CN107181257A - 一种基于工业柔性负荷确定峰平谷电价的年光伏消纳方法 - Google Patents

一种基于工业柔性负荷确定峰平谷电价的年光伏消纳方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107181257A
CN107181257A CN201710461821.9A CN201710461821A CN107181257A CN 107181257 A CN107181257 A CN 107181257A CN 201710461821 A CN201710461821 A CN 201710461821A CN 107181257 A CN107181257 A CN 107181257A
Authority
CN
China
Prior art keywords
year
load
month
electricity
price
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710461821.9A
Other languages
English (en)
Inventor
韩佶
苗世洪
李超
叶畅
李姚旺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huazhong University of Science and Technology
Original Assignee
Huazhong University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huazhong University of Science and Technology filed Critical Huazhong University of Science and Technology
Priority to CN201710461821.9A priority Critical patent/CN107181257A/zh
Publication of CN107181257A publication Critical patent/CN107181257A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0631—Resource planning, allocation, distributing or scheduling for enterprises or organisations
    • G06Q10/06315—Needs-based resource requirements planning or analysis
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Energy or water supply
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/20—Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/003—Load forecast, e.g. methods or systems for forecasting future load demand

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

一种基于工业柔性负荷确定峰平谷电价的年光伏消纳方法，包括：(1)确定工业柔性负荷类别数，并确定每类工业柔性负荷连续两年内每个月的峰平谷电价和峰平谷时段的用电量；(2)根据工业柔性负荷电价和用电量信息确定每类工业柔性负荷的电量电价弹性矩阵；(3)确定将来一年内每个月的光伏发电量与每类工业柔性负荷的用电量；(4)以光伏消纳率为目标函数，建立基于工业柔性负荷响应的年光伏消纳模型；(5)求解上述模型，制定工业柔性负荷每个月的峰平谷电价，从而确定年光伏消纳方法。本发明采用峰平谷电价作为工业柔性负荷的激励手段，与我国电力市场的运营现状相符合，可以在当前的电网中直接运用。

Description

一种基于工业柔性负荷确定峰平谷电价的年光伏消纳方法
