一种分布式光伏发电系统电价定价方法技术方案

本发明专利技术公开一种分布式光伏发电系统电价定价方法。针对现有的电价定价方法不能够适应分布式光伏发电系统的间歇性和随机性的特点，难以计及分布式光伏发电系统的安全运行和全局经济性的问题，本发明专利技术提出一种分布式光伏发电系统经济运行的分档电价定价模型，该方法建立在分布式光伏发电系统典型光伏输出功率和用户的典型负荷功率模型的基础上，考虑光伏、储能、电网、负荷的运行特性，将碳交易的收益考虑其中，以为微电网运营商收益最大为目标制定出分布式光伏发电系统分档电价模型。本发明专利技术结合峰谷分时电价与阶梯电价优点，减小了负荷峰谷差、提高了可再生能源发电利用率、降低了用户用电成本以及增加了售电运营商收益。户用电成本以及增加了售电运营商收益。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式光伏发电系统电价定价方法


[0001]本专利技术涉及电价定价领域，具体为一种分布式光伏发电系统电价定价方法。

技术介绍

[0002]现代社会对能源的需求越来越大，而传统化石能源的短缺和造成的环境问题，迫使人们将目光转向新能源领域。太阳能因其清洁和可再生特性，被人们广泛关注，而光伏发电是太阳能利用的主要形式。分布式光伏发电系统将成为未来主要的微电网的主要构成形式，但是由于光伏发电跟天气状况密切相关，导致分布式光伏发电系统光伏输出功率将具有随机性，这样需要将负荷功率考虑进来，完成这两者的协调。其中，基于电价的激励政策是常见的需求侧管理手段，目前主要包括分时电价和实时电价政策。但以分时电价为激励手段会导致用户负荷功率的过响应现象，造成新的峰谷差；在实时电价的引导下，会导致用户负荷功率响应疲惫的现象，造成新的负荷尖峰比。基于上述现象，本专利技术提出一种分档电价(ladder electricity pricing，LP)激励手段。
[0003]分布式光伏发电特指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。图1是一种典型分布式光伏发电系统。
[0004]随着低碳经济的发展，联合国出台了碳交易机制，碳交易中将碳排放权视为一种商品，根据一定的原则为各电源分配初始配额，在运行中超出配额的部分需要进行购买碳排放权，而排放量不足配额的盈余部分可以有偿售卖。对于风电等新能源发电形式，运行中不产生CO2,从而可以减排量，来交易从而提高运营商的收益。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决现有电价定价不能适应微电网存在的随机性和波动性的问题，根据光伏发电系统的光伏输出功率和负荷功率的调节电价，从而提高负荷功率和光伏输出功率的匹配性，减小两者的差值，提供一种分布式光伏发电系统分档电价的办法。
[0006]本专利技术是采用如下技术方案实现的:一种分布式光伏发电系统电价定价方法，由下列步骤实现：
[0007]a、基于分布式光伏发电系统典型光伏输出功率和基于历史数据得出用户典型负荷功率，确定出合理的储能系统的充放电功率；
[0008]b、建立出分档电价的分界模型，根据光伏输出功率和储能系统功率之和与用户的负荷功率进行比值，其模型如下所示：
[0009][0010]式(1)中，LP为分档电价，P
PV
(t)、P
bat
(t)、P
load
(t)分别为t时刻光伏输出功率、储能系统功率、用户负荷功率；A、B、C、D、E、F为分别分档电价不同档位的电价；
[0011]c、建立光伏、储能、电网的运行成本模型和碳交易收益模型，以微电网运营商收益最大为目标确定目标函数；
[0012]d、建立光伏、储能、电网以及负荷之间的功率运行约束；
[0013]e、按照步骤c、d所述目标函数和功率运行约束条件所确定的优化问题，确定步骤b中分档电价中不同档位的电价；
[0014]进一步地，在步骤c中，
[0015]c1、光伏发电系统的运行成本包括光伏发电系统的维护费用和自身发电的损耗，计算出光伏发电系统每千瓦发电成本；
[0016]c2、由于锂电池具有相应速度快，充放电功率大的特点，将成为储能系统的主要部分，储能系统的运行成本包括充放电维护费用和蓄电池的自身充放电的损耗,计算出储能系统每千瓦发电成本；
[0017]c3、从电网中购电的费用为0.4元/kW.h；
[0018]c4、确定的目标函数为：
[0019]运营成本
[0020]运营收益
[0021]式(2)中r
pv
、r
bat
、r
grid
分别为光伏发电系统每千瓦发电成本、储能每千瓦充电放电成本、从电网每千瓦的购电成本；式(3)中LP的取值是根据(1)式中确定出来的，r
carbon
为每千瓦的减排的碳交易收益；
[0022]进一步地，步骤d中，
