CN111105254A - 一种用于微网能量路由器的去中心化调度修正模型 - Google Patents

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Abstract

一种用于微网能量路由器的去中心化调度修正模型，包括：基于能量路由器当天已监测到的家庭历史用户光伏和负荷数据，超短期预测用户实时光伏发电和负荷用能数据，计算用户实时投标量和日前预测投标量偏差量；根据偏差量的正负，制定用户出售偏差量电价和用户购买偏差量电价；根据偏差量大小，引入优化排序模型，通过用户间去中心化多边交易偏差量来缩小计划和日内实时调度的偏差，对日前的调度计划进行滚动修正。本发明依据偏差量惩罚收费机制制定购售偏差量所需的价格，反应电力市场实际运行机制；偏差量的交易修正环节，制定用户偏差量交易机制实现对用户偏差量的日内实时去中心化调度修正，保障用户用电舒适度和电网发用电的实时平衡。

Description

一种用于微网能量路由器的去中心化调度修正模型
技术领域
本发明涉及电力市场交易算法领域，具体的说是涉及一种用于微网能量路由器的去中心化调度修正模型。
背景技术
随着分布式可再生能源（光伏、风电）的高比例渗透，传统的电能消费用户逐渐转变成为产销型用户。拥有光伏等分布式可再生能源的产销型用户根据产能和自身的用能情况，其既能在缺电的时候进行购电，也能在产能剩余时进行售电，具备能源供应和能源需求的双重身份。在电力市场用户侧深入改革的背景下，“自发自用，户户交易”的用户间点对点的电能交易模式正逐渐被接受和应用，电能作为一种商品，在用户侧进行交易，充分调动了电力市场内各用户参与的积极性，提高了电力市场活力、资源配置效率、和能源利用率。现在用户间点对点电能交易机制大都如下：能量路由器根据用户历史光伏生产功率和负荷用能情况，预测用户日前的产用能数据；用户根据预测的产用能数据对多余电能进行估价，然后根据预期收益目标，对其多余电能进行最优报价，并将各自信息（包括投标电量和报价）传递给分布式交易平台进行竞拍；平台基于已制定的交易规则，对用户间电能资源进行配置，确定日前的电能交易和调度策略，用户之间达成协议，在指定的时间进行供电并供应协定的电量，最终实现用户间点对点的直接电能交易。在将来，平台对电能质量和用户对电能供用电可靠性的需求将越来越高；而在实际系统运行中，受外界因素影响，现有的日前市场制定的发用电计划和实际发用电计划可能存在较大偏差，使电网实时运行出现不平衡问题，严重了影响电网的安全稳定运行和电力市场内用户参与的积极性。
发明内容
针对现有技术存在的难题，本发明一种用于微网能量路由器的去中心化调度修正模型，用于健全用户侧电力市场用户直接交易机制，解决现有的用户间点对点电能交易机制下日前市场制定的发用电计划和实际发用电计划之间的电能调度偏差问题。
一种用于微网能量路由器的去中心化调度修正模型的设计方法，所述方法步骤如下：
步骤S10：基于能量路由器当天已监测到的家庭历史用户光伏和负荷数据，超短期预测用户实时光伏生产功率和负荷用能数据，得到用户日内实际可投标量，计算得到实时投标量和日前预测投标量偏差量；
步骤S20：由于用户偏差量有正负之分，制定出用户出售偏差量电价和用户购买偏差量电价；
步骤S30：根据用户日内投标量和日前预测投标量偏差量大小，引入优化排序模型，通过用户间去中心化多边交易偏差量来缩小计划和日内实时调度的偏差，对日前的调度计划进行滚动修正。
工作原理：
由于光伏等分布式可再生能源发电具有间歇性、波动性的特点，受外界因素影响较大。在现有的用户间点对点电能交易模式下，基于日前市场预测确定的用户间电能交易和调度策略：交易电量和交易价格，与实际发用电计划存在较大偏差。因此，用户间点对点电能交易模式下，对日内实际投标量和日前预测投标量偏差量修正策略的研究是非常必要的。本专利借鉴合约违约惩罚作为违反合约的责任承担方式，引入电能偏差量惩罚收费机制，制定电能偏差量购售价格。在目前的用户间点对点电能交易机制下引入偏差量惩罚收费机制，并以此制定购售偏差量所需的价格，可以更真实的反应电力市场实际运行机制。在偏差量的交易修正环节，引入优化排序法，根据偏差量的大小对购售偏差量两类用户进行排序，优先对其进行内部匹配修正，保障用户用电舒适度和电网发用电的实时平衡，具有很大的实用推广价值。
进一步地，所述步骤S10中的确定用户实时投标量和日前预测投标量偏差量的方法：
实际投标量：基于超短期预测的用户实时光伏生产功率与负荷用能的差值，以此来确定用户实时投标量和日前预测投标量偏差量。
工作原理：
基于能量路由器当天已监测到的家庭历史用户光伏和负荷数据，应用超短期预测技术，得到用户的实时光伏生产功率和负荷的用能情况，得到用户实际可投标量，通过与日前交易调度策略协定的投标量比较，确定用户实时投标量和日前预测投标量偏差量大小。
进一步地，所述步骤S20中的制定出用户出售偏差量电价和用户购买偏差量电价的方法包括：
步骤S21：确定日内实时市场运行机制，统一并网电价；
步骤S22：引入偏差量惩罚收费机制，对购买偏差量的征收惩罚费。
工作原理：
电力市场建立的关键是确定电力市场交易规则和竞价机制。实时市场主要为了保障电网发用电的实时平衡，在日前发用电计划的基础上形成实际的发用电计划，保障电网的安全稳定运行，因此，日内实时电力市场应集中出清，设置电价统一为并网电价，但为避免用户故意增大自己的偏差量以获得更便宜的电价情况，结合日内电力市场的特点，创新性的引入了偏差量惩罚收费机制，对于购买偏差电量的用户会由国网在并网电价基础上额外征收偏差惩罚费，从而促进电力市场的良性竞争。
进一步地，所述步骤S30中的确定用户偏差量日内去中心化调度修正策略的方法包括：
步骤S31：根据用户偏差量的正负，对用户进行分类；
步骤S32：引入优化排序法，根据偏差量的大小基于优化排序模型对两类用户进行排序；
步骤S33：确定用户偏差量交易策略，实现用户偏差量日内去中心化调度修正。
工作原理：
