[發明專利]一種考慮期望度電功率曲線的新型需求響應方法

在審

• 申請號: 202210333883.2
• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN114678876A
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 朱繼忠;李盛林;藍靜;董瀚江;朱浩昊
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02J3/14
• 分類號: H02J3/14
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 周春麗

本發明提出了一種考慮期望度電功率曲線的新型需求響應方法，屬于新型電力系統配電網需求響應技術領域。高比例不可控可再生能源并入電力系統容易引起源?荷失衡問題，需要激勵需求側用戶參與可再生能源消納。該方法針對現有基于分時電價的需求響應技術側重于能量成本，其無法有效降低用戶與配電網之間交互功率波動，同時用戶的電能調度靈活性也無法得到充分挖掘，提出一種考慮期望度電功率曲線(EKPC)的需求響應方法來定義功率成本，進而實現需求側用戶與配電網間的友好交互。通過電源側出力情況構建期望度電功率曲線的數學模型，并設計新型需求響應調度模型來確定電能調度方案，為配電網與用戶之間的友好交互提供技術參考。

技術領域

本發明屬于新型電力系統配電網需求響應技術領域，尤其涉及一種考慮期望度電功率曲線的新型需求響應方法。

背景技術

隨著低碳電力系統的發展，可再生能源發電逐步成為新型電力系統的重要能源生產之一，配電網需求響應技術已成為促進可再生能源消納的重要方法。此外，分布式能源的廣泛部署推動了微電網或者產消者的出現。隨著間歇性可再生能源在微電網或者產消者中的滲透率不斷提高，可再生能源在能源供應側的份額將逐漸增加。從化石燃料到可再生能源的這種轉變不僅降低了電源的可控性，而且還引入了額外的不確定性。這給經濟調度和可靠運行帶來了困難和挑戰。此外，配電網絡中的傳統運營方式難以適應不斷增長的分布式電源和并網的微電網和產消者。他們的并網對配電網而言可能存在嚴重的源-荷失衡問題，例如功率波動和峰谷差等。因此，考慮不確定性和電網友好交互運行的能源管理系統研究對于含可再生能源的微電網和產消者的經濟可靠運行具有重要價值。

國內外學者對此做了大量的研究，如儲能單元的適當配置可以促進電網側和需求側的可靠和高效運行。供暖、通風、空調單元和智能家用電器具有可調節的運行時間和功耗，通過優化調度也可以作為靈活性資源進行管理。此外，有學者提出幾種時變電價模型(例如分時電價和實時電價等)以減少能量的供需失衡。這些研究表明，靈活的能源資源參與基于時變電價模型的需求響應計劃可以在一定程度上提高配電網的穩定性和經濟性。現有的基于時變電價模型的需求響應方案可以在一定程度上引導用戶調整他們在不同時段之間的電能消費習慣。然而，這些研究還存在一些挑戰：一方面是沒有充分考慮用戶負荷不確定性和可再生能源出力的不確定性；另一方是僅考慮不同時段的能量成本而忽略整體功率曲線的波動特性。這些挑戰容易引起用戶與配電網之間的能量友好交互問題。

如何通過合理設置需求響應方法實現含分布式能源的微電網或者產消者用戶與配電網之間友好交互對推動新型電力系統的發展具有十分重要的現實意義。

王堯等在《分時電價機制下計及用戶需求響應的微網優化調度模型[J].智慧電力,2020,48(10):9-15.》中，利用分時電價特點解決微網優化調度問題,構建分時電價機制下微網系統優化調度模型，優化分布式電源出力、儲能系統充放電策略以及微網與主網的能量交互,促進主網的削峰填谷,實現電力資源高效配置。然而，該技術文獻考慮的分時電價機制是從能量的角度出發的，僅考慮不同時段的能量成本而忽略整體功率曲線的波動特性，優化結果并不能達到最優。

發明內容

本發明提出了一種考慮期望度電功率曲線的新型需求響應方法，屬于新型電力系統配電網需求響應技術領域。高比例不可控可再生能源并入電力系統容易引起源-荷失衡問題，需要激勵需求側用戶參與可再生能源消納。該方法針對現有基于分時電價的需求響應技術側重于能量成本，其無法有效降低用戶與配電網之間交互功率波動，同時用戶的電能調度靈活性也無法得到充分挖掘，提出一種考慮期望度電功率曲線(EKPC)的需求響應方法來定義功率成本，進而實現需求側用戶與配電網間的友好交互。通過電源側出力情況構建期望度電功率曲線的數學模型，并設計新型需求響應調度模型來確定電能調度方案，為配電網與用戶之間的友好交互提供技術參考。

為了實現本發明目的，本發明提供的一種考慮期望度電功率曲線的新型需求響應方法，具體步驟如下：

將一天的優化調度時長劃分為T個時段，每個時段持續時間為Δt，分析電力系統配電網的各個時間段t的電能供應情況