CN108493943A - 多微电网系统电能的调度方法、系统、装置及存储介质 - Google Patents

多微电网系统电能的调度方法、系统、装置及存储介质 Download PDF

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CN108493943A CN201810425810.XA CN201810425810A CN108493943A CN 108493943 A CN108493943 A CN 108493943A CN 201810425810 A CN201810425810 A CN 201810425810A CN 108493943 A CN108493943 A CN 108493943A
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Abstract

本申请公开了一种多微电网系统电能的调度方法、系统、装置及存储介质，应用于由多个微电网组成的多微电网集群，包括：获取多微电网集群中需求侧微电网的负荷需求以及供电侧微电网的供电能力；获取多微电网集群中的电能价格；根据负荷需求、供电能力和电能价格，按照预设市场规则对需求侧微电网和/或供电侧微电网排序；按照供需平衡原则、需求侧微电网和供电侧微电网的排序先后，生成对多个微电网的调度指令；控制多个微电网执行调度指令。本申请中该多微电网集群内部按照供需平衡原则进行电能调节，不需要并入配电网，避免了微电网并入配电网后对电力系统的扰动问题。本申请中的调度指令与各参数的排序有关，能提高多微电网集群控制协调效率。

Description

多微电网系统电能的调度方法、系统、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及电力系统优化领域，特别涉及一种多微电网系统电能的调度方法、系统、装置及存储介质。
背景技术
随着国民经济的发展，电力需求迅速增长，电网规模也在不断扩大，但与此同时大规模电力系统的弊端日益显露，例如发电成本高，系统维护难度大，对环境不友好等。针对这一系列问题，微电网的概念在本世纪初被提出。在对微电网研究的不断深入中，多个微电网之间的能量协调与控制方法成为微电网发展亟待解决的重要问题，其中功率平衡、微电网接入配电网对电力系统的扰动则是优化多微电网时重点考虑的因素。
目前对多微电网系统的优化研究很多，大多数技术原理在考虑总体微电网功率交换的基础上，使用目标函数来进行优化约束，这些优化目标一般为总体效益最大化，总体成本最小或系统不平衡功率最少。例如在专利CN105515005A中，提出了一种基于开放市场环境下的多微电网系统优化方法，其方法特征在于：
1、收集未来24小时的各微电网的负荷情况和发电情况，各下层微电网根据自身利益最大为目标指定出力计划，并上报给上层决策机构；
2、上层决策机构根据负荷平衡约束，电量传输约束等来制定多微电网的最终优化方案。
但是，现有技术存在以下缺点：未考虑微电网并入配电网对电力系统的扰动问题，以及多微电网之间的发电未构成竞争，不利于微电网发电成本的降低。
因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是目前本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种不影响配电网络的调度方法、系统、装置及存储介质。其具体方案如下：
一种多微电网系统电能的调度方法，应用于由多个微电网组成的多微电网集群，包括：
获取所述多微电网集群中需求侧微电网的负荷需求以及供电侧微电网的供电能力；
获取所述多微电网集群中的电能价格；
根据所述负荷需求、所述供电能力和所述电能价格，按照预设市场规则对所述需求侧微电网和/或所述供电侧微电网排序；
按照供需平衡原则、所述需求侧微电网和所述供电侧微电网的排序先后，生成对多个所述微电网的调度指令；
控制多个所述微电网执行所述调度指令。
优选的，所述获取所述多微电网集群中需求侧微电网的负荷需求以及供电侧微电网的供电能力的过程，具体包括：
对所述多微电网集群中每一个所述微电网执行以下操作：
获取该微电网对应的发电功率预测值和负荷功率预测值；
计算所述发电功率预测值与所述负荷功率预测值的差，得到发用相差功率；
判断所述发用相差功率的正负；
如果所述发用相差功率为正，则判定该微电网为供电侧微电网，将所述发用相差功率的绝对值作为该供电侧微电网的供电能力；
