[發(fā)明專利]一種提高電力系統(tǒng)新能源利用率且最小化發(fā)電成本的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810240523.1
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN108599144B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）人: 國網(wǎng)天津市電力公司;國家電網(wǎng)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

一種提高電力系統(tǒng)新能源利用率且最小化發(fā)電成本的方法。其鑒于激勵型需求響應(yīng)能夠激勵用戶調(diào)整用電方式，積極參與削減負荷，根據(jù)用戶削減負荷情況設(shè)計了一種直接負荷控制模型，同時為了使需求響應(yīng)效果更好，考慮了用戶滿意度問題，設(shè)計了用戶滿意度函數(shù)，結(jié)合儲能設(shè)備模型，通過構(gòu)建了聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度模型，利用相應(yīng)的多目標粒子群優(yōu)化算法，得到系統(tǒng)經(jīng)濟成本最低和最大化新能源的利用率。本發(fā)明提高了電網(wǎng)對新能源的利用效率，改善風力發(fā)電、光伏發(fā)電的反負荷調(diào)節(jié)特性，提高了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。考慮用戶滿意度后，需求響應(yīng)實施力度增大，使負荷曲線與新能源發(fā)電曲線更為貼合。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)源網(wǎng)荷調(diào)度優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高電力系統(tǒng)新能源利用率且最小化發(fā)電成本的方法。

背景技術(shù)

隨著新能源發(fā)電的規(guī)模化并網(wǎng)應(yīng)用，傳統(tǒng)電網(wǎng)正在逐步向著新能源電力系統(tǒng)方向演變，并對其運行控制帶來顯著的影響。由于風電、光伏等新能源發(fā)電出力的不穩(wěn)定性，要提高電力系統(tǒng)的安全可靠性，可將需求側(cè)響應(yīng)和儲能技術(shù)納入發(fā)電調(diào)度優(yōu)化，以提高電網(wǎng)對新能源的利用效率，實現(xiàn)源荷互動與協(xié)同優(yōu)化。

需求響應(yīng)(DR)分為價格型DR和激勵型DR。對于分時電價、實時電價和尖峰電價等價格型DR項目而言，由于相關(guān)控制信號大多以“小時級”作為控制周期，負荷無法及時根據(jù)新能源的出力情況做出響應(yīng)，因此對于解決因新能源發(fā)電短時劇烈波動造成的并網(wǎng)難問題的幫助不大。而激勵型DR屬于一種直接控制方式，通過直接管理負荷的用電活動使其能夠快速、可靠、精確地響應(yīng)系統(tǒng)信號，追蹤并匹配新能源出力。雖已有多篇文章提出在源網(wǎng)荷優(yōu)化調(diào)度中實施激勵型DR，但對新能源發(fā)電的反負荷調(diào)節(jié)特性的改善情況需要進一步加強。

目前只是將需求響應(yīng)考慮到電力系統(tǒng)的調(diào)度優(yōu)化中，但沒有考慮用戶滿意度問題，即沒有考慮需求響應(yīng)的實施情況及用戶的參與力度。

目前棄風棄光問題較為嚴重，需要加快優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)與布局、多渠道拓展可再生能源電力本地消納，使新能源發(fā)電盡可能地自發(fā)自用。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種提高電力系統(tǒng)新能源利用率且最小化發(fā)電成本的方法。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供的提高電力系統(tǒng)新能源利用率且最小化發(fā)電成本的方法包括按順序進行的下列步驟：

步驟1：根據(jù)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(yīng)的成本；

步驟2：建立用戶滿意度函數(shù)，并計算出用戶滿意度；

步驟3：根據(jù)荷電狀態(tài)建立儲能系統(tǒng)模型，并獲得調(diào)用儲能成本；

步驟4：在步驟1獲得的需求響應(yīng)的成本、步驟2獲得的用戶滿意度以及步驟3獲得的調(diào)用儲能成本基礎(chǔ)上建立聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度模型，以系統(tǒng)經(jīng)濟成本最低和新能源利用率最大化作為聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度模型的兩個目標函數(shù)，并設(shè)定目標函數(shù)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(shù)進行求解，得到最優(yōu)解。

在步驟1中，所述的根據(jù)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(yīng)的成本的方法是：

設(shè)定削減負荷的基本電價補償率δ₀是統(tǒng)一的，δ₀∈(0,1)，定義用戶的實際電價補償率δ_k為：

C_DLC(x)＝0.55arctanh(x)+1

其中，C_DLC是根據(jù)用戶削減負荷的多少計算出的差別補償費率，Q_it為實行直接負荷控制前t時段用戶i的原用電負荷，Q′_it為實行直接負荷控制后t時段用戶i的用電負荷，δ_k為t時段用戶i的實際削減負荷電價補償率；