【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及電能管理，具體地說(shuō)，涉及一種源荷協(xié)同優(yōu)化出清的高耗能負(fù)荷側(cè)資源聚合定價(jià)計(jì)算方法。
技術(shù)介紹
1、隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的重視，可再生能源的開發(fā)與利用日益成為能源領(lǐng)域的焦點(diǎn)。然而，可再生能源(如風(fēng)能、太陽(yáng)能等)具有間歇性、波動(dòng)性和不確定性等特點(diǎn)，這給其有效利用帶來(lái)了諸多挑戰(zhàn)。在當(dāng)前能源格局下，可再生能源在電力供應(yīng)中的占比不斷增加。例如，風(fēng)力發(fā)電依賴于自然風(fēng)力條件，風(fēng)力的強(qiáng)弱變化無(wú)常，導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電廠的發(fā)電量不穩(wěn)定；太陽(yáng)能發(fā)電則受制于日照時(shí)長(zhǎng)和強(qiáng)度，陰天、雨天以及晝夜交替都會(huì)使發(fā)電量產(chǎn)生大幅波動(dòng)。這種不穩(wěn)定的能源供應(yīng)給電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了難題，如何平滑可再生能源的輸出、提高其可預(yù)測(cè)性，成為亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。與此同時(shí)，工業(yè)負(fù)荷作為電力需求的重要組成部分，具有較大的可調(diào)潛力。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，部分設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間和功率并非固定不變，存在一定的靈活性。例如，一些非連續(xù)性生產(chǎn)的工業(yè)流程，其設(shè)備啟動(dòng)和停止時(shí)間可以在一定范圍內(nèi)調(diào)整；部分設(shè)備的運(yùn)行功率也能夠根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行優(yōu)化。然而，目前工業(yè)負(fù)荷的這種靈活性尚未得到充分挖掘和有效利用。
2、動(dòng)態(tài)電價(jià)機(jī)制作為一種有效的需求側(cè)管理手段，在協(xié)調(diào)不同分布式資源運(yùn)行方面具有廣闊的應(yīng)用前景。已有研究在多個(gè)領(lǐng)域?qū)?dòng)態(tài)電價(jià)進(jìn)行了探索。在電動(dòng)汽車領(lǐng)域，提出了動(dòng)態(tài)定價(jià)模型，通過(guò)價(jià)格信號(hào)引導(dǎo)插電式電動(dòng)汽車用戶改變充電時(shí)間，將充電負(fù)荷從高峰時(shí)段轉(zhuǎn)移到低谷時(shí)段，從而緩解電網(wǎng)在高峰時(shí)段的供電壓力，提高電網(wǎng)的整體運(yùn)行效率。在快速充電站方面，相應(yīng)的動(dòng)態(tài)定價(jià)方法有助于協(xié)調(diào)眾多電動(dòng)汽車的充電需求，
3、盡管如此，在可再生能源與工業(yè)負(fù)荷協(xié)同運(yùn)行以及綠色電力市場(chǎng)的動(dòng)態(tài)電價(jià)問(wèn)題上，仍存在諸多需要深入研究的方面。一方面，如何建立更加精準(zhǔn)有效的協(xié)同運(yùn)營(yíng)模型，充分考慮可再生能源的不確定性和工業(yè)負(fù)荷的靈活性，實(shí)現(xiàn)兩者之間的高效協(xié)調(diào)，是當(dāng)前面臨的重要挑戰(zhàn)。另一方面，綠色電力市場(chǎng)的動(dòng)態(tài)電價(jià)制定需要綜合考慮多種因素，如可再生能源的發(fā)電成本、工業(yè)負(fù)荷的調(diào)整成本、社會(huì)福利最大化以及市場(chǎng)供需平衡等，如何構(gòu)建合理的定價(jià)模型，確保價(jià)格信號(hào)既能引導(dǎo)工業(yè)負(fù)荷合理調(diào)整用電行為，又能保障可再生能源的充分消納和市場(chǎng)參與者的利益，是一個(gè)復(fù)雜且尚未完全解決的問(wèn)題。本專利技術(shù)正是基于這樣的背景，致力于提出一種有效的源荷協(xié)同優(yōu)化出清的高耗能負(fù)荷側(cè)資源聚合定價(jià)計(jì)算方法，以填補(bǔ)這一領(lǐng)域的研究空白，推動(dòng)可再生能源在工業(yè)領(lǐng)域的高效利用和可持續(xù)發(fā)展。鑒于此，我們提出了一種源荷協(xié)同優(yōu)化出清的高耗能負(fù)荷側(cè)資源聚合定價(jià)計(jì)算方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種源荷協(xié)同優(yōu)化出清的高耗能負(fù)荷側(cè)資源聚合定價(jià)計(jì)算方法，以解決上述
