本发明涉及融合电力系统实时调控,尤其是涉及一种融合系统状态变化量的柔性负荷资源实时调控方法。
背景技术:
1、当代人类的科技水平正处于飞速发展阶段,全球各国能源战略受限于稀缺资源和环境治理问题,故提倡节能环保成为当务之急,而我国以可持续发展为导向,传统能源供给方式日益难以满足需求。热电联供型融合系统因其高效转换率和多能量调控功能备受睐,不仅能够适应不同能源形式的需求,还能融入可再生能源以提高环保性。同时,其与柔性负荷的有效结合也让系统效果更为明显,在能源领域的重要性日益凸显。
2、目前融合系统的实时调控研究还较为单一,仅对分布式电源侧进行分析,若仅凭增大装机容量或者储能装置来满足用户日益增长的用能需求,不仅造成可再生能源利用率低、浪费严重,还会增加投资和建设成本。目前不仅需要满足系统的合理调用,还要保证用户的用能需求。
技术实现思路
1、本发明的目的是克服上述现有调控技术还较为单一的缺陷而提供一种融合系统状态变化量的客户柔性负荷资源实时调控方法。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
3、一种融合系统状态变化量的柔性负荷资源实时调控方法,步骤包括:
4、对于包括风电机组、光伏机组、燃气轮机、蓄电池、储热箱、燃气锅炉以及负荷的融合系统,建立融合系统柔性负荷调控模型;
5、所述的融合系统柔性负荷调控模型,考虑柔性负荷的经济优化运行目标,通过对融合系统各可控单元出力的安排,以及对柔性负荷的实时调控,使日前运行成本最小;
6、在满足融合系统各单元约束的情况下,基于所述的融合系统柔性负荷调控模型,得到融合系统柔性负荷资源的实时最优调控方案。
7、作为优选技术方案,所述融合系统柔性负荷调控模型的目标函数为:
8、minf=fies=fnei+fdg+fmt+fgb+fbat+fhst+fl
9、其中:
10、
11、fl=fshift+ftran+fcut
12、式中:fies为日前运行成本,fnet为与电网交互成本;fdg为新能源发电成本;fmt,fgb分别为燃气轮机、燃气锅炉的运行成本;fbat,fhst分别为蓄电池、蓄热槽的折旧成本;fl为调控柔性负荷的总补偿费用;knet为分时电价;pnet为与电网交换的功率,购电为正;kwt,kpv,kmt,kgb,pwt(t),ppv(t),pmt(t),pgb(t)分别为风电机组、光伏机组、燃气轮机、燃气锅炉的运行成本系数、输出功率;kbat,khst分别为蓄电池、蓄热槽的折旧系数;pbat,phst分别为蓄电池、蓄热槽的充放能量,吸收为正,释放为负。
13、作为优选技术方案,所述的融合系统柔性负荷调控模型中,风电机组的输出功率模型为:
14、
15、式中,表示风机的额定功率;v表示实际运行过程中的风速;vin表示风机运行时所需要达到的风速;vn表示风机输出额定功率时,风速应该达到的数值;vout表示当风速达到此数值时,风机停止输出功率;
16、其中,风电机组采用威布尔分布模型模拟风能特性:
17、
18、式中,k形状系数,c为威布尔分布的尺寸,v为风速。
19、作为优选技术方案,所述融合系统柔性负荷调控模型中,光伏机组的输出功率概率模型为:
20、
21、式中,pgap为额定发电机组的容量;bg为强度的基准值;g为实际强度;ge为额定的强度;
22、太阳辐照度近似服从贝塔分布,其概率密度函数为:
23、
24、式中,α,β为形状参数,s为太阳的光照强度;0≤s≤1,α≥0,β≥0。
25、作为优选技术方案,所述融合系统柔性负荷调控模型中,
26、燃气轮机机组的发电功率表示为:
27、
28、式中,ptgt为燃气轮机的输出有功率;vtgt,为燃气轮机在运行时,时段t内消耗的天然气量和发电效率;lgas为天然气的低热值;
29、燃气锅炉输出表示为:
30、
31、式中,pgb,t为燃气锅炉制热量;为t时刻天然气耗量。
32、作为优选技术方案,所述融合系统柔性负荷调控模型中,蓄电池模型表示为:
33、
34、式中,ees,t表示为t时刻蓄电池的储能量;σes表示为蓄电池的自耗率;表示为蓄电池的充能功率;表示为蓄电池的充能效率;表示为蓄电池的放能功率;表示为蓄电池放能效率。
