[發明專利]考慮儲能和分布式發電的工業用戶參與調峰需求響應方法

有效

• 申請號: 202010476593.4
• 申請日: 2020-05-29
• 公開（公告）號: CN111555319B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 喻潔;楊家琪;田宏杰;張慧玲;吳辰宇;喬寧
• 申請（專利權）人: 東南大學;寧夏電力交易中心有限公司
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06;H02J3/28;H02J3/38;H02J3/46
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 羅運紅

1.考慮儲能和分布式發電的工業用戶參與調峰需求響應方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

(1)將參與調峰的工業用戶分為儲能工業用戶、分布式發電工業用戶與其它工業用戶三種類型，統計各工業用戶的生產流程，量測其工序運行時間、啟動時間及各時刻總負荷穩態有功功率，根據各種類型工業用戶的發電特征，以總負荷穩態有功功率與各工序穩態有功功率和之差最小為目標，建立優化模型求解各時刻所有類型工業用戶各工序的實際穩態有功功率；

(2)根據(1)中求解得到的各時刻所有類型工業用戶各工序的實際穩態有功功率，計算各調峰時段工業用戶各工序的需求響應調峰能力，即該用戶各工序在該時段能夠通過轉移負荷來提供需求響應參與調峰的最大容量；

(3)根據(2)中求得的各調峰時段工業用戶各工序的需求響應調峰能力，計算該工業用戶在各調峰時段的所有工序需求響應調峰能力之和，作為約束條件之一，以由各種類型工業用戶組成的負荷聚合商參與調峰提供需求響應獲益最大為目標，考慮各種類型工業用戶的發電特征的約束條件，建立優化模型求解各調峰時段所有類型工業用戶提供需求響應的容量；

步驟(1)具體方法如下：將參與調峰的工業用戶分為儲能工業用戶、分布式發電工業用戶與其它工業用戶三種類型，對于參與調峰提供需求響應的各工業用戶，統計其工業生產流程順序、工序i所需運行時間T_i，工序i中設備的最早啟動時間E_i以及最晚啟動時間L_i，以及儲能工業用戶各時刻電池剩余電量要求的最小值與最大值分布式風力發電工業用戶各時刻風速要求的最小值W_t^min與最大值W_t^max，分布式光伏發電工業用戶各時刻光照強度要求的最小值與最大值量測工業生產過程中時刻t總負荷穩態有功功率P_L(t)、工序i中設備的實際啟動時間t_io和實際關停時間t_ic，儲能工業用戶的電池剩余電量SOC_t、分布式風力發電工業用戶的風速W_t、分布式光伏發電工業用戶的光照強度I_t,建立所有類型工業用戶都適用的基于實際生產流程的優化模型，求解該工業用戶在時刻t工序i的穩態有功功率P_i(t)；

目標函數為時刻t總負荷穩態有功功率與各工序穩態有功功率和之差的最小值：

上式中，P_L(t)表示量測得到的時刻t總負荷穩態有功功率；n表示該工業用戶工序總數；M_i(t)表示時刻t工序i是否運行的標志，M_i(t)＝1為時刻t工序i運行，M_i(t)＝0為時刻t工序i不運行；P_i(t)表示該工業用戶在時刻t工序i的穩態有功功率；

其中，對于除了儲能和分布式發電工業用戶以外的其它工業用戶，時刻t工序i的運行標志M_i(t)定義如下：

上式中，E_i和L_i分別表示工序i中設備的最早啟動時間和最晚啟動時間，T_i表示工序i所需運行時間，t_io和t_ic分別表示工序i中設備的實際啟動時間和實際關停時間；

對于儲能工業用戶，時刻t工序i的運行標志M_i(t)定義如下：

上式中，和SOC_t分別表示儲能工業用戶各時刻電池剩余電量要求的最小值、最大值與儲能工業用戶在時刻t的電池剩余電量；

同理，對于分布式風力發電工業用戶和分布式光伏發電工業用戶，時刻t工序i的運行標志M_i(t)定義如下：

上式中，W_t^min、W_t^max和W_t分別表示分布式風力發電工業用戶各時刻風速要求的最小值、最大值與分布式風力發電工業用戶在時刻t的風速，和I_t分別表示分布式光伏發電工業用戶各時刻光照強度要求的最小值、最大值與分布式光伏發電工業用戶在時刻t的光照強度；

該模型的約束條件為：

上式中，P_i^min和P_i^max分別表示該工業用戶工序i的有功功率下限和上限；

步驟(2)具體方法如下：

根據求解得到的工業用戶在時刻t工序i的穩態有功功率P_i(t)，計算該工業用戶在時刻t工序i的需求響應調峰能力

①若E_i＝L_i，則工序i的最早啟動時間和最晚啟動時間相等，不具備可轉移負荷的調峰能力，

②若E_i＜L_i，則工序i的最早啟動時間和最晚啟動時間不相等，具備可轉移負荷的調峰能力，設工序i的轉移時間為0≤Δt≤L_i-E_i，則工序i的Δt時段的調峰能力

步驟(3)具體方法如下：

根據(2)中求得的工業用戶工序i在Δt時段的需求響應調峰能力計算負荷聚合商中的所有類型工業用戶j在Δt時段的需求響應調峰能力：

以此作為約束條件之一，建立所有類型工業用戶都適用的優化模型，其目標函數為由各種類型的工業用戶組成的負荷聚合商參與調峰經濟效益的最大值：

上式中，f_GLA表示負荷聚合商參與調峰的收益；N表示負荷聚合商中各種類型工業用戶總數；M表示調峰時間單元個數；表示工業用戶j的響應量，為正數；表示工業用戶j的響應報價，r,s均為正數，a'_Δt,b'_Δt,c'_Δt表示Δt時段調峰成本系數；

該模型的約束條件如下：

①所有類型工業用戶調峰能力約束：

上式中，表示工業用戶j在Δt時段的調峰能力；表示負荷聚合商在Δt時段的調峰能力；γ表示負荷聚合商的調峰意愿且0＜γ＜1；

②儲能工業用戶充放速率約束：

在Δt時段，儲能工業用戶j處于充電狀態，滿足充電效率約束：

0≤W_ch(Δt)η_ch≤P_eΔt

上式中，W_ch(Δt)表示儲能單元Δt時段充電量，η_ch表示儲能裝置的充能效率，P_e表示儲能裝置的功率；

在Δt時段，儲能工業用戶j處于放電狀態，滿足放電效率約束：

上式中，W_dis(Δt)表示儲能單元Δt時段放電量，η_dis表示儲能裝置的放能效率；

求解該模型可以得到負荷聚合商中所有類型工業用戶j在Δt時段提供需求響應調峰的容量