技術(shù)介紹
中提出的問(wèn)題。
2、為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)問(wèn)題的解決，本專利技術(shù)的目的在于，提供了一種源荷協(xié)同優(yōu)化出清的高耗能負(fù)荷側(cè)資源聚合定價(jià)計(jì)算方法，包括如下步驟：
3、s1、提出縣域電網(wǎng)內(nèi)可再生能源和工業(yè)負(fù)荷的協(xié)同運(yùn)營(yíng)模型；具體包括：
4、s1.1、首先構(gòu)建可再生能源和工業(yè)負(fù)荷的協(xié)調(diào)運(yùn)行框架；
5、s1.2、其次構(gòu)建風(fēng)力發(fā)電廠模型，評(píng)估風(fēng)力發(fā)電廠的成本，并計(jì)算出最優(yōu)的綠色供電策略；
6、s1.3、然后構(gòu)建可以在不同的時(shí)段內(nèi)進(jìn)行調(diào)整的工業(yè)負(fù)荷模型，評(píng)估調(diào)整成本，求解工業(yè)負(fù)荷的最佳電力需求曲線；
7、s1.4、最后構(gòu)建地方綠色電力市場(chǎng)的最優(yōu)清算模型：當(dāng)?shù)鼐G色電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商被認(rèn)為是一個(gè)非營(yíng)利組織，負(fù)責(zé)綠色電力市場(chǎng)出清，以最大限度地提高社會(huì)福利；
8、s2、提出面向可再生能源消納的工業(yè)負(fù)荷日前動(dòng)態(tài)分時(shí)定價(jià)模型；具體包括：
9、s2.1、先設(shè)定綠色電力市場(chǎng)的供需平衡約束；
10、s2.2、綠色電力供應(yīng)商和綠色電力消費(fèi)者通過(guò)供需平衡約束耦合；引入拉格朗日乘子來(lái)解耦耦合供需平衡約束；
11、s2.3、基于對(duì)偶理論，計(jì)算每個(gè)時(shí)段的動(dòng)態(tài)綠色電價(jià)；
12、s2.4、最后通過(guò)分布式迭代動(dòng)態(tài)定價(jià)算法進(jìn)行定價(jià)計(jì)算。
13、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟s1.1中，構(gòu)建可再生能源和工業(yè)負(fù)荷的協(xié)調(diào)運(yùn)行框架即建立當(dāng)?shù)氐木G色電力市場(chǎng)框架，在該框架下，風(fēng)力發(fā)電廠可以向工業(yè)負(fù)荷出售綠色電力；當(dāng)?shù)氐木G色電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商負(fù)責(zé)當(dāng)?shù)鼐G色電力市場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)，并通過(guò)設(shè)定動(dòng)態(tài)的綠色電力價(jià)格來(lái)維持綠色電力供需平衡；當(dāng)風(fēng)力發(fā)電廠的綠色電力因某些原因(如風(fēng)電的不確定性)不足時(shí)，電網(wǎng)公司可以購(gòu)買風(fēng)力發(fā)電廠的剩余綠色電力，并確保向工業(yè)負(fù)荷供電。
14、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟s1.2中，風(fēng)力發(fā)電廠模型中，在不失一般性的情況下，風(fēng)力發(fā)電廠的成本函數(shù)由以下二次函數(shù)進(jìn)行評(píng)估：
15、
16、其中，下標(biāo)wt表示風(fēng)力發(fā)電廠，i為風(fēng)力發(fā)電廠序號(hào)；是風(fēng)力發(fā)電廠的運(yùn)行成本；是風(fēng)力發(fā)電廠i成本函數(shù)的參數(shù)；是風(fēng)力發(fā)電廠在時(shí)段t內(nèi)的功率；
17、風(fēng)力發(fā)電廠供應(yīng)1mwh的綠色電力將獲得一個(gè)綠色證書，綠色證書可以在綠色證書市場(chǎng)上出售以獲利；綠色證書收入可表述為：
18、
19、式中，下標(biāo)gc表示綠色證書，是風(fēng)力發(fā)電廠i綠色證書收入；πg(shù)c是綠色證書價(jià)格；θgc是綠色證書的轉(zhuǎn)換系數(shù)；t是時(shí)段數(shù)量；
20、風(fēng)力發(fā)電廠將根據(jù)動(dòng)態(tài)綠色電力價(jià)格調(diào)整和優(yōu)化其綠色供電方案以最大化其運(yùn)營(yíng)利潤(rùn)，這可以表示為銷售綠色電力的收入與運(yùn)營(yíng)成本之間的差額；
21、通過(guò)求解以下優(yōu)化問(wèn)題，可以計(jì)算出最優(yōu)的綠色供電策略
22、
23、其中，表示以最大運(yùn)營(yíng)利潤(rùn)為目標(biāo)，是風(fēng)力發(fā)電廠i的運(yùn)營(yíng)利潤(rùn)，是風(fēng)力發(fā)電廠i在時(shí)段t內(nèi)的綠色電力價(jià)格，是風(fēng)力發(fā)電廠i在時(shí)段t內(nèi)銷售綠色電力的收入，是風(fēng)力發(fā)電廠i的最大供電功率。