技术领域
本发明属于光伏消纳技术领域，更具体地，一种基于工业柔性负荷响应的年光伏消纳方法。
背景技术
随着社会与经济的快速发展，人类对电能的需求量越来越大。传统的火力发电对环境会造成较大影响，同时，煤炭等化石能源储量有限，制约了火力发电的发展。为应对化石能源的污染问题和紧缺问题，近年来，我国的光伏发电迅猛发展，光伏装机容量不断增加，部分电网内已经形成高渗透率光伏接入的格局，然而由于光伏出力具有间歇性和波动性，大规模光伏并网会对电力系统的安全性和经济性带来了严峻的挑战。工业负荷对电价的变化较为敏感，目前多通过实施峰平谷电价使其参与削峰填谷，而利用峰平谷电价使工业负荷参与光伏消纳方面的研究，未见相关报道。
现阶段光伏的消纳方法中，一方面考虑光伏与储能系统的配合，从平抑分布式电源出力波动、削峰填谷和提升系统经济性等方面提出储能装置优化配置与光伏消纳方法；令一方面通过制定合理的电价政策，协调用户负荷有序用电，并使其与传统火电机组共同配合以解决大规模光伏并网，然而此类光伏的消纳方法属于短时间尺度的方法，电价政策多采用实时电价的方式，每小时调节一次电价以引导用户负荷用电，这与现行中国电力市场的电价机制不符，在短期内难以推广。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明旨在提供一种基于工业柔性负荷响应的年光伏消纳方法，基于工业柔性负荷制定合理的峰平谷电价，以利用峰平谷电价充分挖掘各类工业柔性负荷的需求响应潜力，由此在长时间尺度下解决光伏消纳问题。
为了达到上述目的，本发明公开了一种基于工业柔性负荷确定峰平谷电价的年光伏消纳方法，包括如下步骤：
(1)确定工业柔性负荷类别数N，并确定第i类工业柔性负荷LOADi第m年第n月的如下数据：第m年第n月的峰电价cifm(n)、平电价cipm(n)和谷电价cigm(n)，以及第m年第n月峰时段的用电量Qifm(n)、平时段的用电量Qipm(n)和谷时段的用电量Qigm(n)，其中i＝1,2,...,N，m＝1,2，n＝1,2,...,12；
(2)根据步骤(1)中工业柔性负荷LOADi第m年第n月的电价和用电量数据确定LOADi的电量电价弹性矩阵
其中，k取0～11之间的整数值，当k<11时，中不足的元素用0元素填充；
(3)以光伏消纳率F为目标函数，建立基于工业柔性负荷响应的年光伏消纳模型如下：
式中，
ΔL(n)＝L′(n)-L(n)-第3年第n月的弃光所能发出的电量，
L(n)-第3年第n月在弃光之后的光伏发电量，
L′(n)-第3年第n月的光伏发电量；
其中，
minF的约束条件如下：
1)功率平衡约束：
其中，
G3(n)-第3年新的峰平谷电价下常规机组第n月发电量，
-第3年新的峰平谷电价下所有工业柔性负荷用电量，
Qi,3(n)-第3年新的峰平谷电价下第n月LOADi的总用电量，
Qi,2(n)-第2年新的峰平谷电价下第n月LOADi的总用电量，
ci,3(n)-LOADi第3年第n月的平均电价，为待求量，
ci,2(n)-LOADi第2年第n月的平均电价；
Q′i,3(n)-第3年第n月的LOADi的总用电量；
2)负荷用电量约束：
其中，α1和α2为比例系数；
3)常规发电机发电量约束：
其中，
G2(n)-第2年峰平谷电价下常规机组第n月发电量，
G3(n)-第3年新的峰平谷电价下常规机组第n月发电量，
β1、β2-比例系数；
4)用电满意度约束：
其中，ηi-LOADi的用电改变程度，
Qi,2(n)-第2年第n月LOADi的总用电量，
Qi,3(n)-第3年新的峰平谷电价下第n月LOADi的总用电量，
ηi,max-LOADi所能承受的最大用电改变程度；
5)峰平谷电价约束：
cig3(n)＜cip3(n)＜cif3(n) (18)
其中，
cip3(n)-LOADi第3年第n月的平电价，
ci,3(n)-LOADi第3年第n月的平均电价，
cif3(n)-LOADi第3年第n月的峰电价，
cig3(n)-LOADi第3年第n月的谷电价，
δi,max为LOADi的最大峰平谷电价比；
(4)根据式(11)以及约束条件1)～4)求解出LOADi第3年第n月的平均电价ci,3(n)，之后根据约束条件5)确定第三年的峰电价cf3(n)、平电价cp3(n)和谷电价cg3(n)。
