您当前的位置:北极星输配电网  > 微电网 > 正文

发明专利|含多主体的多能互补微电网能量管理方法

北极星输配电网  来源:北极星输配电网整理    2017/11/8 11:50:51  我要投稿  
所属频道: 微电网  关键词:微电网 多能互补 发明专利

北极星输配电网讯:摘要:本发明属于电力系统微电网技术领域,尤其涉及一种含多主体的多能互补微电网能量管理方法。为协调能源互联网中各决策主体,平衡和优化有关各方利益,本发明提供一种含多主体的多能互补微电网能量管理方法。该方法利用热电联产系统以及储热装置,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,构建了微电网中由各成员构成的合作博弈,并采用Shapley值法根据各个成员的贡献度对收益进行分配。本发明以最大化联盟收益为目标,在实现收益最大化的同时保证了分配的公平性,有效地提高联盟内各个成员的收益,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。

申请人:华北电力大学

发明人:刘念 王杰

1 .一种含多主体的多能互补微电网能量管理方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1:建立包含热电联产系统、储热系统和同时具备电需求响应及热需求响应的光伏用户的微电网结构;

步骤2:确定运营商和用户的电能交易模式;

步骤3:分别对热电联产系统、储热系统、电力负荷、供热负荷及热的不舒适度进行建模;

步骤4:确定系统目标函数、决策变量以及约束条件;

步骤5:建立微电网中由各成员构成的合作博弈及其效用函数;

步骤6:获取当前调度周期的光伏出力、电价、电力负荷及温度数据;

步骤7:对当前调度周期的优化问题进行集中求解,得到当前调度周期的各决策变量;

步骤8:更新时间到下一调度周期,返回步骤6,直到整个优化时间区间结束;

步骤9:根据Shapley值法对联盟中各成员进行收益分配。

2.根据权利要求1所述的一种含多主体的多能互补微电网能量管理方法,其特征在于,所述热电联产系统运行于以热定电模式或以电定热模式。

3.根据权利要求1所述的一种含多主体的多能互补微电网能量管理方法,其特征在于,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;所述合作模式即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;所述独立模式即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。

4.根据权利要求1所述的一种含多主体的多能互补微电网能量管理方法,其特征在于,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。

5.根据权利要求3所述的一种含多主体的多能互补微电网能量管理方法,其特征在于,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。

6.根据权利要求1所述的一种含多主体的多能互补微电网能量管理方法,其特征在于,

所述合作博弈定义为 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。

7.根据权利要求1或6所述的一种含多主体的多能互补微电网能量管理方法,其特征在于,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。

8.根据权利要求1所述的一种含多主体的多能互补微电网能量管理方法,其特征在于,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。

技术领域

[0001] 本发明属于电力系统微电网技术领域,尤其涉及一种含多主体的多能互补微电网能量管理方法。

背景技术

[0002] 随着化石能源的广泛使用,使得环境危机日益恶化及能源消耗逐年增加,能源互联网的问题受到广泛关注。因此通过建设能源互联网,使得能源系统能够实现多能源的开放互联和能量自由传输,允许各种参与者和大量用户的开放进入,实现能源资源的优化配置,具有重大意义。然而在能源互联网中参与决策的主体规模相比传统电网将急剧增加,同时,各决策主体之间存在相互博弈特性,由于各决策主体均有自身不同的独立特性,且分属不同的利益主体,如何协调能源互联网中各决策主体,从而平衡和优化有关各方利益是一项极具挑战性的课题。热电联产系统是一种建立在能量梯级利用概念基础上,将供暖、供热及发电过程一体化的总能系统。其最大的特点就是对不同品质的能量进行梯级利用,不仅可以提高能源的利用效率,还能减少碳化物和有害气体的排放,具有良好的经济效益和社会效益,是构建新一代能源系统的关键技术。然而在现有技术中,热电联产系统仅可运行于以热定电或者以电定热的单一模式,且仅考虑用户电的需求响应,忽略了用户的热需求响应。

发明内容

针对上述问题,本发明以降低微电网运营成本为目标,提出一种含多主体的多能互补微电网能量管理方法,包括以下步骤:

步骤1:建立包含热电联产系统、储热系统和同时具备电需求响应能力及热需求响应能力的光伏用户的微电网结构;

步骤2:确定运营商和用户的电能交易模式;

步骤3:分别对热电联产系统、储热系统、电力负荷、供热负荷及热的不舒适度进行建模;

步骤4:确定系统目标函数、决策变量以及约束条件;

步骤5:建立微电网中由各成员构成的合作博弈及其效用函数;

步骤6:获取当前调度周期的光伏出力、电价、电力负荷及温度数据;

步骤7:对当前调度周期的优化问题进行集中求解,得到当前调度周期的各决策变量;

步骤8:更新时间到下一调度周期,返回步骤6,直到整个优化时间区间结束;

步骤9:根据Shapley值法对联盟中各成员进行收益分配。

所述热电联产系统运行于以热定电模式或以电定热模式。

分享到:
投稿联系:陈小姐  010-52898473  13693626116  新闻投稿咨询QQ: 1831213786
邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#换成@)
北极星输配电网声明:此资讯系转载自北极星电力网合作媒体或互联网其它网站,北极星输配电网登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其描述。文章内容仅供参考。
热点关注
国网配电物联网系列创新成果

国网配电物联网系列创新成果

以“诠释配电物联网架构体系,推动能源互联高质量发展”为主题的2019年(第三届)中国配电技术高峰论坛于2019年6月26-27日在北京国际会议中心隆重召开。本次高峰论坛由中国电力科学研究院有限公司、中国电力企业联合会科技开发服务中心联合主办,国网上海能源互联网研究院有限公司、电力

>>更多

新闻排行榜

今日

本周

本月

最新新闻

关闭

重播

关闭

重播