24、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟s1.3中，工業(yè)負(fù)荷模型中，負(fù)載調(diào)整將產(chǎn)生一定的調(diào)整成本，這可以通過(guò)以下二次函數(shù)來(lái)評(píng)估：
25、
26、其中，下標(biāo)il表示工業(yè)負(fù)荷，j為工業(yè)負(fù)荷序號(hào)；為工業(yè)負(fù)荷j的負(fù)荷調(diào)整成本；是負(fù)載調(diào)整的成本系數(shù)；分別為實(shí)際負(fù)載功率和首選負(fù)載功率；
27、工業(yè)負(fù)荷j基于動(dòng)態(tài)綠色電價(jià)策略優(yōu)化其電力需求曲線工業(yè)負(fù)荷j的運(yùn)行成本可以表示為購(gòu)電成本和負(fù)荷調(diào)整成本之和；
28、工業(yè)負(fù)荷j的最佳電力需求曲線可以通過(guò)求解以下優(yōu)化問(wèn)題得到：
29、
30、其中，表示以最小運(yùn)行成本為目標(biāo)，是工業(yè)負(fù)荷j的運(yùn)行成本，是工業(yè)負(fù)荷j的購(gòu)電成本，δ為步長(zhǎng)參數(shù)，為最大負(fù)載功率。
31、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟s1.4中，地方綠色電力市場(chǎng)的最優(yōu)清算模型中，從社會(huì)福利最大化的角度來(lái)看，當(dāng)?shù)鼐G色電力市場(chǎng)的清算模型可本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種源荷協(xié)同優(yōu)化出清的高耗能負(fù)荷側(cè)資源聚合定價(jià)計(jì)算方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的源荷協(xié)同優(yōu)化出清的高耗能負(fù)荷側(cè)資源聚合定價(jià)計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟S1.1中，構(gòu)建可再生能源和工業(yè)負(fù)荷的協(xié)調(diào)運(yùn)行框架即建立當(dāng)?shù)氐木G色電力市場(chǎng)框架，在該框架下，風(fēng)力發(fā)電廠可以向工業(yè)負(fù)荷出售綠色電力；當(dāng)?shù)氐木G色電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商負(fù)責(zé)當(dāng)?shù)鼐G色電力市場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)，并通過(guò)設(shè)定動(dòng)態(tài)的綠色電力價(jià)格來(lái)維持綠色電力供需平衡；當(dāng)風(fēng)力發(fā)電廠的綠色電力因某些原因不足時(shí)，電網(wǎng)公司可以購(gòu)買風(fēng)力發(fā)電廠的剩余綠色電力，并確保向工業(yè)負(fù)荷供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的源荷協(xié)同優(yōu)化出清的高耗能負(fù)荷側(cè)資源聚合定價(jià)計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟S1.2中，風(fēng)力發(fā)電廠模型中，在不失一般性的情況下，風(fēng)力發(fā)電廠的成本函數(shù)由以下二次函數(shù)進(jìn)行評(píng)估：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的源荷協(xié)同優(yōu)化出清的高耗能負(fù)荷側(cè)資源聚合定價(jià)計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟S1.3中，工業(yè)負(fù)荷模型中，負(fù)載調(diào)整將產(chǎn)生一定的調(diào)整成本，這可以通過(guò)以下二次函數(shù)來(lái)評(píng)估：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的源荷協(xié)同優(yōu)化出清的