进一步地，步骤(2)中，确定的方法如下：
(2.1)计算LOADi第m年第n月的平均电价ci,m(n)和总用电量Qi,m(n)，计算公式为
Qi,m(n)＝Qifm(n)+Qipm(n)+Qigm(n) (5)
其中，cifm(n)、cipm(n)和cigm(n)分别表示第m年第n月的峰电价、平电价和谷电价，Qifm(n)、Qipm(n)和Qigm(n)分别表示第m年第n月峰时段的用电量、平时段的用电量和谷时段的用电量，i＝1,2,...,N，m＝1,2，n＝1,2,...,12；
(2.2)计算LOADi第n月的平均电价变化率和总用电量变化率
其中，
ci,2(n)-LOADi第2年第n月的平均电价，
ci,1(n)-LOADi第1年第n月的平均电价，
Qi,2(n)-LOADi第2年第n月的总用电量，
Qi,1(n)-LOADi第1年第n月的总用电量；
(2.3)确定LOADi电量电价弹性矩阵中的k值；
(2.4)建立LOADi中和之间的关系表达式如下：
求解式(10)，得到中的各元素。
进一步地，在步骤(4)中，确定第3年第n月的月平均电价ci,3(n)的方法如下：
(4.1)在约束条件1)下，首先假定第3年常规机组每个月的发电情况与第2年相同，通过制定第三年第n月的平均电价ci,3(n)，利用工业柔性负荷对光伏进行消纳，并判断是否同时满足约束条件2)和4)；若满足，则说明该ci,3(n)的制定合理；若不满足，则进入步骤5.2；
(4.2)调整第3年常规机组每个月的发电情况，直至重新满足约束条件2)和4)，然后判断是否满足约束条件3)；若满足，则说明该ci,3(n)的制定合理；若不满足，则选择弃光，仍将该ci,3(n)确定为平均电价；
进一步地，在步骤(4)中，确定第3年第n月的平均电价ci,3(n)之后，根据约束条件5)制定第三年第n月的峰电价cf3(n)、平电价cp3(n)和谷电价cg3(n)的方法如下：
(4.3)先根据式(17)确定第三年的平电价cp3(n)，再根据式(18)、(19)对第三年第n月的峰电价cf3(n)和谷电价cg3(n)进行取值验证，使第三年第n月的峰电价cf3(n)和谷电价cg3(n)满足式(18)、(19)。
总体而言，本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
1、由于分别对各类工业柔性负荷求取电量电价弹性矩阵，所建立的需求响应模型能更加准确地模拟各类工业柔性负荷以及整个工业园区对电价的响应情况。
2、采用峰平谷电价作为工业柔性负荷的激励手段，与我国电力市场的运营现状相符合，在长时间尺度的光伏消纳问题上具有极强的指导意义，可以在当前的电网中直接运用。
附图说明
图1是本发明实施例的第3年光伏预测发电量与第2年光伏实际发电量示意图；
图2是本发明实施例的第3年与第2年的总负荷对比示意图；
图3是本发明实施例的基于工业柔性负荷响应的年光伏消纳模型求解流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
请参照图1～3，为本发明的优选实施例，其包括如下步骤：
(1)在某一含有光伏发电并实施峰平谷电价的工业园区，确定工业柔性负荷类别数N，并确定第i类工业柔性负荷LOADi第m年的如下数据：第m年第n月的峰电价cifm(n)、平电价cipm(n)和谷电价cigm(n)，以及第m年第n月峰时段的用电量Qifm(n)、平时段的用电量Qipm(n)和谷时段的用电量Qigm(n)，其中i＝1,2,...,N，m＝1,2，n＝1,2,...,12；
具体地，在本实施例中，工业柔性负荷类别数N＝5，各类别负荷名称及代称如表1所示；由于目前在同一地区峰平谷电价的实施还不能因工业负荷种类的不同而异，因此在本实施例中，实际获取的LOADi第m年第n月的峰电价cifm(n)均相等，为cfm(n)；LOADi第m年第n月的平电价cipm(n)均相等，为cpm(n)；LOADi第m年第n月的谷电价cigm(n)均相等，为cgm(n)；即：
c1fm(n)＝c2fm(n)＝...＝cNfm(n)＝cfm(n) (1)
c1pm(n)＝c2pm(n)＝...＝cNpm(n)＝cpm(n) (2)
c1gm(n)＝c2gm(n)＝...＝cNgm(n)＝cgm(n) (3)