根据用户的日内实时光伏产电光伏生产功率和负荷的用能情况，用户的偏差量有正有负，对其进行定义：用户实时电力市场与日前电力市场投标量偏差为正，此时用户作为出售偏差用户；用户实时电力市场与日前电力市场投标量偏差为负，此时用户作为购买偏差用户。然后根据偏差量大小基于优化排序模型分别对两类用户进行排序，得到偏差量由多到少为顺序的状态序列。制定用户偏差量交易机制：将两个用户群从上至下，逐一进行匹配，直到两个用户群中任意一个用户群的偏差量被调整完毕，此时另一个用户群的剩余用户的偏差量由电网进行调整，实现对用户偏差量的日内实时去中心化调度修正。
一种用于微网能量路由器的去中心化调度修正模型，能够实现家庭用户对其实时投标量与日前投标量产生偏差量进行调节。基于优化排序法去中心化调度修正模型，用户对偏差量进行去中心化交易，最小化偏差量，满足了用户对于供用电可靠性的要求；同时该方法也解决了家庭用户间电能供需平衡的问题，大大减少了过多的偏差量对电网的冲击，保障电网的安全稳定运行。
附图说明
图1是本发明用户偏差量日内修正策略流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
由于光伏等分布式可再生能源发电具有间歇性、波动性的特点，受外界因素影响较大。在现有的用户间点对点电能交易模式下，基于日前市场预测确定的用户间电能交易和调度策略：交易电量和交易价格，与实际发用电计划存在较大偏差。因此，用户间点对点电能交易模式下，对日内实际投标量和日前预测投标量偏差量修正策略的研究是非常必要的。本专利借鉴合约违约惩罚作为违反合约的责任承担方式，引入电能偏差量惩罚收费机制，制定电能偏差量购售价格。在目前的用户间点对点电能交易机制下引入偏差量惩罚收费机制，并以此制定购售偏差量所需的价格，可以更真实的反应电力市场实际运行机制。在偏差量的交易修正环节，引入优化排序法，根据偏差量的大小对购售偏差量两类用户进行排序，优先对其进行内部匹配修正，保障用户用电舒适度和电网发用电的实时平衡，具有很大的实用推广价值。
实时投标量和日前预测投标量偏差量确定方法：基于能量路由器当天已监测到的家庭历史用户光伏和负荷数据，超短期预测可得日内实时阶段用户光伏功率
Figure DEST_PATH_IMAGE001
和负荷功率
Figure DEST_PATH_IMAGE002
，实时阶段净功率
Figure DEST_PATH_IMAGE003
即日内售电用户投标量，由此可得到超短期预测下各用户的日内投标量和日前投标量偏差量：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
（1）
Figure DEST_PATH_IMAGE005
（2）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE006
表示i用户h时刻日内与日前阶段投标量的偏差量，
Figure DEST_PATH_IMAGE007
表示i用户h时刻日内投标量，
Figure DEST_PATH_IMAGE008
表示i用户h时刻日前阶段投标量。根据偏差值正负，我们可以将微网内用户在日内阶段划分为出售偏差电量用户和购买偏差电量用户两类用户，对偏差量进行去中心化交易，最小化偏差量，追踪日前购售电策略。若
Figure DEST_PATH_IMAGE009
，表示日内阶段比日前阶段预测投标量多，偏差值为正，该用户作为出售偏差电量用户；若
Figure DEST_PATH_IMAGE010
，表示日内阶段比日前阶段预测投标量少，偏差值为负，该用户为购买偏差电量用户。
用户出售偏差量电价和用户购买偏差量电价确定方法：实时市场主要为了保障电网发用电的实时平衡，在日前发用电计划的基础上形成实际的发用电计划，保障电网的安全稳定运行，因此，日内实时电力市场应集中出清，设置电价统一为并网电价，但为避免用户故意增大自己的偏差量以获得更便宜的电价情况，对于购买偏差电量的用户会由国网在并网电价基础上额外征收偏差惩罚费，从而促进电力市场的良性竞争。
用户出售偏差量电价和用户购买偏差量电价分别表示为：
Figure DEST_PATH_IMAGE011
（3）
Figure DEST_PATH_IMAGE012
（4）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE013
表示用户出售偏差量电价，
Figure DEST_PATH_IMAGE014
表示用户购买偏差量电价，
Figure DEST_PATH_IMAGE015
表示国网对购买偏差量用户单位偏差量的惩罚费。
用户偏差量日内去中心化调度修正策略确定方法：偏差量越大，说明其他因素对实时调度影响越大。因此，引入优化排序法，根据偏差量的大小基于优化排序模型分别对竞拍者和拍卖者两类用户进行排序，设置排队参数。
Figure DEST_PATH_IMAGE016
（5）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE018
表示用户i实时电力市场与日前电力市场投标量偏差为正，此时用户i作为出售偏差用户；
Figure DEST_PATH_IMAGE019
表示用户i实时电力市场与日前电力市场投标量偏差占所有售电用户偏差量之和的比值。
Figure DEST_PATH_IMAGE020
（6）
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE021
表示用户j实时电力市场与日前电力市场投标量偏差为负，此时用户j作为购买偏差用户；
Figure DEST_PATH_IMAGE022
表示j购买偏差用户实时电力市场与日前电力市场投标量偏差占所有出售偏差用户偏差量之和的比值。
以
Figure DEST_PATH_IMAGE023
和
Figure DEST_PATH_IMAGE024
作为排队依据，分别对出售偏差用户群和购买偏差用户群进行排序，可以得到以偏差量由多到少为顺序的状态序列。将两个用户群从上至下，逐一进行匹配，直到两个用户群中任意一个用户群的偏差量被调整完毕，此时另一个用户群的剩余用户的偏差量由电网进行调整。分别对实时电力市场所有时刻进行日内滚动去中心化调度修正，可实现对实时电力市场一天内偏差量调节，确定最终运行日用户购售电投标量。

