CN109412148A - 计及环境成本与实时电价的可平移负荷模型构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种计及环境成本与实时电价的可平移负荷模型构建方法，将可再生能源出力换算成为可节约的环境成本，再结合现有的实时电价进行整合得到新的电价模型，得到改进的目标负荷模型，进而构建新的可平移负荷模型；同时采用线性交互式通用优化器，即LINGO求解器求解可平移负荷模型，可以快速高效的处理规模较大的线性约束整型二次规划模型，在求解速度和效率上优于传统的有效集法、内点法、粒子群算法等最优化求解算法。该模型纳入微电网的多目标优化调度中，能够更有效地减轻负荷高峰时段电网供电压力，降低电气设备使用的峰值功率，提高可再生能源利用率，最终提高了整个系统运行的可靠性和经济性。

Description

计及环境成本与实时电价的可平移负荷模型构建方法

技术领域

本发明涉及可平移负荷模型相关技术领域，特别是涉及一种计及环境成本与实时电价的可平移负荷模型构建方法。

背景技术

由于环境保护和能源枯竭的双重压力，迫使我们大力发展清洁的可再生能源。高效分布式能源系统的发展潜力和利益空间巨大。微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，实现对负荷多种能源形式的高可靠供给，是实现主动式配电网的一种有效方式，使传统电网向智能电网过渡。为了实现微电网安全、可靠、经济、清洁、高效、互动的目标，需要对系统进行优化运行研究。目前微电网的目标优化大多集中在发电侧控制方面，即通过合理安排系统内可控单元的出力以使定制的目标最优，很少考虑到负荷端需求响应方面。随着经济的飞速发展，负荷不断增长，人们对供电要求也越来越高。城市负荷峰谷差不断增大，为了满足用户对供电安全性、可靠性等的要求，每年需要增加不少发电站、变电站和输电线路，以增加备用容量。但是每年负荷峰值持续时间却相对较短，为保证少数用电高峰日的可靠供电，新建设施增大备用容量，显然非常不经济。装设储能系统虽然是一个解决途径，但其成本过高，且目前各项技术还不够成熟，相比之下，直接对需求侧进行有效管理，缩小峰谷差，显得更为经济有效。需求侧响应是针对用户侧的负荷通过实时电价或其他激励手段以引导用户积极响应。其强调的是用户根据调度指令或电价信号主动进行用电行为调整，以维护整个系统的安全、可靠、稳定运行以及最大效益的节能减排。可平移负荷在不影响用户用电舒适度的情况下，可适当调整其供电时间，是可控性强并满足需求侧响应要求的一类负荷。

目前微电网并网状态下，可平移负荷模型中的目标负荷仅考虑了与实时电价成反比例的关系，来进行负荷需求分布调整，未考虑可再生能源发电所节约的环境成本，因此，无法得到更合理的目标负荷，进而影响可平移负荷模型的有效性。

发明内容

基于此，为了更有效地减轻负荷高峰时段电网供电压力，提高电网运行可靠性和可再生能源利用率，有必要针对目前可平移负荷模型仅考虑实时电价来确立目标负荷的问题，提出一种计及环境成本与实时电价的可平移负荷模型构建方法。

一种计及环境成本与实时电价的可平移负荷模型构建方法，包括：

输入建模的准备数据；

建立可再生能源发电所节约的环境成本；

确立新的电价模型；

提出新的目标负荷模型；

建立可平移负荷模型并求解；

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

并网运行机制下，在可平移负荷建模只考虑实时电价的现有技术的基础上，同时考虑可再生能源出力涉及的环境节约成本，进而对实时电价进行整合，以得到更有效的目标负荷，进而可以得到经济性更优的可平移负荷模型结果；同时选用线性交互式通用优化器，即LINGO求解器求解可平移负荷模型，可以快速高效的处理规模较大的线性约束整型二次规划模型，在求解速度和效率上优于传统的有效集法、内点法、粒子群算法等最优化求解算法。

附图说明

图1为本发明计及环境成本与实时电价的可平移负荷模型构建方法的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附表、附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。

如图1所示为一种可平移负荷模型优化方法的工作流程图，包括：

步骤S101，输入建模的准备数据，具体包括：可平移负荷随时间分布的种类、数目及其用电需求功率，负荷预测数据、可再生能源发电功率预测数据、实时电价、火力发电污染物排放数据；