如果针对不同工业负荷种类实施不同的峰平谷电价，仍然可以按照下述步骤执行，区别仅在于实际获取的峰平谷电价数据以及最终确定的峰平谷电价数据不同。
在本实施例中，各类别工业柔性负荷第一、二年的峰平谷电价如表2所示；LOADi第m年第n月峰时段的用电量Qifm(n)、平时段的用电量Qipm(n)和谷时段的用电量Qigm(n)如表3所示；其中i＝1,2,...,N，m＝1,2，n＝1,2,...,12。
表1各类别工业柔性负荷名称及代称
序号 负荷名称 负荷代称
1 纺织厂 LOAD1
2 化学厂 LOAD2
3 机械厂 LOAD3
4 食品厂 LOAD4
5 烟草厂 LOAD5
表2各类别工业柔性负荷第一、二年的峰平谷电价
表3各类别工业柔性负荷第一、二年的峰平谷用电量
(2)计算LOADi第m年第n月的平均电价ci,m(n)和总用电量Qi,m(n)，计算公式如下所示，计算结果如表4和表5所示。
Qi,m(n)＝Qifm(n)+Qipm(n)+Qigm(n) (5)
其中，cifm(n)、cipm(n)和cigm(n)分别表示第m年第n月的峰电价、平电价和谷电价，Qifm(n)、Qipm(n)和Qigm(n)分别表示第m年第n月峰时段的用电量、平时段的用电量和谷时段的用电量，其中i＝1,2,...,N，m＝1,2，n＝1,2,...,12。
表4各类负荷的月平均电价
表5各类负荷的月总用电量
计算LOADi第n月的平均电价变化率和总用电量变化率计算公式如下所示，计算结果如表6所示。
其中，ci,2(n)表示LOADi第2年第n月的平均电价，ci,1(n)表示LOADi第1年第n月的平均电价，Qi,2(n)表示LOADi第2年第n月的总用电量，Qi,1(n)表示LOADi第1年第n月的总用电量。
表6各类负荷的平均电价变化率和总用电量变化率
根据LOADi第m年第n月的平均电价ci,m(n)和总用电量Qi,m(n)确定LOADi的电量电价弹性矩阵
其中，k根据实际实施本方法的区域不同，选取0～11之间的整数值，当k<11时，中不足的元素用0元素填充。
令LOADi电量电价弹性矩阵中的k＝2，得到如下矩阵：
建立LOADi中和之间的关系表达式
根据上式计算ε-2、ε-1、ε0、ε1、ε2，其计算结果如表7所示。
表7电量电价弹性矩阵系数计算结果
负荷代称 ε-2 ε-1 ε0 ε1 ε2
LOAD1 -0.6115 -0.9346 -2.9001 -0.9456 -0.6095
LOAD2 -0.2734 -0.6059 -2.7702 -0.6193 -0.2537
LOAD3 -0.6219 -0.8774 -1.1230 -0.8919 -0.6176
LOAD4 -0.0517 -0.1168 -2.6014 -0.1194 -0.0501
LOAD5 -0.1184 -0.2291 -1.4462 -0.2351 -0.1192
(4)以光伏消纳率F为目标函数，建立基于工业柔性负荷响应的年光伏消纳模型如下：
目标函数
式中，ΔL(n)＝L′(n)-L(n)表示第3年第n月的弃光所能发出的电量，L(n)为第3年第n月在弃光之后的光伏发电量；L′(n)为第3年第n月光伏发电量，其数值如表8所示，与第二年实际光伏发电量(除去弃光量)对比曲线如图1所示。
表8第3年光伏发电量预测
月份 1 2 3 4 5 6
发电量(MW·h) 3.1 8.4 18.9 3.8 10.7 5.5
月份 7 8 9 10 11 12
发电量(MW·h) 22.6 19.4 6.7 10.7 15.1 10.5
求取minF的约束条件如下：
1)功率平衡约束，第3年新的峰平谷电价下常规机组第n月发电量G3(n)与第3年第n月在弃光之后的光伏发电量L(n)之和，应等于第3年新的峰平谷电价下所有工业柔性负荷用电量即
Qi,3(n)表示第3年新的峰平谷电价下第n月LOADi的总用电量，由下式计算：
其中，Qi,2(n)表示第2年第n月LOADi的总用电量，如表5；Q′i,3(n)表示第3年第n月LOADi在第2年峰平谷电价下的总用电量，考虑到通常工业类柔性负荷LOADi的生产任务在相邻年度内变化不大，在本实施例中，取Q′i,3(n)＝Qi,2(n)，因此，Q′i,3(n)数值与表5相同；ci,3(n)表示LOADi第3年第n月的平均电价，为待求量；