Claims (4)

1.一种用于微网能量路由器的去中心化调度修正模型，其特征在于：包括：
步骤S10：基于微网能量路由器当天已监测到的家庭历史用户光伏和负荷数据，超短期预测用户实时光伏生产功率和负荷用能数据，得到用户日内实际可投标量，计算得到实时投标量和日前预测投标量偏差量；
步骤S20：由于用户偏差量有正负之分，制定出用户出售偏差量电价和用户购买偏差量电价；
步骤S30：根据用户日内投标量和日前预测投标量偏差量大小，引入优化排序模型，通过用户间去中心化多边交易偏差量来缩小计划和日内实时调度的偏差，对日前的调度计划进行滚动修正。
2.根据权利要求1所述的一种用于微网能量路由器的去中心化调度修正模型，其特征在于：所述步骤S10中的确定用户实时投标量和日前预测投标量偏差量的方法：
实际投标量：基于超短期预测的用户实时光伏生产功率与负荷用能的差值，以此来确定用户实时投标量和日前预测投标量偏差量。
3.根据权利要求1所述的一种用于微网能量路由器的去中心化调度修正模型，其特征在于：所述步骤S20中的制定出用户出售偏差量电价和用户购买偏差量电价的方法具体为：
步骤S21：确定日内实时市场运行机制，统一并网电价；
步骤S22：引入偏差量惩罚收费机制，对购买偏差量的征收惩罚费。
4.根据权利要求1所述的一种用于微网能量路由器的去中心化调度修正模型，其特征在于：所述步骤S30中的确定用户偏差量日内去中心化调度修正策略的方法具体为：
步骤S31：根据用户偏差量的正负，对用户进行分类；
步骤S32：引入优化排序法，根据偏差量的大小基于优化排序模型对两类用户进行排序；
步骤S33：确定用户偏差量交易策略，实现用户偏差量日内去中心化调度修正。
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CN112215612A (zh) * 2020-09-28 2021-01-12 国网甘肃省电力公司电力科学研究院 基于区块链的光伏消纳优化方法及系统

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CN112215612A (zh) * 2020-09-28 2021-01-12 国网甘肃省电力公司电力科学研究院 基于区块链的光伏消纳优化方法及系统
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