CN114362138A - 一种适用于水资源丰富地区的“源-荷-网-储”微电网 - Google Patents

一种适用于水资源丰富地区的“源-荷-网-储”微电网 Download PDF

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CN114362138A
CN114362138A CN202111435128.7A CN202111435128A CN114362138A CN 114362138 A CN114362138 A CN 114362138A CN 202111435128 A CN202111435128 A CN 202111435128A CN 114362138 A CN114362138 A CN 114362138A
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段冬东
王昊
张华伟
高静
王二林
刘科
喻鹏
吴艳春
朱静波
朱爱民
钟建华
朱志伟
齐喆
陈俊睿
孙灵玉
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Queshan Power Supply Company State Grid Henan Electric Power Co
Zhumadian Power Supply Co of State Grid Henan Electric Power Co Ltd
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Queshan Power Supply Company State Grid Henan Electric Power Co
Zhumadian Power Supply Co of State Grid Henan Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种适用于水资源丰富地区的“源‑荷‑网‑储”微电网，它包括微电网系统，微电网系统包括资源数据汇聚单元、数据分析及模型服务单元和智能分析及可视化展示单元，数据分析及模型服务单元包括微电网主动调峰服务能量管理模块、微电网经济技术最优化服务模块、综合能源系统物理及经济性服务模块和基于需求侧响应下微电网运行策略服务模块，微电网主动调峰服务能量管理模块包括基于PTR激励的需求响应策略、电池模型和可再生能源模型，综合能源系统物理及经济性服务模块包括独立型电力设备单元和耦合型电力设备单元；本发明具有投资小、供电可靠、具备发电、供电及储能功能、提升供电能力的优点。

Description

一种适用于水资源丰富地区的“源-荷-网-储”微电网
技术领域
本发明属于新能源技术领域，具体涉及一种适用于水资源丰富地区的“源-荷-网-储”微电网。
背景技术
确山县西南部位邻南阳市，属桐柏山、伏牛山余脉，天目山、薄山湖、薄山林场均位于此处，区域内分支河流较多，水资源丰富，目前此处10千伏配电线路长，供电质量差，主要由35千伏李新店变的李供1线路供电，常规供电方案为架设10千伏线路、安装变压器及低压供电线路，投资大、收益慢，随着居民客户对供电质量和供电可靠性要求的提高，常规供电方案无法满足居民客户供电质量和供电可靠性；因此，提供一种投资小、供电可靠、具备发电、供电及储能功能、提升供电能力的一种适用于水资源丰富地区的“源-荷-网-储”微电网是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种投资小、供电可靠、具备发电、供电及储能功能、提升供电能力的一种适用于水资源丰富地区的“源-荷-网-储”微电网。
本发明的目的是这样实现的：一种适用于水资源丰富地区的“源-荷-网-储”微电网，它包括微电网系统，所述的微电网系统包括资源数据汇聚单元、数据分析及模型服务单元和智能分析及可视化展示单元，所述的数据分析及模型服务单元包括微电网主动调峰服务能量管理模块、微电网经济技术最优化服务模块、综合能源系统物理及经济性服务模块和基于需求侧响应下微电网运行策略服务模块，所述的微电网主动调峰服务能量管理模块包括基于PTR激励的需求响应策略、电池模型和可再生能源模型，所述的综合能源系统物理及经济性服务模块包括独立型电力设备单元和耦合型电力设备单元，所述的独立型电力设备单元包括光伏DG模型、输配电网络模型和储能电池模型，所述的耦合型电力设备单元包括气-电耦合模型、电-气耦合模型、电-热耦合模型、气-热耦合模型、热-冷耦合模型、电-冷耦合模型、电-热-气耦合模型和电-气-热-冷耦合模型，所述的基于需求侧响应下微电网运行策略服务模块包括需求侧响应策略模型和需求侧响应优化模型。