2)负荷用电量约束，为保证在第3年新的峰平谷电价下各类工业柔性负荷生产任务不会受过多的影响，LOADi第3年总用电量不应过度偏离LOADi第2年总用电量
其中，Qi,2(n)表示第2年第n月LOADi的总用电量，Qi,3(n)表示第3年新的峰平谷电价下第n月LOADi的总用电量，α1和α2为比例系数，可按照经验值选取，本实施例α1和α2均取5％；
3)常规发电机发电量约束：
由于常规机组发电厂使用的并非光伏发电，与光伏发电的消耗量是此消彼长的关系，因此，为保证常规机组发电厂的效益不会受过多的影响，应保证第3年常规机组总发电量不应过度偏离第2年常规机组总发电量，其中第2年常规机组总发电量为已知量
G2(n)表示第2年峰平谷电价下常规机组第n月发电量，G3(n)表示第3年新的峰平谷电价下常规机组第n月发电量，β1和β2为比例系数，可按照经验值选取，本实施例β1和β2均取5％；
4)用电满意度约束，为保证第3年新的峰平谷电价不过度影响各类工业柔性负荷生产习惯，不应过度改变每个月的用电量，即：
其中，ηi表示LOADi的用电改变程度，Qi,2(n)表示第2年第n月LOADi的总用电量，Qi,3(n)表示第3年新的峰平谷电价下第n月LOADi的总用电量，ηi,max为LOADi所能承受的最大用电改变程度，本实施例ηi,max取20％。
5)峰平谷电价约束，LOADi第n月的平电价cip3(n)应等于LOADi第3年第n月的平均电价ci,3(n)的平均值，同时LOADi第n月的峰电价cif3(n)和谷电价cig3(n)不应具有过大的峰谷电价比，即应当满足：
cig3(n)＜cip3(n)＜cif3(n) (18)
δi,max为LOADi的最大峰谷电价比，在本实施例中，N＝5，δi,max取5，由于本实施例中LOADi第3年第n月的峰电价cif3(n)均相等，为cf3(n)；LOADi第3年第n月的平电价cip3(n)均相等，为cp3(n)；LOADi第3年第n月的谷电价cig3(n)均相等，为cg3(n)；即有：
c1f3(n)＝c2f3(n)＝...＝cNf3(n)＝cf3(n) (20)
c1p3(n)＝c2p3(n)＝...＝cNp3(n)＝cp3(n) (21)
c1g3(n)＝c2g3(n)＝...＝cNg3(n)＝cg3(n) (22)
(5)模型求解平均电价的方法及确定峰平谷电价的方法为：
首先根据目标函数和约束条件1～4求解LOADi第3年第n月的平均电价ci,3(n)，之后根据约束条件5确定第三年的峰电价cf3(n)、平电价cp3(n)和谷电价cg3(n)。
具体地，本实施例按照如下方法确定第3年第n月的月平均电价pi,3(n)：
5.1在约束条件1)下，首先假定第3年常规机组每个月的发电情况与第2年相同，考虑通过制定第三年第n月的平均电价ci,3(n)，利用工业柔性负荷对光伏进行消纳，并判断是否同时满足约束条件2)和4)；若满足，则说明该ci,3(n)的制定是合适的；若不满足，则进入步骤5.2；
5.2调整第3年常规机组每个月的发电情况，直至重新满足约束条件2)和4)，然后判断是否满足约束条件3)；若满足，则说明该ci,3(n)的制定是合适的；若不满足，则选择弃光，仍将该ci,3(n)作为指定的平均电价；
实际上，步骤5.2中，无论是否对约束条件3)在按照步骤确定第3年第n月的平均电价ci,3(n)之后，根据约束条件5制定第三年第n月的峰电价cf3(n)、平电价cp3(n)和谷电价cg3(n)，具体方法如下：
5.3先根据式(17)确定第三年的平电价cp3(n)，再根据式(18)、(19)对第三年第n月的峰电价cf3(n)和谷电价cg3(n)进行取值验证，使第三年第n月的峰电价cf3(n)和谷电价cg3(n)满足式(18)、(19)即可。
按照上述方法得到的LOADi第3年第n月的月平均电价如表9所示，峰平谷电价如表10所示，经验证，第3年不需要弃光，可以实现光伏的全消纳，第3年与第2年的总负荷对比如图2所示，模型的总体求解流程如图3所示。
表9第3年各类负荷的月平均电价
表10第3年各类负荷的月峰平谷电价