如果所述发用相差功率为负，则判定该微电网为需求侧微电网，将所述发用相差功率的绝对值作为该需求侧微电网的负荷需求。
优选的，所述预设市场规则包括需求侧规则和/或供电侧规则，其中：
所述需求侧规则，具体为按照所述负荷需求对所述需求侧微电网从大到小排序，或按照所述需求侧微电网上报的所述电能价格对所述需求侧微电网从高到低排序；
所述供电侧规则，具体为按照所述供电能力对所述供电侧微电网从大到小排序，或按照所述供电侧微电网上报的所述电能价格对所述供电侧微电网从低到高排序。
优选的，所述获取所述多微电网集群中需求侧微电网的负荷需求以及供电侧微电网的供电能力的过程，具体包括：
每隔预设周期，获取所述多微电网集群中需求侧微电网的负荷需求以及供电侧微电网的供电能力。
优选的，所述预设周期为30分钟。
优选的，所述生成对多个所述微电网的调度指令的过程中，还包括：
当所述需求侧微电网的负荷需求与所述供电侧微电网的供电能力无法达到平衡时，接入备用蓄能设备并生成对所述备用蓄能设备的调度指令。
优选的，所述备用蓄能设备包括电动汽车和/或电池组和/或抽水蓄能电站。
相应的，本发明还公开了一种多微电网系统电能的调度系统，应用于由多个微电网组成的多微电网集群，包括：
第一获取模块，用于获取所述多微电网集群中需求侧微电网的负荷需求以及供电侧微电网的供电能力；
第二获取模块，用于获取所述多微电网集群中的电能价格；
排序模块，用于根据所述负荷需求、所述供电能力和所述电能价格，按照预设市场规则对所述需求侧微电网和/或所述供电侧微电网排序；
规划模块，用于按照供需平衡原则、所述需求侧微电网和所述供电侧微电网的排序先后，生成对多个所述微电网的调度指令；
执行模块，用于控制多个所述微电网执行所述调度指令。
相应的，本发明还公开了一种多微电网系统电能的调度装置，应用于由多个微电网组成的多微电网集群，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上文任一项所述一种多微电网系统电能的调度方法的步骤。
相应的，本发明还公开了一种存储介质，应用于由多个微电网组成的多微电网集群，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文任一项所述一种多微电网系统电能的调度方法的步骤。
本发明公开了一种多微电网系统电能的调度方法，应用于由多个微电网组成的多微电网集群，包括：获取所述多微电网集群中需求侧微电网的负荷需求以及供电侧微电网的供电能力；获取所述多微电网集群中的电能价格；根据所述负荷需求、所述供电能力和所述电能价格，按照预设市场规则对所述需求侧微电网和/或所述供电侧微电网排序；按照供需平衡原则、所述需求侧微电网和所述供电侧微电网的排序先后，生成对多个所述微电网的调度指令；控制多个所述微电网执行所述调度指令。由于本方法应用在多个微电网组成的多微电网集群中，该多微电网集群内部按照供需平衡原则进行电力负荷之间的调节，不需要并入配电网，避免了微电网并入配电网后对电力系统的扰动问题。另外，本方法中的调度指令与各参数的排序有关，能够提高多微电网集群能量控制协调效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中一种多微电网系统电能的调度方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例中一种多微电网系统的结构分布图；
图3为本发明实施例中一种多微电网系统中电能缺额补充示例图；
图4为本发明实施例中一种多微电网系统电能的调度系统的结构分布图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种多微电网系统电能的调度方法，应用于由多个微电网组成的多微电网集群，参见图1所示，包括：
S1：获取所述多微电网集群中需求侧微电网的负荷需求以及供电侧微电网的供电能力；
S2：获取所述多微电网集群中的电能价格；
参见图2所示，本实施例中的多微电网集群由多个微电网组成，并没有包括外部的配电网络，多微电网集群自身即可作为一个配电系统，在该系统内调整功率分配，使得需求侧微电网的负荷需求与供电侧微电网的供电能力达到平衡。
一般来说，步骤S1和步骤S2中信息获取的过程，实际上是各微电网在对各自未来的发电和负荷情况进行预测后，将相关的信息发送给EMS(energy management system，电能管理系统)，通常的预测范围为24小时。