所述的基于PTR激励的需求响应策略包括直接负荷控制(DLC)、可中断/削减服务(I/C)、紧急需求响应(EDRP)、容量市场服务(CAP)以及辅助服务市场(A/S)等，目的都是减少高峰或系统紧急时刻的用电量，当微电网系统主动参与负荷需求侧管理及对系统调峰的影响可用图(6)表示，图中包含两条负荷曲线，一条不参与需求响应的负荷曲线，另一条参与需求响应后的负荷曲线，一天中用电高峰时段假设从T1时刻到T2时刻，图中阴影面积代表调峰减少的总电能，此时定义两个评估调峰服务效果指标，一个为峰值削减总量(PSQI),代表联络线峰值被削减的多少，另一个为峰值削减能力(PSAI)，代表联络线削减的电能占一天传输总量的比率，这两个指标可用来评估微电网系统参与主网需求响应的效果，具体为：
Figure BDA0003381528100000021
Figure BDA0003381528100000022
其中PL(t)和
Figure BDA0003381528100000023
分别代表联络线t时刻参与需求响应之前和之后的功率，PSQI和PSAI可通过下式计算得到：
Figure BDA0003381528100000031
所述的电池模型目的是补偿能源生产和需求的不平衡，其充放电状态为：QcSoc,min≤QS(t)≤QcSoc,max，其中QS(t)代表t时刻电池能量状态，Qc代表能量容量率，所述的Soc,min和Soc,max代表最小和最大充电状态值(0～1之间)，当电池充放电过程中，其充放电功率约束为：
Figure BDA0003381528100000032
其中
Figure BDA0003381528100000033
和
Figure BDA0003381528100000034
代表充电和放电功率，
Figure BDA0003381528100000035
和
Figure BDA0003381528100000036
代表充电功率和放电功率的上限，因此，电池充电过程及能量状态为：
Figure BDA0003381528100000037
其中QS(t+1)代表t+1时刻电池能量状态，ηc和ηd分别代表电池充电放电效率，电池能量状态控制约束为：QS(T)＝Qend，其中QS(T)代表电池下一周期结束时能量状态，Qend是一个常数，表示电池在周期结束时不能为零，以便下个周期可用；所述的可再生能源依赖于气象预测数据，其上下限约束为：
Figure BDA0003381528100000038
Figure BDA0003381528100000039
其中Pi WT(t)、Pi PV(t)和Pi HL(t)分别代表风电、光伏和水电在t时刻的输出，
Figure BDA00033815281000000310
和
Figure BDA00033815281000000311
分别代表风电、光伏和水电的输出的上限。
所述的独立型设备单元中的光伏DG模型具体为：PPV＝ξcosθηmAPηP，其中ξ表示光照辐射强度，θ表示光照在太阳能电板的入射角度，ηm表示MPPT控制器的效率(主要受工作温度影响)，AP表示太阳能板的面积，ηP表示太阳能板电池板的效率，同时，光度DG模型的经济模型可概括为
Figure BDA00033815281000000312
其中CPV表示光伏DG模型的成本项(包含初始投资成本
Figure BDA00033815281000000313
安装成本
Figure BDA00033815281000000314
和运维成本
Figure BDA00033815281000000315
)，BPV表示光伏DG模型的收益项，包含发电收益(即上网电量
Figure BDA00033815281000000316
与上网电价
Figure BDA00033815281000000317
的乘积)、卖电收益(即交易电量
Figure BDA0003381528100000041
与交易电价
Figure BDA0003381528100000042
的乘积)以及节约的购电成本(即自发自用电量
Figure BDA0003381528100000043
与购电电价pt的乘积)；所述的输配电网络模型具体为：PL＝ULI＝PL0(1-ηL)＝UL0I(1-ηL)，其中PL表示流经输配电网络后的输出功率(等于输出端电压UL与工作电流I的乘积)，PL0表示输配电网络的输入功率(等于输入端电压UL0与工作电流I的乘积)，ηL表示网络损耗(包含线路损耗和变电站损耗)，同时，输配电网络模型的经济性模型可概括为：
Figure BDA0003381528100000044
BEL＝EELpEL，其中CEL表示输配电网络模型的成本项(包含线路投资成本
Figure BDA0003381528100000045
运维成本
Figure BDA0003381528100000046
以及变电站的投资成本
Figure BDA0003381528100000047
和运维成本