综上，本发明提出了一种基于工业柔性负荷响应的年光伏消纳方法，该方法以峰平谷电价作为激励手段，以某一含有光伏发电的工业柔性负荷作为激励对象，首先通过峰平谷电价收据和负荷数据求解各类工业柔性负荷的电量电价弹性矩阵，并以光伏消纳率为目标函数，建立基于工业柔性负荷响应的年光伏消纳模型，通过对模型的求解，得到工业柔性负荷每个月的峰平谷电价，进而确定年光伏消纳方法。本方法属于长时间尺度光伏消纳的范畴，利用峰平谷电价引导工业柔性负荷参与光伏消纳，符合我国电力市场的运营现状，具有较高的指导意义。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于工业柔性负荷确定峰平谷电价的年光伏消纳方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)确定工业柔性负荷类别数N，并确定第i类工业柔性负荷LOADi第m年第n月的如下数据：第m年第n月的峰电价cifm(n)、平电价cipm(n)和谷电价cigm(n)，以及第m年第n月峰时段的用电量Qifm(n)、平时段的用电量Qipm(n)和谷时段的用电量Qigm(n)，其中i＝1,2,...,N，m＝1,2，n＝1,2,...,12；
(2)根据步骤(1)中工业柔性负荷LOADi第m年第n月的电价和用电量数据确定LOADi的电量电价弹性矩阵
其中，k取0～11之间的整数值，当k<11时，中不足的元素用0元素填充；
(3)以光伏消纳率F为目标函数，建立基于工业柔性负荷响应的年光伏消纳模型如下：
式中，
ΔL(n)＝L′(n)-L(n)-第3年第n月的弃光所能发出的电量，
L(n)-第3年第n月在弃光之后的光伏发电量，
L′(n)-第3年第n月的光伏发电量；
其中，
minF的约束条件如下：
1)功率平衡约束：
其中，
G3(n)-第3年新的峰平谷电价下常规机组第n月发电量，
-第3年新的峰平谷电价下所有工业柔性负荷用电量，
Qi,3(n)-第3年新的峰平谷电价下第n月LOADi的总用电量，
Qi,2(n)-第2年新的峰平谷电价下第n月LOADi的总用电量，
ci,3(n)-LOADi第3年第n月的平均电价，为待求量，
ci,2(n)-LOADi第2年第n月的平均电价；
Q′i,3(n)-第3年第n月的LOADi的总用电量；
2)负荷用电量约束：
其中，α1和α2为比例系数；
3)常规发电机发电量约束：
其中，
G2(n)-第2年峰平谷电价下常规机组第n月发电量，
G3(n)-第3年新的峰平谷电价下常规机组第n月发电量，
β1、β2-比例系数；
4)用电满意度约束：
其中，ηi-LOADi的用电改变程度，
Qi,2(n)-第2年第n月LOADi的总用电量，
Qi,3(n)-第3年新的峰平谷电价下第n月LOADi的总用电量，
ηi,max-LOADi所能承受的最大用电改变程度；
5)峰平谷电价约束：
cig3(n)＜cip3(n)＜cif3(n) (18)
其中，
cip3(n)-LOADi第3年第n月的平电价，
ci,3(n)-LOADi第3年第n月的平均电价，
cif3(n)-LOADi第3年第n月的峰电价，
cig3(n)-LOADi第3年第n月的谷电价，
δi,max为LOADi的最大峰平谷电价比；
(4)根据式(11)以及约束条件1)～4)求解出LOADi第3年第n月的平均电价ci,3(n)，之后根据约束条件5)确定第三年的峰电价cf3(n)、平电价cp3(n)和谷电价cg3(n)。
2.如权利要求1所述的一种基于工业柔性负荷确定峰平谷电价的年光伏消纳方法，其特征在于，步骤(2)中，确定的方法如下：
(2.1)计算LOADi第m年第n月的平均电价ci,m(n)和总用电量Qi,m(n)，计算公式为
Qi,m(n)＝Qifm(n)+Qipm(n)+Qigm(n) (5)
其中，cifm(n)、cipm(n)和cigm(n)分别表示第m年第n月的峰电价、平电价和谷电价，Qifm(n)、Qipm(n)和Qigm(n)分别表示第m年第n月峰时段的用电量、平时段的用电量和谷时段的用电量，i＝1,2,...,N，m＝1,2，n＝1,2,...,12；
(2.2)计算LOADi第n月的平均电价变化率和总用电量变化率
其中，
ci,2(n)-LOADi第2年第n月的平均电价，
ci,1(n)-LOADi第1年第n月的平均电价，
Qi,2(n)-LOADi第2年第n月的总用电量，
