[發明專利]一種基于需求側響應的交直流混合微網雙層優化方法

有效

• 申請號: 201810361630.X
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108512259B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 李鵬;鄭苗苗;李繼紅;劉理峰;顧一豐;張雪
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）;國網浙江省電力有限公司;國網浙江省電力有限公司紹興供電公司
• 主分類號: H02J4/00
• 分類號: H02J4/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

1.一種基于需求側響應的交直流混合微網雙層優化方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)基于激勵的需求側響應，通過可平移負荷的調整，使負荷曲線貼近可再生能源出力變化曲線，以可再生能源消納率最大為目標建立交直流混合微網上層目標函數；所述的可平移負荷的調整是采用如下公式：

L_py'(t)＝min(L_py(t),L(t)-P_r(t)) (2)

式中：L'(t)表示第t個時段負荷轉移后的總負荷；L(t)表示第t個時段的初始總負荷；L_py'(t)表示第t個時段的負荷移出量；表示第t個時段的負荷移入量；L_py(t)表示第t個時段的可平移負荷；P_r(t)表示第t個時段的可再生能源發電量；T為優化時間段，t表示T中各時段；T1為可再生能源發電量小于總負荷大小的時間段，tt表示T1中各時段；

2)既考慮基于價格的需求側響應，又考慮基于激勵的需求側響應，建立以交直流混合微網運行成本最小為目標的下層目標函數；

3)服從運行約束，建立交直流混合微網雙層優化數學模型；

4)改進文化基因算法，并求解交直流混合微網雙層優化數學模型。

2.根據權利要求1所述的一種基于需求側響應的交直流混合微網雙層優化方法，其特征在于，步驟1)中經過負荷平移后，得到交直流混合微網上層目標函數為：

式中：K_r表示可再生能源消納率；P_r(t)表示第t個時段的可再生能源發電量；L'(t)表示第t個時段負荷轉移后的總負荷；T為優化時間段。

3.根據權利要求2所述的一種基于需求側響應的交直流混合微網雙層優化方法，其特征在于，步驟2)中所述的以交直流混合微網運行成本最小為目標的下層目標函數是以下成本的總和：

(1)基于價格的需求側響應

采用基于分時電價的需求側響應，根據求解交直流混合微網上層目標函數的結果確定各時段內剩余的可平移負荷電量，在保證可再生能源消納率不變的前提下，根據電價進行平移負荷來調整負荷曲線，微網需要對用戶負荷平移進行補貼，補貼成本為：

式中：C_py為平移負荷補貼成本；α為平移補貼單價；T為優化時間段；L”(t)為二次負荷平移之后的各時刻負荷量；L(t)表示第t個時段的初始總負荷；

(2)基于激勵的需求側響應

基于激勵的需求側響應中，考慮可中斷項目的總負荷計算公式如下：

L_zd'(t)＜min(L”(t)-P_r(t),L_zd(t)) (7)

式中：L”'(t)表示中斷負荷后的負荷大小；L_zd'(t)為保證可再生能源消納率的可中斷負荷量；P_r(t)表示第t個時段的可再生能源發電量；L_zd(t)為初始可中斷負荷量；

針對平時和峰時時段中斷的負荷，給予中斷補貼的補貼成本為：

式中：C_zd為中斷補貼成本；β為中斷補貼單價；

(3)初期建設成本C_e

式中：N為微網內部微源個數；C_ei為第i個微源的固定投資成本；C_Ri為第i個微源的投資回收系數；

(4)運行維護成本C_om

式中：k_omi為各微源對應的運行維護成本系數；P_i(t)為第i個微源的輸出功率；

(5)電網購電成本C_grid

式中：g(t)為第t個時段的購電電價；P_g(t)為第t個時段的電網購電電量；

(6)燃料成本C_fuel

式中：C_MTfuel為微燃機的燃料成本；C_FCfuel為燃料電池的燃料成本；C_DEGfuel表示柴油發電機的燃料成本；cc為燃料單價；LHV為燃料氣體的低熱值；P_MT為微燃機的出力；P_FC為燃料電池的出力；P_DEG為柴油發電機的出力；η_MT和η_FC為微燃機和燃料電池的效率；a、b、c為柴油發電機的發電系數；

(7)環保折算成本C_en

式中：N1為排出污染物的微源個數；M為污染物排放類型；γ_j為第j種污染物的折算成本；E_i,j為第i個微源產生的第j種污染物的單位排放量；P_i(t)為第i個微源的輸出功率；j為第j種污染物；i為第i個微源；

(8)可再生能源發電補貼C_fd

式中：μ為可再生能源的單位發電補貼價格；

構成以交直流混合微網運行成本最小為目標的下層目標函數為：

C_m＝C_py+C_zd+C_e+C_om+C_grid+C_fuel+C_en-C_fd (15)

式中：C_m表示交直流混合微網運行成本。