分布式能源利用方式却显得相对保守，总体上还处于先投资扩容建设再效益回收的模式，存在初始投资成本较高、投资风险较大、供用能经济效益不明晰等问题。
[0004]因此，需要规避重量化投资建设模式，依托现有分布式能源存量资源，从方式可行性和推广有效性的角度出发提出一种区域分布式能源资源聚合利用方法，来解决现有分布式能源设备整体利用率不高、市场主体间缺乏价值交互渠道、分布式能源设备用户净用能成本相对较高等问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种区域分布式能源资源聚合利用方法及系统。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0007]一种区域分布式能源资源聚合利用方法，包括以下步骤：
[0008]S1：确立资源聚合主体，并对所述资源聚合主体进行职责分类；所述资源聚合主体包括分布式能源设备用户以及资源聚合商；所述分布式能源设备用户拥有不同种类、不同容量的分布式能源设备资源，且具备择时购买或出售能源的需求；所述资源聚合商拥有聚合平台，能够整合负责区域内的所述分布式能源设备用户参与分布式能源资源聚合；
[0009]S2：每个所述资源聚合商根据对应其负责区域内所述分布式能源设备用户的能源生产情况，制定分布式能源资源聚合利用条款，并向其负责区域内所述分布式能源设备用
户传达条款内容；所述条款包括实施所述区域分布式能源资源聚合利用架构以及流程、所述资源聚合商与所述分布式能源设备用户双方的权利与义务信息；
[0010]S3：各个所述分布式能源设备用户向对应的所述资源聚合商填写分布式能源资源聚合申报表；所述申报表包括分布式能源设备类型、设备容量、设备功率及参与聚合时限；
[0011]S4：所述资源聚合商对所述分布式能源资源聚合申报表进行审核，并与通过审核的所述分布式能源设备用户签订分布式能源资源聚合利用合同；
[0012]S5：建立用户聚合群协调运行模型，资源聚合商根据通过审核的所述分布式能源资源聚合申报表求解所述协调运行模型，并制定出分布式能源设备协调调度策略和购售能量策略；所述用户聚合群为同一资源聚合商的负责区域内参与分布式能源资源聚合的所述分布式能源设备用户；
[0013]S6：进入协调运行后，所述分布式能源设备用户根据所述分布式能源设备协调调度策略实时控制自身的设备运行，同时所述资源聚合商根据所述购售能量策略在实际运行日中对应时段实施购售能行为；
[0014]S7：建立分布式能源资源聚合增值效益模型和效益分配模型，所述资源聚合商在进入协调运行后根据所述聚合增值效益模型对实际产生的聚合增值效益进行核算，并根据所述效益分配模型计算自身与分布式能源设备用户的效益分配。本专利技术从方法便于有效实施和利于推广应用的角度，同时结合市场实际情况对区域分布式能源资源在聚合利用时涉及的参与主体和实施进程进行了分析，从而提供了以上区域分布式能源资源聚合利用方法。本专利技术以用户聚合群经济效益最优为目标建立了用户聚合群协调运行模型，在此基础上提出了分布式能源设备协调调度策略和购售能量策略，并建立了区域分布式能源资源聚合增值效益模型、效益分配模型以及费用结算模型，创新性地从信息流、能量流、资金流明晰了区域分布式能源资源在聚合时参与主体间的价值交互渠道，为资源聚合商和分布式能源设备用户提供了明确的效益感知途径，有效提升了区域分布式能源设备整体利用率，降低了分布式能源设备用户的净用能成本。
[0015]作为本专利技术的优选方案，当所述资源聚合商负责区域内能源产能大于需求时，所述资源聚合商通过电网公司和/或燃气公司进行能源售卖；
[0016]当所述资源聚合商负责区域内能源产能小于需求时，所述资源聚合商通过电网公司和/或燃气公司进行能源购买。
[0017]作为本专利技术的优选方案，所述用户聚合群协调运行模型包括目标函数、能量平衡约束条件、分布式能源设备模型与对应的约束条件；
[0018]所述分布式能源设备协调调度策略和所述购售能量策略通过求解所述用户聚合群协调运行模型获得。
[0019]作为本专利技术的优选方案，所述目标函数为所述资源聚合商以所述用户聚合群净用能成本最小为目标进行策略制定，其表达式如下所示；
[0020][0021][0022][0023][0024]其中：为用户聚合群的最小净用能成本；M＝{1、2、3、
…
、m}为用户聚合群组成的集合，m表示用户聚合群中分布式能源设备用户的数量，i∈M；Δt为单位时段的长度，T为一个运行日所包含的时段总数；为t时段用户i的 CHP(combined heat and power,热电联产)机组使用成本；为t时段用户 i的购电成本；为t时段用户i的售电收入；为设备用户i的CHP机组在时刻t对应单位时段所消耗的天然气量值，和分别为设备用户i在时刻t的购电功率和售电功率；p
gas
为天然气单位价格，为设备用户i在时刻t向电网公司的购电电价，p
sell
为其向电网的售电电价。
[0025]作为本专利技术的优选方案，用户聚合群在任何时刻应保持功率输入和输出相等的能量平衡约束条件，所述能量平衡约束条件包括电平衡约束、热平衡约束和冷平衡约束，分别如下所示：
[0026]电平衡约束：
[0027][0028]热平衡约束：
[0029][0030]冷平衡约束：
