[發明專利]考慮多類型負荷需求響應的電力系統精細化運行模擬方法

在審

• 申請號: 202011335280.3
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112396239A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 王鵬;張寧;杜爾順;葛鵬江;張靜怡;楊文華;郭寧;王智冬;張艷;康重慶
• 申請（專利權）人: 清華大學;國網寧夏電力有限公司經濟技術研究院;國網經濟技術研究院有限公司;清華四川能源互聯網研究院
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

1.一種考慮多類型負荷需求響應的電力系統精細化運行模擬方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

1)獲取電力系統運行模擬時間范圍內基于激勵的需求響應信息、基于價格的需求響應信息以及可參與電力系統需求響應要素的信息；具體步驟如下：

1-1)獲取電力系統中基于激勵的需求響應信息；

其中，電力系統中基于激勵的需求響應共M類；所述電力系統中基于激勵的需求響應信息包括：每類基于激勵的需求響應的獎勵價格每類基于激勵的需求響應的運行時間段以及t時刻可參與基于激勵的需求響應的電量最大值

1-2)獲取電力系統中基于價格的需求響應信息；

其中，電力系統中基于價格的需求響應共N類；所述電力系統中基于價格的需求響應信息包括：t時刻電力系統電價信號p_t、每類基于價格的需求響應的運行時間段以及t時刻可參與基于價格的需求響應電量最大值

1-3)讀取電力系統中所有可參與需求響應的要素i，共I個；將所有要素分為可中斷負荷IL及可轉移負荷TL兩類；讀取每個要素i在運行模擬時間范圍內分別作為可中斷負荷和可轉移負荷的運行時段，分別表示為和讀取t時刻每個可中斷負荷參與需求響應的最大值表示為讀取t時刻每個可轉移負荷參與需求響應的最大值表示為

1-4)讀取電力系統在運行模擬時間范圍內各時刻負荷信息表示為D_t；

2)構建不同種類負荷參與多類需求響應的模型，包括：可中斷負荷參與多類需求響應模型和可轉移負荷參與多類需求響應模型；具體步驟如下：

2-1)構建可中斷負荷參與多類需求響應模型，該模型由目標函數和約束條件構成；具體步驟如下：

2-1-1)構建可中斷負荷參與多類需求響應模型的目標函數，表達式如下：

其中，表示t時刻參與基于激勵的需求響應變量；表示t時刻參與基于價格的需求響應變量；集合M＝{1,2,K,M}基于激勵的需求響應類別集合，集合N＝{1,2,K,N}表示和基于價格的需求響應類別集合，集合I＝{1,2,K,I}表示電力系統中所有可以參與需求響應的要素集合；

2-1-2)確定可中斷負荷參與多類需求響應模型的約束條件，具體如下：

2-2)構建可轉移負荷參與多類需求響應模型，該模型由目標函數和約束條件構成；具體步驟如下：

2-2-1)構建可轉移負荷參與多類需求響應模型的目標函數，表達式如下：

2-2-2)確定可轉移負荷參與多類需求響應模型的約束條件，具體如下：

3)將步驟2)建立的不同種類負荷參與多類需求響應的模型進行等效化處理，并嵌入到電力系統優化運行模型當中求解，得到電力系統中多類型需求響應參與下的實際負荷需求；具體步驟如下：

3-1)將可中斷負荷參與需求響應模型等效為具有不同運行周期、僅具有最大出力約束的常規火電發電機組優化模型，表達式如下：

其中，j∈J,J＝{1,2,L,J}代表等效的常規火電機組集合，等效常規火電機組個數J等于參與兩種負荷需求響應的可中斷負荷總數；

代表等效常規火電機組j在t時刻的運行成本，的取值由式(1)中的p_t決定；在可中斷負荷參與基于激勵的需求響應時，在可中斷負荷參與基于價格的需求響應時，

代表等效常規火電機組j在t時刻的運行出力，并保證任意t時刻滿足對應的最大出力約束的取值由式(2)-(3)等效得到；在可中斷負荷參與基于激勵的需求響應時，在可中斷負荷參與基于價格的需求響應時，

代表等效常規火電機組j的運行時段；在可中斷負荷參與基于激勵的需求響應時，在可中斷負荷參與基于價格的需求響應時，

3-2)將可轉移負荷參與需求響應的模型等效為具有不同運行周期儲能優化模型，表達式如下：

其中，k∈K,K＝{1,2,L,K}代表等效的儲能裝置集合，等效儲能裝置個數K等于參與兩種負荷需求響應的可轉移負荷總數；

代表等效儲能裝置k在t時刻的運行成本，的取值由式(7)中的p_t決定；在可轉移負荷參與基于激勵的需求響應時，在可轉移負荷參與基于價格的需求響應時，

代表等效儲能裝置k在t時刻的充能或放能能量，并保證任意t時刻滿足對應的最大充能或放能限制的取值由式(8)-(9)等效得到；在可轉移負荷參與基于激勵的需求響應時，在可轉移負荷參與基于價格的需求響應時，

代表等效儲能裝置k的運行時段；在可轉移負荷參與基于激勵的需求響應時，在可轉移負荷參與基于價格的需求響應時，

3-3)將式(15)和(16)的優化模型嵌入到選定的電力系統優化模型當中，對該電力系統優化模型求解，得到的最優解記為得到的最優解記為進而得到可中斷負荷在任意t時刻參與各類型需求響應的總量和可轉移負荷在任意t時刻參與各類型需求響應的總量最后，根據式(17)得到t時刻電力系統中多類型需求響應參與下的實際負荷需求