Qi,1(n)-LOADi第1年第n月的总用电量；
(2.3)确定LOADi电量电价弹性矩阵中的k值；
(2.4)建立LOADi中和之间的关系表达式如下：
求解式(10)，得到中的各元素。
3.如权利要求2所述的一种基于工业柔性负荷确定峰平谷电价的年光伏消纳方法，其特征在于，在步骤(4)中，确定第3年第n月的月平均电价ci,3(n)的方法如下：
(4.1)在约束条件1)下，首先假定第3年常规机组每个月的发电情况与第2年相同，通过制定第三年第n月的平均电价ci,3(n)，利用工业柔性负荷对光伏进行消纳，并判断是否同时满足约束条件2)和4)；若满足，则说明该ci,3(n)的制定合理；若不满足，则进入步骤5.2；
(4.2)调整第3年常规机组每个月的发电情况，直至重新满足约束条件2)和4)，然后判断是否满足约束条件3)；若满足，则说明该ci,3(n)的制定合理；若不满足，则选择弃光，仍将该ci,3(n)确定为平均电价。
4.如权利要求2所述的一种基于工业柔性负荷确定峰平谷电价的年光伏消纳方法，其特征在于，在步骤(4)中，确定第3年第n月的平均电价ci,3(n)之后，根据约束条件5)制定第三年第n月的峰电价cf3(n)、平电价cp3(n)和谷电价cg3(n)的方法如下：
(4.3)先根据式(17)确定第三年的平电价cp3(n)，再根据式(18)、(19)对第三年第n月的峰电价cf3(n)和谷电价cg3(n)进行取值验证，使第三年第n月的峰电价cf3(n)和谷电价cg3(n)满足式(18)、(19)。
CN201710461821.9A 2017-06-19 2017-06-19 一种基于工业柔性负荷确定峰平谷电价的年光伏消纳方法 Pending CN107181257A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710461821.9A CN107181257A (zh) 2017-06-19 2017-06-19 一种基于工业柔性负荷确定峰平谷电价的年光伏消纳方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710461821.9A CN107181257A (zh) 2017-06-19 2017-06-19 一种基于工业柔性负荷确定峰平谷电价的年光伏消纳方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107181257A true CN107181257A (zh) 2017-09-19

Family

ID=59835479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710461821.9A Pending CN107181257A (zh) 2017-06-19 2017-06-19 一种基于工业柔性负荷确定峰平谷电价的年光伏消纳方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107181257A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109617133A (zh) * 2018-12-18 2019-04-12 深圳供电局有限公司 一种考虑柔性负荷的电力系统调度方法
CN109636033A (zh) * 2018-12-11 2019-04-16 远景能源（南京）软件技术有限公司 一种分布式光伏项目自发自用综合电价预测方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104376385A (zh) * 2014-11-27 2015-02-25 重庆大学 一种微电网电价优化方法
CN104915790A (zh) * 2015-06-26 2015-09-16 国网山西省电力公司 一种促进风电消纳的峰谷电价优化方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104376385A (zh) * 2014-11-27 2015-02-25 重庆大学 一种微电网电价优化方法