步骤S102，建立可再生能源发电所节约的环境成本，具体步骤包括：

其中所述C_l，t为环境污染损失成本，p_i为第i种污染物的环境价值标准，单位为元/kg；q_i为第i种污染物的政府收费标准，按每污染当量为12元计算；E_i，t为火力发电时第i种污染物的排放量，单位为g/(kw·h)，WP_t为第t时刻可再生能源发电的预测功率，单位为kw·h；

步骤S103，建立新电价模型的步骤，具体包括：

PR_t＝PR_N，t-PR_wp，t

其中所述PR_N，t为现有的实时电价，PR_wp，t为可再生能源发电可节约的环境成本折合后的电价，所述PR_wp，t，其模型为：

所述P_f，t为t时段负荷平移前的原始预测负荷；

步骤S104，优化的目标负荷模型为：

所述P_obj，t为t时段优化后的目标负荷，所述T为调度周期；

步骤S105，建立可平移负荷模型，包括：可平移负荷目标函数和约束条件，

所述目标函数，具体包括：

load_t＝forecasted_t+shfitin_t-shfitout_t

式中，load_t为t时段平移后的负荷值，forecasted_t为t时段负荷预测值，shfitin_t、shfitout_t为t时段移入和移出的可平移负荷值，T为调度周期；k为可平移负荷种类，K₁为可平移负荷种类总数；x_k，t1，t为第k类可平移负荷从t₁时段移入到t时段的单元数；P_k，1为第k类可平移负荷在第1个工作时段的负荷值；K₂为用电持续一个调度时间段的负荷种类总数；为第k类可平移负荷从t₁时段移入到t-l时段的单元数；L_max为所有可平移负荷单元最大用电持续时间；P_k，(l+1)为第k类平移负荷在第l+1时段的负荷值；为第k类可平移负荷从t时段移出到t₁时段的单元数；为第k类可平移负荷从t-l时段移出到t₁时段的单元数；

所述约束条件，具体包括：

式中，为负荷在平移前第k类负荷在调度时间段t₁的单元数；为负荷在平移后第k类负荷在调度时间段t₁的单元数，所有负荷单元数均为该类负荷第一个用电时段在该调度时段的单元数，平移前后负荷种类不变，即K₁＝K₁′；s_k，t为最早可能转入时段；d_k，t为第k类可平移负荷的平移裕度；

步骤S106，利用lingo软件，采用分支定界法，求解可平移负荷模型，输出平移结果。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种计及环境成本与实时电价的可平移负荷模型构建方法，其特征在于，包括：

输入建模的准备数据；

建立可再生能源发电所节约的环境成本；

确立新的电价模型；

提出新的目标负荷模型；

建立可平移负荷模型并求解。

2.根据权利要求1所述的一种计及环境成本与实时电价的可平移负荷模型构建方法，其特征在于，

所述输入建模的准备数据，具体包括：

可平移负荷随时间分布的种类、数目及其用电需求功率、负荷预测数据、可再生能源发电功率预测数据、实时电价、火力发电污染物排放数据；

所述火力发电污染物排放数据，具体包括：

不同种类污染物的排放量、环境价值标准、政府收费标准以及污染当量。

3.根据权利要求1或2所述的一种计及环境成本与实时电价的可平移负荷模型构建方法，其特征在于，

所述建立可再生能源发电所节约的环境成本的步骤，具体包括：

其中所述C_t为环境污染损失成本，p_i为第i种污染物的环境价值标准；q_i为第i种污染物的政府收费标准；E_i,t为火力发电时t时段第i种污染物的排放量；WP_t为第t时段可再生能源发电的预测功率。

4.根据权利要求3所述的一种计及环境成本与实时电价的可平移负荷模型构建方法，其特征在于，

建立所述新的电价模型，其步骤具体包括：

PR_t＝PR_N,t-PR_wp,t

其中所述PR_N,t为现有的实时电价，PR_wp,t为可再生能源发电可节约的环境成本折合后的电价，所述PR_wp,t，其模型为：

所述P_f,t为t时段负荷平移前的原始预测负荷。

5.根据权利要求4所述的一种计及环境成本与实时电价的可平移负荷模型构建方法，其特征在于，所述新的目标负荷模型为：

所述P_obj,t为t时段优化后的目标负荷，所述T为调度周期。

6.根据权利要求5所述的一种计及环境成本与实时电价的可平移负荷模型构建方法，其特征在于，

建立所述可平移负荷模型，具体包括：

所述load_t为可平移负荷移动后的负荷；

求解可平移负荷模型，其方法为采用线性交互式通用优化器，即LINGO软件求解。