这里也可以认为，本实施例中的多微电网集群是多个临近的微电网接入同一个配电系统中，形成的两层结构：单微电网层和微电网群层。其中，单微电网层具有发电预测、负荷预测、上传信息、下发指令等功能，微电网群层接受来自各单微电网上传的信息，并在基于电力库模式基础上根据各微电网上报电价制定电能转移方案，实现控制电能转移和协调各微电网的作用。
可以理解的是，供电侧微电网i的电能价格Csell(i)应该遵循以下比较式：
Cmin＜Csell(i)＜min{Cdis,Ccost}
式中，Cmin为微电网i分布式电源的发电成本，Csell(i)为微电网i的电能价格，Cdis为发电不足的供电侧微电网从主网购电的电价，Ccost为发电不足的供电侧微电网采用备用燃油机组发电的成本。
当然，需求侧微电网也可以提出自己所要购电的电能价格，只购买低于该电能价格的电能，此处的成本问题不再赘述。
S3：根据所述负荷需求、所述供电能力和所述电能价格，按照预设市场规则对所述需求侧微电网和/或所述供电侧微电网排序；
其中，预设市场规则指能够促进多个微电网之间的电能价格竞争、降低电能价格的规则，这种预设市场规则包括负荷需求更大的需求侧微电网能够获得更多电价优惠和优先权，电能价格更低的供电侧微电网应该更容易完成交易等等，这里并不对预设市场规则进行限定，还可以有其他的预设市场规则。这里可以看出，预设市场规则使得多微电网集群中的电能交易引入电价竞争，既可以保证电价的合理，又可以间接促使各微电网不断降低发电成本，提高效益。
该步骤中可以只对需求侧微电网排序，或只对供电侧微电网排序，或对需求侧微电网和供电侧微电网均进行排序。在只对供电侧微电网或需求侧微电网进行排序时，可以认为未排序的需求侧微电网或供电侧微电网的顺序随机或默认。
S4：按照供需平衡原则、所述需求侧微电网和所述供电侧微电网的排序先后，生成对多个所述微电网的调度指令；
可以理解的是，本实施例中多微电网集群中之所以不与外配电网络进行电能交换，就是因为多微电网集群内部已经达到电能平衡，也即遵循了供需平衡原则。
具体生成对多个所述微电网的调度指令的过程，实际上是对上述参数进行计算匹配并生成一个完整的调度方案的过程，具体的，将需求侧微电网和供电侧微电网按照对应的负荷需求和供电能力，以排序依次匹配和填补，期间保证供需平衡原则，最终得到完整的调度方案，该调度方案中包括对应多个微电网各自的调度指令。明显看出，多个微电网各自的调度指令清楚明确，多微电网集群的能量控制协调效率较高。
S5：控制多个所述微电网执行所述调度指令。
本发明实施例公开了一种多微电网系统电能的调度方法，应用于由多个微电网组成的多微电网集群，包括：获取所述多微电网集群中需求侧微电网的负荷需求以及供电侧微电网的供电能力；获取所述多微电网集群中的电能价格；根据所述负荷需求、所述供电能力和所述电能价格，按照预设市场规则对所述需求侧微电网和/或所述供电侧微电网排序；按照供需平衡原则、所述需求侧微电网和所述供电侧微电网的排序先后，生成对多个所述微电网的调度指令；控制多个所述微电网执行所述调度指令。由于本方法应用在多个微电网组成的多微电网集群中，该多微电网集群内部按照供需平衡原则进行电力负荷之间的调节，不需要并入配电网，避免了微电网并入配电网后对电力系统的扰动问题。另外，本方法中的调度指令与各参数的排序有关，能够提高多微电网集群的能量控制协调效率。
本发明实施例公开了一种具体的多微电网系统电能的调度方法，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。具体的：
步骤S1中所述获取所述多微电网集群中需求侧微电网的负荷需求以及供电侧微电网的供电能力的过程，具体包括：
对所述多微电网集群中每一个所述微电网执行以下操作：
获取该微电网对应的发电功率预测值和负荷功率预测值；
计算所述发电功率预测值与所述负荷功率预测值的差，得到发用相差功率；
判断所述发用相差功率的正负；
如果所述发用相差功率为正，则判定该微电网为供电侧微电网，将所述发用相差功率的绝对值作为该供电侧微电网的供电能力；
如果所述发用相差功率为负，则判定该微电网为需求侧微电网，将所述发用相差功率的绝对值作为该需求侧微电网的负荷需求。
将上述描述写成公式形式就是：ΔPerr(i)＝PDG(i)-Pload(i)，其中PDG(i)是第i个微电网的发电功率预测值，Pload(i)是第i个微电网的负荷功率预测值，当ΔPerr(i)大于0时，说明微电网i发电富余，判定该微电网为供电侧微电网，供电能力也即富余量为Pfull(i)，当ΔPerr(i)小于0时，说明该微电网i发电不足，判定该微电网为需求侧微电网，负荷需求也即不足量为Plack(i)。
