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发明专利|含多主体的多能互补微电网能量管理方法

2017-11-08 11:50来源:北极星输配电网整理关键词:微电网多能互补发明专利收藏点赞

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所述运营商和用户的电能交易模式包括合作模式和独立模式;所述合作模式为,运营商和光伏用户形成联盟,光伏用户可选择与运营商或大电网进行交易,热电联产系统产生的电能可供给用户或大电网;所述独立模式为,光伏用户只能与大电网进行交易,热电联产系统产生的电能只能供给电网。

所述对热的不舒适度进行建模,可等效为对不舒适成本进行建模,即等效不舒适成本,其数学模型为:

式中:incn为用户n的等效不舒适度成本; 为用户n调节室内温度Tn时的等效热负荷; 为用户n调节室内温度为舒适温度Tset时的等效热负荷;αn为用户n的灵敏系数。

所述系统目标函数为合作模式下的最小化系统运行成本,包括热电联产系统发电成本、与电网的交易成本以及用户不舒适度等效成本,其数学模型为:

 其中,

式中:Ccoa为系统运行成本;Pb为大电网的购电电价;Ps为大电网的售电电价;xn为用户n的用电量;N为用户个数;PPV,n为用户n的光伏输出功率;Cchp(Pchp,Hchp)为热电联产系

统的发电成本,Pchp为热电联产系统的电输出功率;Hchp为热电联产系统的热输出功率;为室内温度Tn的等效热负荷; 为室内舒适温度Tset的等效热负荷;

所述合作博弈的表达式为 为所有参与的用户和运营商的集合,v为效用函数;其效用函数v(M)表示为:

式中, 代表集合 中的用户和运营商构成的任意联盟, 为独立模式下联盟所有成员的总成本; 为合作模式下联盟所有成员的总成本; 表示联盟的收益。

所述合作博弈为核非空且核中包含夏普利值的凸博弈,具备超可加性。

所述对当前调度周期的优化问题进行集中求解,在优化过程中,用户及运营商综合光伏出力、电价、发电成本及不舒适成本,优化决策各用户实际的用电量、耗热量、与电网交易量、热电联产系统发电量、热电联产系统产热量以及储热装置的充放热功率变量,在满足各用户电能及热能需求的基础上使总运行成本最低。

本发明的有益效果在于:

本发明利用具有高效能量梯级利用的热电联产系统以及储热装置,并结合用户侧的电需求响应及热需求响应与可再生能源发电,综合考虑用户舒适度、优化成本等因素,提

出了一种含多主体的多能互补微电网能量管理方法,该方法构建了微电网中由各成员构成的合作博弈,该合作博弈具备超可加性、核的非空性及夏普利值必定在核中的特性,分别验证了大联盟的最优性、稳定性及收益分配的合理性。此外,本发明以最大化联盟收益为目标,采用Shapley值法根据各个成员的贡献度对收益进行分配,在实现收益最大化的同时保证了分配的公平性,本方法可有效提高联盟内各个成员的收益,并提高光伏资源的消纳率,计算复杂度低,有利于实现微电网的低成本运营,为多能互补微电网的经济运行提供了一种成本更低、公平性更高的优化方法。

附图说明

附图1为微电网系统能量管理方法流程图;

附图2为微电网系统结构图;

附图3为微燃机和储热装置的热能调度结果;

原标题:含多主体的多能互补微电网能量管理方法
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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