促進新能源消納的峰谷平時段優化方法技術

本發明專利技術公開了一種促進新能源消納的峰谷平時段優化方法，包括獲取新能源發電并網后的日負荷數據得到并網后日負荷曲線；確定初步負荷峰谷平時段；建立需求響應模型；建立促進新能源消納模型；以新能源消納最大化及用戶滿意度最高為目標函數，在約束條件下求解目標函數得到最優的峰谷平時段劃分結果。本發明專利技術在傳統峰谷平時段劃分方法的基礎上考慮了新能源消納問題，使得峰谷平時段劃分更加合理，同時考慮了新能源消納和用戶滿意度；因此本發明專利技術方法考慮了新能源消納，使得峰谷平時段劃分合理，而且方法科學可靠。

【技術實現步驟摘要】
促進新能源消納的峰谷平時段優化方法
本專利技術屬于電氣自動化領域，具體涉及一種促進新能源消納的峰谷平時段優化方法。
技術介紹
隨著經濟技術的發展和人們生活水平的提高，電能已經成為了人們生產和生活中必不可少的二次能源，給人們的生產和生活帶來了無盡的便利。因此，保證電力系統的穩定可靠運行，就成為了電力系統最重要的任務之一。而隨著環境問題的日益突出，新能源發電以其綠色和無污染的特性，得到了廣泛的研究和關注。越來越多的新能源發電系統也已經并網運行，給電網帶來了不錯的環境效益。但與此同時，新能源快速發展也給能源電力安全穩定運行帶來了較大挑戰。新能源出力的反調峰特性進一步加劇了電網調峰壓力，部分時段清潔能源消納非常困難，棄風、棄光的現象較為嚴重。此外，電動汽車、儲能電池、自發電樓宇、智能家居等新型分布式用電負荷快速增長，導致現有的調度運行策略與峰谷平時段劃分方法已經無法滿足區域內清潔能源大規模消納需求與多類型用戶用電需求。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種考慮了新能源消納，峰谷平時段劃分合理而且科學可靠的促進新能源消納的峰谷平時段優化方法。本專利技術提供的這種促進新能源消納的峰谷平時段優化方法，包括如下步驟：S1.獲取新能源發電并網后的日負荷數據，從而得到并網后日負荷曲線；S2.根據步驟S1獲取的并網后日負荷曲線，基于考慮新能源消納的模糊隸屬度函數，確定初步負荷峰谷平時段；S3.根據步驟S2確定的初步負荷峰谷平時段，建立需求響應模型；S4.根據步驟S3得到的需求響應模型，建立促進新能源消納模型；S5.以新能源消納最大化及用戶滿意度最高為目標函數，在建立的約束條件下，求解目標函數得到最優的峰谷平時段劃分結果。步驟S2所述的基于考慮新能源消納的模糊隸屬度函數，確定初步負荷峰谷平時段，具體為采用如下步驟確定初步負荷峰谷平時段：A.根據獲取的并網后日負荷曲線，采用如下考慮新能源消納的模糊隸屬度函數算式，得到峰谷隸屬度值：式中uft為峰隸屬度；μ1為權重值；L(t)為t時刻的用戶負荷；min(L)為負荷最小值；max(L)為負荷最大值；Lc(t)為t時刻的新能源出力；max(Lc)為新能源出力最大值；min(Lc)為新能源出力最小值；ugt為谷隸屬度；μ2為權重值；B.根據步驟A得到的峰谷隸屬度值，采用如下算式，確定初步負荷峰谷平時段：式中t為時間；Tf為峰時段；Tg為谷時段；Tp為平時段；m1為峰隸屬度閾值；m2為谷隸屬度閾值。步驟S3所述的根據步驟S2確定的初步負荷峰谷平時段，建立需求響應模型，具體為采用如下步驟建立模型：a.根據電力供給與電力需求關系，建立彈性曲線；b.根據步驟a建立的彈性曲線，定義峰谷平分時后的彈性矩陣為：式中e(i,i)為自彈性系數，表示時段i電量變化率與時段i電價變化率的比值；e(i,j)為互彈性系數，表示時段i電量變化率與時段j電價變化率的比值；Li為i時刻用電量；ΔLi為i時刻用電量的變化量；Pi為i時刻電價；ΔPi為i時刻電價的變化量；Pj為j時刻電價；ΔPj為j時刻電價的變化量；i的取值范圍為f、g或p，j的取值范圍為f、g或p，且f表示峰時段，g表示谷時段，p表示平時段；c.采用如下算式，計算得到實施峰谷平分時后的用電量：式中Li.0為峰谷平分時前i時刻的用電量；Li.TOU為峰谷平分時后i時刻的用電量；i為正整數且取值為1～24。