进一步的，所述预设市场规则包括需求侧规则和/或供电侧规则，其中：
所述需求侧规则，具体为按照所述负荷需求对所述需求侧微电网从大到小排序，或按照所述需求侧微电网上报的所述电能价格对所述需求侧微电网从高到低排序；
所述供电侧规则，具体为按照所述供电能力对所述供电侧微电网从大到小排序，或按照所述供电侧微电网上报的所述电能价格对所述供电侧微电网从低到高排序。
可以理解的是，需求侧规则和供电侧规则均有两种排序方式，采用不同的排序方式最后得到的预设市场规则，能够保证稳定的供需关系，能够促进多微电网集群中的电能价格竞争，从而达到降低电能价格的目的。
通常情况下，供电侧微电网一般选择按照所述供电侧微电网上报的所述电能价格从低到高排序，需求侧微电网按照所述负荷需求对所述需求侧微电网从大到小排序，例如图3所示，微电网1、2、3作为供电侧微电网，微电网4作为需求侧微电网，图3为生成的调度指令对应的电能缺额补充示例图。
本发明实施例公开了一种具体的多微电网系统电能的调度方法，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。具体的：
所述获取所述多微电网集群中需求侧微电网的负荷需求以及供电侧微电网的供电能力的过程，具体包括：
每隔预设周期，获取所述多微电网集群中需求侧微电网的负荷需求以及供电侧微电网的供电能力。
具体的，所述预设周期为30分钟。
当然，还可以将预设周期设为其他时间段，例如10分钟或1小时，这里不作限制。
进一步的，所述生成对多个所述微电网的调度指令的过程中，还包括：
当所述需求侧微电网的负荷需求与所述供电侧微电网的供电能力无法达到平衡时，接入备用蓄能设备并生成对所述备用蓄能设备的调度指令。
虽然上述实施例中在生成对多个微电网的调度指令时，要求了供需平衡原则，但是当多微电网集群内部无法达到平衡时，则需要接入外部电源或外部负载来使其电能平衡。但是考虑到本发明实施例不能对配电网产生干扰，因此选择备用储能设备作为外部电源或外部负载。
当多微电网集群中的所有需求侧微电网的总负荷需求高出所有供电侧微电网的总供电能力，该备用蓄能设备作为供电电源向该多微电网集群输送电能；相反的，当多微电网集群中的所有需求侧微电网的总负荷需求低于所有供电侧微电网的总供电能力，该备用蓄能设备可作为需求侧负荷接收该多微电网集群输送的电能。
在上述接入备用蓄能设备并生成调度指令的过程中，出于调节电能价格的目的，可以调整备用储能设备的电能电价，具体应满足以下公式：
Cmin＜CEV+(i)＜Csell(i)
Csell(i)＜CEV-(i)＜Ccost(i)
式中，CEV+(i)为备用蓄能设备作为需求侧负荷时的购电电价，又称为下调电能电价，CEV-(i)为该备用储能设备作为供电电源时的售电电价，又称为上调电能电价，Cmin为微电网i分布式电源的发电成本，Csell(i)是备用蓄能设备从微电网i购电的电价，Ccost(i)为微电网i采用备用燃油机组发电的成本。
在这样的电价设置中，由于备用蓄能设备在投入应用时，不论是作为供电电源还是需求侧负荷，都能够获得比平常更多的收益，因此本实施例提高了拥有备用储能设备的用户的积极性，
具体的，所述备用蓄能设备包括电动汽车和/或电池组和/或抽水蓄能电站。由于电池组或抽水蓄能电站都需要更多成本，而电动汽车灵活性更高，每一位用户承担的成本较低，因此电动汽车是一种优选的备用储能设备，避免了使用传统储能设备来储存电能需要的储能成本。
相应的，本发明实施例还公开了一种多微电网系统电能的调度系统，应用于由多个微电网组成的多微电网集群，参见图4所示，包括：
第一获取模块01，用于获取所述多微电网集群中需求侧微电网的负荷需求以及供电侧微电网的供电能力；
第二获取模块02，用于获取所述多微电网集群中的电能价格；
排序模块03，用于根据所述负荷需求、所述供电能力和所述电能价格，按照预设市场规则对所述需求侧微电网和/或所述供电侧微电网排序；
规划模块04，用于按照供需平衡原则、所述需求侧微电网和所述供电侧微电网的排序先后，生成对多个所述微电网的调度指令；
执行模块05，用于控制多个所述微电网执行所述调度指令。
相应的，本发明实施例还公开了一种多微电网系统电能的调度装置，应用于由多个微电网组成的多微电网集群，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上文任一项所述一种多微电网系统电能的调度方法的步骤。
本实施例中有关多微电网系统电能的调服方法的具体细节可以参考上述实施例。