Figure BDA0003381528100000048
)，BEL表示输配电网络模型的收益项(等于输配电量EEL与输配电价pEL的乘积)；所述的储能电池模型具体为：
Figure BDA0003381528100000049
其中Soc(t)和Soc(t0)分别表示储能电池在t和t0时刻的剩余电量，δ表示储能电池的自放电率，Δt表示t0到t的时间跨度，Pch和Pdis分别表示储能电池的充放电功率，ηch和ηdis分别表示储能电池的充放电效率，同时，储能电池模型的经济性模型可概括为：
Figure BDA00033815281000000410
其中CSTE表示储能电池模型的成本项(包含初始投资成本
Figure BDA00033815281000000411
安装成本
Figure BDA00033815281000000412
运维成本
Figure BDA00033815281000000413
以及充放电成本
Figure BDA00033815281000000414
)，BSTE表示储能电池模型的收益项(等于电池的放电电量
Figure BDA00033815281000000415
与放电当时的电价
Figure BDA00033815281000000416
的乘积)。
所述的耦合型设备单元中的气-电耦合模型具体为：
Figure BDA00033815281000000417
其中PFC表示输出电功率，
Figure BDA00033815281000000418
表示氢气消耗量，VFC表示电堆电压，NFC表示单体串联个数，F表示Faraday常数，z表示每次反应电子转移数，同时气-电耦合模型的经济性模型可概括为：
Figure BDA0003381528100000051
其中CFC表示气-电耦合模型的成本项(包含初始投资成本
Figure BDA0003381528100000052
安装成本
Figure BDA0003381528100000053
运维成本
Figure BDA0003381528100000054
以及耗氢成本
Figure BDA0003381528100000055
)，BFC表示气-电耦合模型的收益项(等于出力电量
Figure BDA0003381528100000056
与电价
Figure BDA0003381528100000057
的乘积)；所述的电-气耦合模型具体为：
Figure BDA0003381528100000058
其中
Figure BDA0003381528100000059
表示制氢产量，ai(i＝1,2...,5)表示Faraday效率相对系数，TCL表示工作温度，ICL表示电流，Acell表示电池面积，NCL表示串联电池个数，PCL表示输出功率，UCL表示电压，F表示Faraday常数，z表示每次反应电子转移数，同时电-气耦合模型的经济性模型可概括为：
Figure BDA00033815281000000510
其中
Figure BDA00033815281000000511
表示电-气耦合模型的成本项(包含初始投资成本
Figure BDA00033815281000000512
运维成本
Figure BDA00033815281000000513
以及电解成本
Figure BDA00033815281000000514
)，
Figure BDA00033815281000000515
表示电-气耦合模型的收益项(等于制氢产量
Figure BDA00033815281000000516
与氢气价格
Figure BDA00033815281000000517
的乘积)；所述的气-热耦合模型具体为：
Figure BDA00033815281000000518
其中qGHB(t)表示热输出功率，VGHB(t)表示t时段的天然气消耗量，LNG表示天然气的低拉热值，ηGHB表示热效率，Δt表示时间步长，同时气-热耦合模型的经济性模型可概括为：
Figure BDA00033815281000000519
其中CCHB表示气-热耦合模型的成本项(包含初始投资成本
Figure BDA00033815281000000520
运维成本
Figure BDA00033815281000000521
以及天然气消耗成本
Figure BDA00033815281000000522
)，BCHB表示气-热耦合模型的收益项(等于供热面积SCHB与单位面积供热价格
Figure BDA00033815281000000523
的乘积)。
所述的耦合型设备单元中的热-冷耦合模型具体为：
Figure BDA00033815281000000524
其中QAC表示输出冷功率，
Figure BDA00033815281000000525
表示热力系数，
Figure BDA00033815281000000526