步驟S4所述的建立促進新能源消納模型，具體為采用如下步驟建立模型：1)當用電量增加時，保持傳統機組出力不變，優先增加新能源出力，直至新能源出力達到上限時，再增加傳統機組出力；采用如下算式進行表示：當ΔL(t)＝Lt,TOU-Lt,0＞0且Lx0(t)+ΔL(t)≤Lc(t)時：當ΔL(t)＝Lt,TOU-Lt,0＞0且Lx0(t)+ΔL(t)＞Lc(t)時：式中Lt,0為峰谷平分時前t時刻的用電量；Lt,TOU為峰谷平分時后t時刻的用電量；Lx0(t)為峰谷平分時前的新能源出力值；Lx(t)為峰谷平分時后的新能源出力值；Lq(t)為調節后的t時刻傳統機組出力值；Lq0(t)為調節前的t時刻傳統機組出力值；2)當用電量減少時，保持新能源出力不變，優先減少傳統機組出力，直至傳統機組出力值達到下限時，再減少新能源出力；采用如下算式進行表示：當ΔL(t)＝Lt,TOU-Lt,0≤0且Lq0(t)+ΔL(t)≥Lq-min時：當ΔL(t)＝Lt,TOU-Lt,0≤0且Lq0(t)+ΔL(t)＜Lq-min時：式中Lq-min為傳統機組出力最小值。步驟S5所述的以新能源消納最大化及用戶滿意度最高為目標函數，在建立的約束條件下，求解目標函數得到最優的峰谷平時段劃分結果，具體為采用如下步驟得到最優的峰谷平時段劃分結果：(1)采用如下算式，作為以新能源消納最大化及用戶滿意度最大化的目標函數：式中ω1和ω2為權重值；Lx(t)為峰谷平分時后的新能源出力值；Lx0(t)為峰谷平分時前的新能源出力值；Lc(t)為t時刻新能源出力值；Q為峰谷平分時前用戶總用電費用；Q0為峰谷平分時后用戶總用電費用；(2)采用如下規則，作為時段約束及用戶滿意度約束條件：R1.峰平谷每個時段長度不小于X個小時；X為正整數；R2.峰谷平分時前和峰谷平分時前后，用戶滿意度變化范圍為0～1％；(3)采用粒子群尋優算法，在建立的約束條件下，求解目標函數得到最優的峰谷平時段劃分結果。所述的粒子群尋優算法，具體為采用如下步驟進行求解：Ⅰ.設置隸屬度閾值m1和m2，以及權值μ1和μ2；Ⅱ.確定尋優空間Sn；設向量xi＝[m1,m2,μ1,μ2]為尋優粒子，賦予尋優粒子滿足設定范圍的隨機數值，以基于新能源消納最大化及用戶滿意度最大化的目標函數作為粒子群尋優的適應度函數，尋優粒子滿足約束條件，計算初始適應度值，并將其作為最優峰谷平分時結果；Ⅲ.采用如下算式，更新粒子位置及速度：Vt+1＝ωVt+C1*rand*(Pb-Xt)+C2*rand*(GB-Xt)Xt+1＝Xt+Vt其中Vt為第t次迭代后的粒子速度；ω為慣性權值；C1為自學習因子；rand為[0,1]內的隨機數；Pb為粒子群個體最優位置；Xt為第t次迭代后的粒子位置；C2為社會學習因子；GB為粒子群全局最優位置；Ⅳ.計算各迭代時刻的適應度值，并與最優峰谷平分時結果進行比較：若得到的適應度值大于最優峰谷平分時結果，則將得到的適應度值作為新的最優峰谷平分時結果。本專利技術提供的這種促進新能源消納的峰谷平時段優化方法，在傳統峰谷平時段劃分方法的基礎上考慮了新能源消納問題，使得峰谷平時段劃分更加合理，同時考慮了新能源消納和用戶滿意度；因此本專利技術方法考慮了新能源消納本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種促進新能源消納的峰谷平時段優化方法，包括如下步驟：/nS1.獲取新能源發電并網后的日負荷數據，從而得到并網后日負荷曲線；/nS2.根據步驟S1獲取的并網后日負荷曲線，基于考慮新能源消納的模糊隸屬度函數，確定初步負荷峰谷平時段；/nS3.根據步驟S2確定的初步負荷峰谷平時段，建立需求響應模型；/nS4.根據步驟S3得到的需求響應模型，建立促進新能源消納模型；/nS5.以新能源消納最大化及用戶滿意度最高為目標函數，在建立的約束條件下，求解目標函數得到最優的峰谷平時段劃分結果。/n