本实施例具有与上述实施例的多微电网系统电能的调度方法相同的有益效果。
相应的，本发明实施例还公开了一种存储介质，应用于由多个微电网组成的多微电网集群，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文任一项所述一种多微电网系统电能的调度方法的步骤。
本实施例中有关多微电网系统电能的调服方法的具体细节可以参考上述实施例。
本实施例具有与上述实施例的多微电网系统电能的调度方法相同的有益效果。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种多微电网系统电能的调度方法、系统、装置及存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种多微电网系统电能的调度方法，其特征在于，应用于由多个微电网组成的多微电网集群，包括：
获取所述多微电网集群中需求侧微电网的负荷需求以及供电侧微电网的供电能力；
获取所述多微电网集群中的电能价格；
根据所述负荷需求、所述供电能力和所述电能价格，按照预设市场规则对所述需求侧微电网和/或所述供电侧微电网排序；
按照供需平衡原则、所述需求侧微电网和所述供电侧微电网的排序先后，生成对多个所述微电网的调度指令；
控制多个所述微电网执行所述调度指令。
2.根据权利要求1所述调度方法，其特征在于，所述获取所述多微电网集群中需求侧微电网的负荷需求以及供电侧微电网的供电能力的过程，具体包括：
对所述多微电网集群中每一个所述微电网执行以下操作：
获取该微电网对应的发电功率预测值和负荷功率预测值；
计算所述发电功率预测值与所述负荷功率预测值的差，得到发用相差功率；
判断所述发用相差功率的正负；
如果所述发用相差功率为正，则判定该微电网为供电侧微电网，将所述发用相差功率的绝对值作为该供电侧微电网的供电能力；
如果所述发用相差功率为负，则判定该微电网为需求侧微电网，将所述发用相差功率的绝对值作为该需求侧微电网的负荷需求。
3.根据权利要求2所述调度方法，其特征在于，所述预设市场规则包括需求侧规则和/或供电侧规则，其中：
所述需求侧规则，具体为按照所述负荷需求对所述需求侧微电网从大到小排序，或按照所述需求侧微电网上报的所述电能价格对所述需求侧微电网从高到低排序；
所述供电侧规则，具体为按照所述供电能力对所述供电侧微电网从大到小排序，或按照所述供电侧微电网上报的所述电能价格对所述供电侧微电网从低到高排序。
4.根据权利要求1至3任一项所述调度方法，其特征在于，所述获取所述多微电网集群中需求侧微电网的负荷需求以及供电侧微电网的供电能力的过程，具体包括：
每隔预设周期，获取所述多微电网集群中需求侧微电网的负荷需求以及供电侧微电网的供电能力。
5.根据权利要求4所述调度方法，其特征在于，
所述预设周期为30分钟。
6.根据权利要求4所述调度方法，其特征在于，所述生成对多个所述微电网的调度指令的过程中，还包括：
当所述需求侧微电网的负荷需求与所述供电侧微电网的供电能力无法达到平衡时，接入备用蓄能设备并生成对所述备用蓄能设备的调度指令。
7.根据权利要求6所述调度方法，其特征在于，
所述备用蓄能设备包括电动汽车和/或电池组和/或抽水蓄能电站。
8.一种多微电网系统电能的调度系统，其特征在于，应用于由多个微电网组成的多微电网集群，包括：
第一获取模块，用于获取所述多微电网集群中需求侧微电网的负荷需求以及供电侧微电网的供电能力；
第二获取模块，用于获取所述多微电网集群中的电能价格；
排序模块，用于根据所述负荷需求、所述供电能力和所述电能价格，按照预设市场规则对所述需求侧微电网和/或所述供电侧微电网排序；
规划模块，用于按照供需平衡原则、所述需求侧微电网和所述供电侧微电网的排序先后，生成对多个所述微电网的调度指令；
执行模块，用于控制多个所述微电网执行所述调度指令。
9.一种多微电网系统电能的调度装置，其特征在于，应用于由多个微电网组成的多微电网集群，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述一种多微电网系统电能的调度方法的步骤。
10.一种存储介质，其特征在于，应用于由多个微电网组成的多微电网集群，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述一种多微电网系统电能的调度方法的步骤。
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