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的源荷協(xié)同優(yōu)化出清的高耗能負(fù)荷側(cè)資源聚合定價(jià)計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟S2.1中，供需平衡約束為：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的源荷協(xié)同優(yōu)化出清的高耗能負(fù)荷側(cè)資源聚合定價(jià)計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟S2.2中，綠色電力供應(yīng)商和綠色電力消費(fèi)者通過(guò)供需平衡約束即式(10)耦合，引入拉格朗日乘子來(lái)解耦式(10)，那么，原問(wèn)題式(8)、式(9)的拉格朗日方程可以定義如下：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的源荷協(xié)同優(yōu)化出清的高耗能負(fù)荷側(cè)資源聚合定價(jià)計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟S2.3中，動(dòng)態(tài)綠色電價(jià)計(jì)算公式為，基于對(duì)偶理論，原問(wèn)題的對(duì)偶問(wèn)題可以表示如下：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的源荷協(xié)同優(yōu)化出清的高耗能負(fù)荷側(cè)資源聚合定價(jià)計(jì)算方法，其特征在于：所述對(duì)偶問(wèn)題可以通過(guò)梯度投影法以迭代方式求解；每個(gè)時(shí)段的動(dòng)態(tài)綠色電價(jià)可以計(jì)算如下：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的源荷協(xié)同優(yōu)化出清的高耗能負(fù)荷側(cè)資源聚合定價(jià)計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟S2.4中，分布式迭代動(dòng)態(tài)定價(jià)算法流程的具體步驟如下：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種源荷協(xié)同優(yōu)化出清的高耗能負(fù)荷側(cè)資源聚合定價(jià)計(jì)算方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的源荷協(xié)同優(yōu)化出清的高耗能負(fù)荷側(cè)資源聚合定價(jià)計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟s1.1中，構(gòu)建可再生能源和工業(yè)負(fù)荷的協(xié)調(diào)運(yùn)行框架即建立當(dāng)?shù)氐木G色電力市場(chǎng)框架，在該框架下，風(fēng)力發(fā)電廠可以向工業(yè)負(fù)荷出售綠色電力；當(dāng)?shù)氐木G色電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商負(fù)責(zé)當(dāng)?shù)鼐G色電力市場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)，并通過(guò)設(shè)定動(dòng)態(tài)的綠色電力價(jià)格來(lái)維持綠色電力供需平衡；當(dāng)風(fēng)力發(fā)電廠的綠色電力因某些原因不足時(shí)，電網(wǎng)公司可以購(gòu)買風(fēng)力發(fā)電廠的剩余綠色電力，并確保向工業(yè)負(fù)荷供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的源荷協(xié)同優(yōu)化出清的高耗能負(fù)荷側(cè)資源聚合定價(jià)計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟s1.2中，風(fēng)力發(fā)電廠模型中，在不失一般性的情況下，風(fēng)力發(fā)電廠的成本函數(shù)由以下二次函數(shù)進(jìn)行評(píng)估：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的源荷協(xié)同優(yōu)化出清的高耗能負(fù)荷側(cè)資源聚合定價(jià)計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟s1.3中，工業(yè)負(fù)荷模型中，負(fù)載調(diào)整將產(chǎn)生一定的調(diào)整成本，這可以通過(guò)以下二次函數(shù)來(lái)評(píng)估：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的源荷協(xié)同優(yōu)化出清的高耗能負(fù)荷側(cè)資源聚合定價(jià)計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟s1.4中，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王國(guó)棟，渠俊鋒，李海洋，蔡之飛，戈狄，楊宵，馬力，臘志源，周成龍，李凱杰，陳要光，崔樂(lè)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：國(guó)網(wǎng)河南省電力公司許昌供電公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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