[0023]d1、光伏发电量被全部负荷消纳，不能消纳的部分，使用储能系统储存起来，光伏输出功率不会向电网系统输入功率，并且不考虑弃光；
[0024]d2、储能系统的运行约束包括功率约束、SOC约束以及充放电的运行逻辑约束：
[0025]P
bat,min
≤P
bat
≤P
bat,max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0026][0027]SOC
min
≤SOC
t
≤SOC
max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)
[0028]a+b≤1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)
[0029]式(4)中，P
bat,min
、P
bat
、P
bat,max
分别表示储能充放电功率及其上下限；式(5)中SOC、SOC
max
、SOC
min
为储能的剩余电量状态及其上、下限；a、b分别表示储能的充电状态和放电状态，当a＝1时表示储能系统充电，b＝1时表示储能系统放电；η
bat,dis
、η
bat,chr
分别为充电和放电效率；ΔT为时间间隔，取为1小时；变量的上表t与t+1表示该变量在时段t与其后一时段t+1内的值；
[0030]d3、整个分布式光伏发电系统的功率平衡：
[0031]P
load
(t)＝P
PV
(t)+P
bat
(t)+P
grid
(t)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0032]与现有的电价方式，本专利技术具有如下的有益效果：
[0033]建立分布式光伏发电系统分档电价定价模型，这种模型综合考虑分布式光伏发电系统中光伏发电的不稳定的性、微电网的经济运行和碳交易收益，在分档电价的分界线是考虑微电网的安全性和提高对新能源的消纳率，克服了现有固定电价电价策略仅考虑当前电网状态的缺陷，能够全局的经济性，为微电网的经济运行与分档电价制定提供参考。
附图说明
[0034]图1为分布式光伏发电系统示意图；
[0035]图2为本专利技术的结构流程示意图。
具体实施方式
[0036]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，对本专利技术进行进一步详细说明。
[0037]本专利技术是针对分布式光伏发电系统的电价电价方法，由下列步骤实现：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式光伏发电系统电价定价方法，包含光伏、储能、电网、负荷的分布式光伏发电系统，制定出分布式光伏发电系统的分档电价，其特征如下：a、基于分布式光伏发电系统典型光伏输出功率和基于历史数据得出用户典型负荷功率，确定出合理的储能系统的充放电功率；b、建立出分档电价的分界模型，根据光伏输出功率和储能系统功率之和与用户的负荷功率进行比值，其中分界的数值主要是考虑到系统的安全性，将光伏输出功率和储能系统作为一个整体，它们的功率都是来光伏发电，这样提高新能源的利用率，其模型如下所示：式(1)中，LP为分档电价，P
PV
(t)、P
bat
(t)、P
load
(t)分别为t时刻光伏输出功率、储能系统功率、用户负荷功率；A、B、C、D、E、F为分别分档电价不同档位的电价；c、建立光伏、储能、电网的运行成本模型和碳交易收益模型，以微电网运营商收益最大为目标确定目标函数；d、建立光伏、储能、电网以及负荷之间的功率运行约束；e、按照步骤c、d所述目标函数和功率运行约束条件所确定的优化问题，确定步骤b中分档电价中不同档位的电价。2.根据权利1所述的分档电价的定价办法，其特征在于c中：c1、光伏发电系统的运行成本包括光伏发电系统的维护费用和自身发电的损耗，计算出光伏发电系统每千瓦发电成本；c2、由于锂电池具有相应速度快，充放电功率大的特点，将成为储能系统的主要部分，储能系统的运行成本包括充放电维护费用和蓄电池的自身充放电的损耗,计算出储能系统每千瓦发电成本；c3、确定的目标函数为：运营成本运营收益式(2)中r
pv
、r
bat
、r
grid
分别为光伏发电系统每千瓦发电成本、储能每千瓦充电放电成本、从电网每千瓦的购电成本；式(3)中LP的取值是根据(1)式中确定出来的，r
carbon
为每千瓦的减排的碳交易收益。
3.根据权利1所述的分档电价定价办...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗树林，韩璐，王云龙，杨玲，宋潞贇，张琦琦，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：