CN104915790A (zh) * 2015-06-26 2015-09-16 国网山西省电力公司 一种促进风电消纳的峰谷电价优化方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李鹏 等: "基于储能调度模式的分布式光伏两阶段多目标就地消纳模型", 《电力科学与工程》 *
马剑 等: "提高微网光伏消纳率的价格激励需求响应分层优化方法", 《中国电力》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109636033A (zh) * 2018-12-11 2019-04-16 远景能源（南京）软件技术有限公司 一种分布式光伏项目自发自用综合电价预测方法
CN109636033B (zh) * 2018-12-11 2022-05-27 远景能源（南京）软件技术有限公司 一种分布式光伏项目自发自用综合电价预测方法
CN109617133A (zh) * 2018-12-18 2019-04-12 深圳供电局有限公司 一种考虑柔性负荷的电力系统调度方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104158203B (zh) 一种微电网电源容量优化配置方法
CN107403256B (zh) 一种考虑需求响应不确定性的光伏微网电池储能配置方法
CN107274087A (zh) 一种计及需求侧响应不确定性的主动配电网双层规划方法
CN112039056A (zh) 一种新能源两阶段优化调度方法
CN106600099A (zh) 一种计及碳交易的低碳调度与减排效益评估方法
CN104156887A (zh) 一种基于电网约束的区域新能源开发规模及布局分析方法
CN107153986A (zh) 一种促进新能源消纳的发电权交易方法
CN104751373B (zh) 计及污染气体排放风险的环境经济调度方法
CN107069834A (zh) 一种含新能源发电区域电网碳排放优化调度方法
CN108805449A (zh) 面向综合能源系统成本分摊及收益分配的合作博弈方法
CN105320999A (zh) 适应智能电网发展的需求响应分时电价策略的组合方法
CN106056264A (zh) 一种考虑负荷发展的分时电价优化方法
Li et al. Research on short-term joint optimization scheduling strategy for hydro-wind-solar hybrid systems considering uncertainty in renewable energy generation
CN115860413A (zh) 基于负荷需求响应与双层可调鲁棒优化的并网冷热电联产微网系统经济调度方法
CN107181257A (zh) 一种基于工业柔性负荷确定峰平谷电价的年光伏消纳方法
CN115689166A (zh) 一种区域分布式能源资源聚合利用方法及系统
CN105226707A (zh) 一种基于Shapley值风电并网系统输电固定成本的分摊方法
CN115293485A (zh) 考虑电动汽车和需求响应的综合能源系统低碳调度方法
CN106779207A (zh) 一种考虑发电和启机费用的新能源消纳经济性评价方法
CN113128856A (zh) 一种近零碳园区用电碳排放量监测方法
Tiancheng Research on optimal dispatching model of clean energy generation grid-connected low-carbon power system based on system dynamics
CN117455164A (zh) 考虑碳交易和需求响应的电热气综合能源系统的优化运行方法
CN107749624A (zh) 分布式光伏发电运营模式优化设计方法和系统
CN114336607B (zh) 计及源荷双侧不确定性的电网经济运行域生成方法及系统
CN106600173B (zh) 一种分布式光伏电源负荷渗透率的估算方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170919