[0031][0032]式中：和分别为用户聚合群中设备用户i的PV(photovoltaic，光伏) 机组和WPG(wind power generator，风机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种区域分布式能源资源聚合利用方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：确立资源聚合主体，并对所述资源聚合主体进行职责分类；所述资源聚合主体包括分布式能源设备用户以及资源聚合商；所述分布式能源设备用户拥有不同种类、不同容量的分布式能源设备资源，且具备择时购买或出售能源的需求；所述资源聚合商拥有聚合平台，能够整合负责区域内的所述分布式能源设备用户参与分布式能源资源聚合；S2：每个所述资源聚合商根据对应其负责区域内所述分布式能源设备用户的能源生产情况，制定分布式能源资源聚合利用条款，并向其负责区域内所述分布式能源设备用户传达条款内容；所述条款包括实施所述区域分布式能源资源聚合利用架构以及流程、所述资源聚合商与所述分布式能源设备用户双方的权利与义务信息；S3：各个所述分布式能源设备用户向对应的所述资源聚合商填写分布式能源资源聚合申报表；所述申报表包括分布式能源设备类型、设备容量、设备功率及参与聚合时限；S4：所述资源聚合商对所述分布式能源资源聚合申报表进行审核，并与通过审核的所述分布式能源设备用户签订分布式能源资源聚合利用合同；S5：建立用户聚合群协调运行模型，资源聚合商根据通过审核的所述分布式能源资源聚合申报表求解所述协调运行模型，并制定出分布式能源设备协调调度策略和购售能量策略；所述用户聚合群为同一资源聚合商的负责区域内参与分布式能源资源聚合的所述分布式能源设备用户；S6：进入协调运行后，所述分布式能源设备用户根据所述分布式能源设备协调调度策略实时控制自身的设备运行，同时所述资源聚合商根据所述购售能量策略在实际运行日中对应时段实施购售能行为；S7：建立分布式能源资源聚合增值效益模型和效益分配模型，所述资源聚合商在进入协调运行后根据所述聚合增值效益模型对实际产生的聚合增值效益进行核算，并根据所述效益分配模型计算自身与分布式能源设备用户的效益分配。2.根据权利要求1所述的一种区域分布式能源资源聚合利用方法，其特征在于，当所述资源聚合商负责区域内能源产能大于需求时，所述资源聚合商通过电网公司和/或燃气公司进行能源售卖；当所述资源聚合商负责区域内能源产能小于需求时，所述资源聚合商通过电网公司和/或燃气公司进行能源购买。3.根据权利要求1所述的一种区域分布式能源资源聚合利用方法，其特征在于，所述用户聚合群协调运行模型包括目标函数、能量平衡约束条件、分布式能源设备模型与对应的约束条件；所述分布式能源设备协调调度策略和所述购售能量策略通过求解所述用户聚合群协调运行模型获得。4.根据权利要求3所述的一种区域分布式能源资源聚合利用方法，其特征在于，所述目标函数为所述资源聚合商以所述用户聚合群净用能成本最小为目标进行策略制定，其表达式如下所示；
其中：为用户聚合群的最小净用能成本；M＝{1、2、3、
…
、m}为用户聚合群组成的集合，m表示用户聚合群中分布式能源设备用户的数量，i∈M；Δt为单位时段的长度，T为一个运行日所包含的时段总数；为t时段用户i的CHP机组使用成本；为t时段用户i的购电成本；为t时段用户i的售电收入；为设备用户i的CHP机组在时刻t对应单位时段所消耗的天然气量值，和分别为设备用户i在时刻t的购电功率和售电功率；p
gas
为天然气单位价格，为设备用户i在时刻t向电网公司的购电电价，p
sell
为其向电网的售电电价。5.根据权利要求4所述的一种区域分布式能源资源聚合利用方法，其特征在于，用户聚合群在任何时刻应保持功率输入和输出相等的能量平衡约束条件，所述能量平衡约束条件包括电平衡约束、热平衡约束和冷平衡约束，分别如下所示：电平衡约束：热平衡约束：冷平衡约束：式中：和分别为用户聚合群中设备用户i的PV机组和WPG机组在时刻t的输出电功率；和分别为设备用户i的ESD在时刻t的放电功率和充电功率；为设备用户i的CHP机组在时刻t的输出电功率；为设备用户i在时刻t的电负荷，和分别为设备用户i的ER和EB在时刻t的输入电功率；和分别为设备用户i的EB和CHP机组在时刻t的输出热功率，为其在时刻t的热负荷；为设备用户i的ER在时刻t的输出冷功率，为其在时刻t的冷负荷。6.根据权利要求5所述的一种区域分布式能源资源聚合利用方法，其特征在于，所述分布式能源设备包括分布式PV机组和/或分布式WPG机组和/或分布式CHP机组和/或分布式ESD和/或分布式EB和/或分布式ER；各模型与其对应的约束条件如下所示：分布式PV机组模型及出力上下限约束条件分别如下所示：
式中：为设备用户i的PV机组在时刻t的最大输出功率，为其PV机组的装机容量，为其PV机组在时刻t的功率比，根据光照辐射强度、光照入射角度、太阳能板的效率预设置；分布式WPG机组，其出力模型及约束约束条件如下：其出力模型及约束约束条件如下：式中：为设备用户i的WPG机组在时刻t的最大输出功率，为其WPG机组的装机容量，为其WPG机组在时刻t的功率比，根据空气密度、风轮扫掠面积、风速、风机发电效率因素预设置；分布式CHP机组的出力模型及约束条件如下：分布式CHP机组的出力模型及约束条件如下：分布式CHP机组的出力模型及约束条件如下：式中：η
CHP
为CHP机组的发电效率，q为天然气热值，k
CHP
为CHP机组的热电比，为CHP机组的装机容量；分布式ESD的约束条件包括分布式ESD充放电约束、日净充电量约束以及过充放电约束；ESD充放电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李华强，李山山，胡钰，王苗苗，王子峣，陈樱绮，陈缨，林照航，李颖源，马超，
申请(专利权)人：国网四川综合能源服务有限公司，
类型：发明
国别省市：