【技術特征摘要】
1.一種促進新能源消納的峰谷平時段優化方法，包括如下步驟：
S1.獲取新能源發電并網后的日負荷數據，從而得到并網后日負荷曲線；
S2.根據步驟S1獲取的并網后日負荷曲線，基于考慮新能源消納的模糊隸屬度函數，確定初步負荷峰谷平時段；
S3.根據步驟S2確定的初步負荷峰谷平時段，建立需求響應模型；
S4.根據步驟S3得到的需求響應模型，建立促進新能源消納模型；
S5.以新能源消納最大化及用戶滿意度最高為目標函數，在建立的約束條件下，求解目標函數得到最優的峰谷平時段劃分結果。


2.根據權利要求1所述的促進新能源消納的峰谷平時段優化方法，其特征在于步驟S2所述的基于考慮新能源消納的模糊隸屬度函數，確定初步負荷峰谷平時段，具體為采用如下步驟確定初步負荷峰谷平時段：
A.根據獲取的并網后日負荷曲線，采用如下考慮新能源消納的模糊隸屬度函數算式，得到峰谷隸屬度值：



式中uft為峰隸屬度；μ1為權重值；L(t)為t時刻的用戶負荷；min(L)為負荷最小值；max(L)為負荷最大值；Lc(t)為t時刻的新能源出力；max(Lc)為新能源出力最大值；min(Lc)為新能源出力最小值；ugt為谷隸屬度；μ2為權重值；
B.根據步驟A得到的峰谷隸屬度值，采用如下算式，確定初步負荷峰谷平時段：



式中t為時間；Tf為峰時段；Tg為谷時段；Tp為平時段；m1為峰隸屬度閾值；m2為谷隸屬度閾值。


3.根據權利要求2所述的促進新能源消納的峰谷平時段優化方法，其特征在于步驟S3所述的根據步驟S2確定的初步負荷峰谷平時段，建立需求響應模型，具體為采用如下步驟建立模型：
a.根據電力供給與電力需求關系，建立彈性曲線；
b.根據步驟a建立的彈性曲線，定義峰谷平分時后的彈性矩陣為：









式中e(i,i)為自彈性系數，表示時段i電量變化率與時段i電價變化率的比值；e(i,j)為互彈性系數，表示時段i電量變化率與時段j電價變化率的比值；Li為i時刻用電量；ΔLi為i時刻用電量的變化量；Pi為i時刻電價；ΔPi為i時刻電價的變化量；Pj為j時刻電價；ΔPj為j時刻電價的變化量；i的取值范圍為f、g或p，j的取值范圍為f、g或p，且f表示峰時段，g表示谷時段，p表示平時段；
c.采用如下算式，計算得到實施峰谷平分時后的用電量：



式中Li.0為峰谷平分時前i時刻的用電量；Li.TOU為峰谷平分時后i時刻的用電量；i為正整數且取值為1～24。


4.根據權利要求3所述的促進新能源消納的峰谷平時段優化方法，其特征在于步驟S4所述的建立促進新能源消納模型，具體為采用如下步驟建立模型：
1)當用電量增加時，保持傳統機組出力不變，優先增加新能源出力，直至新能源出力達到上限時，再增加傳統機組出力；采用如下算式進行表示：
當ΔL(t)＝Lt,TOU-Lt,0＞0且Lx0(t)+ΔL(t)≤Lc(t)時：<...

【專利技術屬性】
技術研發人員：譚玉東，文明，謝欣濤，王燦林，蔣童，
申請(專利權)人：國網湖南省電力有限公司，國網湖南省電力有限公司經濟技術研究院，國家電網有限公司，
類型：發明
國別省市：湖南;43