[發明專利]一種提高電力系統新能源利用率且最小化發電成本的方法

有效

• 申請號: 201810240523.1
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108599144B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 李盛偉;韓曉罡;白星振;遲福建;高毅;葛磊蛟;高尚;范須露;昝晶晶
• 申請（專利權）人: 國網天津市電力公司;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/24;H02J3/46;H02J3/28
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學欣

1.一種提高電力系統新能源利用率且最小化發電成本的方法，其特征在于：所述的方法包括按順序進行的下列步驟：

步驟1：根據用戶負荷消減情況建立直接負荷控制模型，并獲得需求響應的成本；

步驟2：建立用戶滿意度函數，并計算出用戶滿意度；

步驟3：根據荷電狀態建立儲能系統模型，并獲得調用儲能成本；

步驟4：在步驟1獲得的需求響應的成本、步驟2獲得的用戶滿意度以及步驟3獲得的調用儲能成本基礎上建立聯合優化調度模型，以系統經濟成本最低和新能源利用率最大化作為聯合優化調度模型的兩個目標函數，并設定目標函數的約束條件；

步驟5：利用多目標粒子群算法對步驟4獲得的目標函數進行求解，得到最優解；

在步驟2中，所述的建立用戶滿意度函數，并計算出用戶滿意度的方法是：

用戶滿意度函數包括用戶用電方式滿意度函數和用戶電費支出滿意度函數；

利用下式的用戶用電方式滿意度函數計算出用戶用電方式滿意度S_way為：

S_itway是用戶i在t時段的用電方式滿意度，S_iway是用戶i的用電方式滿意度；

利用下式的用戶電費支出滿意度函數計算出用戶電費支出滿意度S_pay為：

S_ipay是用戶i的電費支出滿意度；

最后利用下式的用戶滿意度函數計算出用戶滿意度S_user為：

S_user＝w₁S_way+w₂S_pay

其中，w₁和w₂分別為用戶用電方式滿意度和電費支出滿意度的權重，且w₁+w₂＝1；

在步驟4中，所述的在步驟1獲得的需求響應的成本、步驟2獲得的用戶滿意度以及步驟3獲得的調用儲能成本基礎上建立聯合優化調度模型，以系統經濟成本最低和新能源利用率最大化作為聯合優化調度模型的兩個目標函數，并設定目標函數的約束條件的方法是：

以系統經濟成本最低和新能源利用率最大化作為聯合優化調度模型的兩個目標函數：

其中，F₁為經濟成本值，F₂為電量利用與新能源發電之間的差值，C_Fm和C_Fm0分別為火電機組m的發電成本和運行成本，C_Wf和分別為風電機組f和光伏發電機組g的發電成本，G_Fm和G_Wf及分別為火電機組m、風電機組f、光伏發電機組g的發電量，和Q_Wft分別為光伏發電機組g和風力發電機組f在t時段的出力功率；Q_Lt為t時段的原用電負荷，則為實行直接負荷控制后t時段的負荷；

并設定目標函數的約束條件，目標函數的約束條件包括功率平衡約束、發電出力功率上下限約束、機組爬坡約束、蓄電池充放電約束、直接負荷控制約束和用戶滿意度約束；

(1)功率平衡約束：

其中，Q_Fmt為火電機組m在t時段的出力功率，Q_L為網絡損耗，一般忽略不計；

(2)發電出力功率上下限約束：

Q_Ftmin≤Q_Fmt≤Q_Ftmax

Q_Wtmin≤Q_Wft≤Q_Wtmax

其中，Q_Ftmin，Q_Ftmax分別為火電機組m的最小和最大出力功率；Q_Wtmin，Q_Wtmax分別為風電機組f的最小和最大出力功率；Q_PVtmin，Q_PVtmax分別為光伏發電機組g的最小和最大出力功率；

(3)機組爬坡約束：

-r_Fm，dΔt≤ΔQ_Fm，t≤r_Fm，uΔt

其中，r_Fm，u、r_Fm，d為火電機組m的上下行爬坡速度，用于體現調峰機組的靈活性；ΔQ_Fm，t為火電機組m的出力功率變化，Δt為上下行爬坡持續時間；

(4)蓄電池充放電約束：

S_SOCmin≤S_SOC(t)≤S_SOCmax

E_E2Gt≤E_E2Gtmax

E_G2Et≤E_G2Etmax

其中，S_SOCmin、S_SOCmax分別為蓄電池的最小、最大荷電狀態值；E_E2Gtmax、E_G2Etmax分別為t時段蓄電池的最大放電、充電功率；

(5)直接負荷控制約束：

ΔQ_itmin≤ΔQ_it≤ΔQ_itmax

δ₀≤δ_k≤δ_kmax

其中，ΔQ_itmin、ΔQ_itmax分別為用戶i在t時段負荷削減量的最小值、最大值；δ_kmax為電價補償率的最大值；

(6)用戶滿意度約束：

S_user≥S_user.set

其中，S_user.set為用戶滿意度設定值，由用戶和供電商交涉后事先確定。