35、作为优选技术方案,所述融合系统柔性负荷调控模型的调控柔性负荷中的可平移负荷响应建模如下:
36、
37、
38、式中,表示为t时段负荷平移量;表示为可平移负荷移入量和移出量;表示为负荷平移量上下限;为判断t时刻负荷是否被移入、移出的0-1变量;为判断是否启动负荷移入、移出的0-1变量;m、td分别表示为可平移负荷的平移次数上限和持续平移时间;
39、系统运营商根据用户负荷调度量给与补偿fshift为:
40、
41、式中,a表示负荷发生平移的单位容量补偿系数。
42、作为优选技术方案,所述融合系统柔性负荷调控模型的调控柔性负荷中的可转移负荷满足下式:
43、
44、式中,调度前、后t时刻可转移负荷功率;
45、系统运营商根据可转移负荷调度量给用户补偿费用ftran为:
46、
47、式中,b表示负荷发生转移的单位容量补偿系数。
48、作为优选技术方案,融合系统柔性负荷调控模型可削减负荷响应模型为:
49、
50、式中,表示为t时段用户侧电负荷的削减量;表示为可削减负荷的削减上限;
51、负荷发生削减后用户获得的补偿费用fcut为:
52、
53、式中,c表示负荷发生削减的单位容量补偿系数。
54、作为优选技术方案,所述融合系统柔性负荷调控模型的约束条件包括:系统电功率的平衡约束、热功率的平衡约束、各个机组出力上下限的约束和储能装置的约束;
55、储能装置的约束,包括储能容量约束、充放功率约束、充放状态约束、全周期净交换功率为零的约束:
56、ecap,min≤ecap(t)≤ecap,max
57、pex,min≤pex(t)≤pex,max
58、0≤s(t)+r(t)α1
59、
60、式中,ecap,min,ecap,max分别为储能容量、充放能功率;ecap,max,ecap,min,pex,max,pex,min分别为储能容量、充放能功率的上、下限值;s(t)、r(t)分别为充、放状态;
61、并约束蓄电池日充放电次数上限次数。
62、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
63、本发明所提出的融合系统柔性负荷实时调控策略,构建经济目标的电热联合系统优化模型,通过调控柔性负荷实现调峰,柔性负荷参与实时调控均使相应融合系统的经济环境效益得到有效提升。提出的含需求侧柔性负荷的经济优化模型;综合考虑了电、热柔性负荷,以及柔性负荷的可平移、可转移、可削减特性,合理调节用户侧用能需求,充分发挥柔性负荷的调控作用。而且还能够降低系统总的运行成本,实现了热电联供型融合系统实时调控的目标。
1.一种融合系统状态变化量的柔性负荷资源实时调控方法,其特征在于,步骤包括:
2.根据权利要求1所述的一种融合系统状态变化量的柔性负荷资源实时调控方法,其特征在于,所述融合系统柔性负荷调控模型的目标函数为:
3.根据权利要求2所述的一种融合系统状态变化量的柔性负荷资源实时调控方法,其特征在于,所述的融合系统柔性负荷调控模型中,风电机组的输出功率模型为:
4.根据权利要求2所述的一种融合系统状态变化量的柔性负荷资源实时调控方法,其特征在于,所述融合系统柔性负荷调控模型中,光伏机组的输出功率概率模型为:
5.根据权利要求2所述的一种融合系统状态变化量的柔性负荷资源实时调控方法,其特征在于,所述融合系统柔性负荷调控模型中,
6.根据权利要求2所述的一种融合系统状态变化量的柔性负荷资源实时调控方法,其特征在于,所述融合系统柔性负荷调控模型中,蓄电池模型表示为:
7.根据权利要求2所述的一种融合系统状态变化量的柔性负荷资源实时调控方法,其特征在于,所述融合系统柔性负荷调控模型的调控柔性负荷中的可平移负荷响应建模如下:
8.根据权利要求2所述的一种融合系统状态变化量的柔性负荷资源实时调控方法,其特征在于,所述融合系统柔性负荷调控模型的调控柔性负荷中的可转移负荷满足下式:
9.根据权利要求2所述的一种融合系统状态变化量的柔性负荷资源实时调控方法,其特征在于,融合系统柔性负荷调控模型可削减负荷响应模型为:
10.根据权利要求1所述的一种融合系统状态变化量的柔性负荷资源实时调控方法,其特征在于,所述融合系统柔性负荷调控模型的约束条件包括:系统电功率的平衡约束、热功率的平衡约束、各个机组出力上下限的约束和储能装置的约束;