[發明專利]一種區域綜合能源系統集群劃分及參與日前市場出清方法

有效

• 申請號: 202110053826.4
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112381473B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 李鵬;于力;張斌;姜臻;姚森敬;郭志誠;辛文成
• 申請（專利權）人: 南方電網數字電網研究院有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 廣州科峻專利代理事務所(普通合伙) 44445
• 代理人: 唐海斐

1.一種區域綜合能源系統集群劃分及參與日前市場出清方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：建立單一電熱耦合的區域綜合能源系統數學模型，所述區域綜合能源系統數學模型包括：電熱系統關鍵元件數學模型、能量樞紐模型、考慮電網和熱網的等式約束；并求解出單一區域綜合能源系統的耦合矩陣；

步驟2：考慮以可靠性、靈活性和基于改進電氣距離的模塊度指標為集群劃分判據，建立電熱耦合的區域綜合能源系統集群的數學模型，給出基于不同的設計場景的目標函數；并求解出區域綜合能源系統集群的耦合矩陣；

步驟3：輸入電力負荷及熱力負荷的申報價格，以社會福利最大化為目標函數，得出日前市場的出清數學模型，求解得出綜合能源系統集群的最優電熱負荷需求；

其中，所述步驟2中考慮以可靠性、靈活性和基于改進電氣距離的模塊度指標為集群劃分判據，建立電熱耦合的區域綜合能源系統集群的數學模型，包括以下步驟：

S20：可靠性指標;

可靠性：統一并網的全部發電機組按可接受標準及期望數量滿足電力系統負荷電力和電量需求的能力；下面為計算功率平衡率量化值的公式：

式中，表示在響i應時間長度為時，t時刻綜合考慮集群i內部實時發電設備出力、電熱負荷和與其他集群j間交換功率的功率平衡率量化值；為實時電熱負荷；為實時發電設備出力，為實時儲能設備出力；為集群i和與其他集群j間的實時交換功率，表示集群i接受其他集群j的功率補償，表示集群i向其他集群j的提供功率援助；T為日前市場規劃時間；

計算可靠性指標的公式如下：

式中，A₁為標幺化的可靠性指標；N表示全體綜合能源系統集群的集合； 為T周期內集群i的累計可靠性需求值； 為T周期內的所有集群最大累計可靠性需求值；

S21：靈活性指標；

計算向上和向下爬坡靈活性需求值的公式如下：

式中，表示在響應時間長度為時，t時刻集群i中的可調節發電設備、儲能設備和可調節電熱負荷的向上和向下爬坡靈活性需求值，；表示在響應時間長度為時，t時刻綜合考慮集群i中的靈活性資源供給的爬坡容量，；表示在響應時間長度為時，t時刻綜合考慮集群i中凈負荷需求的爬坡容量,；T₁為日前市場規劃時間內的高靈活性調節需求時段，T₂為日前市場規劃時間內的低靈活性調節需求時段；λ₁和λ₂靈活性調節系數，可根據不同的市場需求設定具體值，需保證λ₁ λ₂且λ₁ +λ₂=1；

計算靈活性指標的公式如下：

式中，A₂為標幺化的靈活性指標；N表示全體綜合能源系統集群的集合；為T周期內集群i的累計靈活性需求值；為T周期內的所有集群最大累計靈活性需求值；

S22：考慮改良電氣距離的模塊度指標；

計算改良電氣距離的公式如下：

式中，為節點e和節點f之間的改良電氣距離；為節點e和節點f之間的等效阻抗；為節點e和節點f之間的電壓有功靈敏度系數；為節點e和節點f之間的電壓無功靈敏度系數；

計考慮改良電氣距離的模塊度指標的計算公式如下：

式中，A₃為標幺化的考慮改良電氣距離的模塊度指標；n為進行集群劃分的總節點數；為所有與節點f相連的線路的改良電氣距離之和；為所有與節點e連的線路的改良電氣距離之和；為電熱網絡中所有線路的改良電氣距離之和；為集群判斷值，當節點e和節點f處于相同集群時，=1，否則=0；

S23：考慮以可靠性、靈活性和基于改進電氣距離的模塊度指標集群劃分判據的目標函數，其計算公式為：

max (k₁A₁+ k₂A₂+ k₃A₃)

式中，A₁、A₂、A₃分別為可靠性指標、靈活性指標和基于改進電氣距離的模塊度指標；k₁、k₂、k₃分別為各指標所占目標函數權值，基于不同的設計場景，可將其設置為不同的一組值；

S24：輸出基于不同的設計場景的目標函數。