[發明專利]基于DR模型的風電消納方法

在審

• 申請號: 202011061142.0
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112241834A
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 劉懷東;馮志強
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉國威

1.一種基于DR模型的風電消納方法，其特征是，步驟如下：

一、采用虛擬發電廠框架

虛擬發電廠VPP內部采用雙邊合同市場，WG以固定的合同電價λ^B將電能出售給VPP這個代理，用戶以同樣的價格λ^B從VPP購電；

對外，VPP作為價格接受者參與日前市場和實時市場，當內部WG除了滿足用戶需求外還有多余電能時，VPP可以將多余電能以電價賣給電力市場；反之，如果WG出力不足，VPP則要購電。賣電獲得的利潤或買電形成的費用最終都要附加到用戶的個人賬單中；

二、需求側響應建模

需求側響應模型包括三部分：

1)負荷曲線的選取模型

DR機制要求每個用戶i提交N條負荷曲線L_i,n,t，并且依照自身的偏好排序，其中這些曲線對于他們每日的用電需求都是可接受的，然后，VPP以全體用戶總費用和總“不可用度”最低為目標函數，為每一個用戶挑選一條負荷曲線，最后，通知每個用戶被選中的負荷曲線該建模如下所示：

s.t.

x_i,n∈{0,1} (8)

式(1)中Y代表全體用戶的總不可用度，L_total,t代表每小時的負荷總量，為日前市場電價，因此目標函數的意義就是全體用戶總不可用度和總電費支出最小；

式(2)中為被選中負荷曲線，I代表用戶總數。式(3)中n代表用戶提供的負荷曲線編號，x_i,n是二值變量，只能取0或者1，因此，公式(3)和(4)就保證了對于任意一個用戶只能有一條負荷曲線被選中；

公式(6)中Y_i為每個用戶的不可用度，它是被選負荷曲線、曲線排名r_i,n以及合同電價λ^B的函數；

不可用度同時還與系數k_i有關，該系數定義了用戶的“偏好斜率”，表征用戶偏好下降時，不可用度的提高；當最高排名的曲線被選中時，不可用度為零，r_i,n＝0，當其它較低排名的負荷曲線被選中時，不可用度的大小就是用戶電費的k_ir_i,n倍，k_i的取值取決于用戶的自身特點和他們實際的不可用程度；

2)用戶日前賬單形成模型

在VPP市場結構中，所有的收益都要分解到內部的用戶賬單中，分配的依據是基于每個用戶：1)選中負荷的不可用度值；2)提供負荷曲線集合的多樣性；

P_bid,t＝P_g,t-L_total,t (9)

α+β＝1 (14)

式(9)為每小時VPP向電力市場提供的投標量P_bid,t，式(10)為VPP每日的收益P^VPP；

式(11)和式(12)為每個用戶i的負荷多樣性d_i采用上傳曲線集合L_i,n,t標準差σ_i,t的平均值來定義，式(13)和式(14)為DR分配因子來定量的反映用戶的DR貢獻,式(13)中Y^max和d^max分別為VPP內所有用戶最大不可用度值和負荷曲線的最大分散度值，α和β為小于1的正系數，式(15)為用戶i附加的收益/費用P_i，式(16)為每個用戶的日前賬單B_i；

3)用戶最終賬單形成模型

對用戶的用電偏差進行適當的經濟懲罰然后對用戶進行收益的重新分攤：

B^VPP＝C^CON-C^VPP (22)

用戶每小時的負荷使用偏移量ΔL_i,t由實際使用負荷與被選中負荷曲線的差值決定，式(18)為系統總負荷偏差VPP在實時市場解決偏差的總花費C^VPP如式(19)所示，其中代表實時電價，代表用戶i因為用電偏差而繳納的罰金。ω為大于1的系數，表明對偏移量按照高于實時電價的價格進行懲罰。