表示输入冷功率，WS表示输入热蒸汽流量，hs1和hs2分别表示热蒸汽比焓和凝结水比焓，同时气-热耦合模型的经济性模型可概括为：
Figure BDA0003381528100000061
其中CAC表示热-冷耦合模型的成本项(包含初始投资成本
Figure BDA0003381528100000062
运维成本
Figure BDA0003381528100000063
以及热能消耗成本
Figure BDA0003381528100000064
)，BAC表示热-冷耦合模型的收益项(等于工作时间TAC、单位时间供冷价格
Figure BDA0003381528100000065
供冷面积SAC以及单位面积供冷价格
Figure BDA0003381528100000066
的乘积)；所述的电-热-气耦合模型具体为：
Figure BDA0003381528100000067
其中ηP.CHP、ηQ.CHP、ηY.CHP分别表示发电效率、供热效率、
Figure BDA00033815281000000630
效率，PP.CHP、PQ.CHP、PF.CHP分别表示发电量、供热量、输入总能量，EP.CHP、EQ.CHP、EF.CHP分别表示输出电能、输出热能、输出总能量，同时电-热-气耦合模型的经济性模型可概括为：
Figure BDA0003381528100000068
其中CCHP表示电-热-气耦合模型的成本项(包含初始投资成本
Figure BDA0003381528100000069
运维成本
Figure BDA00033815281000000610
以及天然气消耗成本
Figure BDA00033815281000000611
)，BCHP表示电-热-气耦合模型的收益项(等于出力电量
Figure BDA00033815281000000612
电力价格
Figure BDA00033815281000000613
乘积与供热面积
Figure BDA00033815281000000614
以及单位面积供热价格
Figure BDA00033815281000000615
乘积之和)；所述的电-气-热-冷耦合模型具体为：
Figure BDA00033815281000000616
Figure BDA00033815281000000617
其中
Figure BDA00033815281000000618
表示发电功率，WCCHP.N表示单台发电功率，NCCHP表示运行台数，
Figure BDA00033815281000000619
表示输出冷功率，
Figure BDA00033815281000000620
表示制冷系数，
Figure BDA00033815281000000621
表示输入电功率，
Figure BDA00033815281000000622
表示输出热功率，
Figure BDA00033815281000000623
表示天然气消耗量，
Figure BDA00033815281000000624
和
Figure BDA00033815281000000625
分别表示热效率和热损失率，FCCHP表示输入的燃料总量，Hlow表示燃料低位发热值，ηCCHP表示
Figure BDA00033815281000000626
功率，EP、EC、EQ分别表示电量
Figure BDA00033815281000000627
冷量
Figure BDA00033815281000000628
热量
Figure BDA00033815281000000629
ηRER表示一次能源利用率，PCCHP、CCCHP、QCCHP分别表示输出的电量、冷量、热量，同时电-气-热-冷耦合模型的经济性模型可概括为：
Figure BDA0003381528100000071
Figure BDA0003381528100000072
其中CCCHP表示电-气-热-冷耦合模型的成本项(包含初始投资成本
Figure BDA0003381528100000073
运维成本
Figure BDA0003381528100000074
以及天然气消耗成本
Figure BDA0003381528100000075
)，BCCHP表示电-气-热-冷耦合模型的收益项(等于出力电量
Figure BDA0003381528100000076
电力价格
Figure BDA0003381528100000077
乘积与供热面积
Figure BDA0003381528100000078
单位面积供热价格
Figure BDA0003381528100000079
乘积以及供冷面积
Figure BDA00033815281000000710
单位面积供热价格
Figure BDA00033815281000000711
乘积之和)。
所述的基于需求侧响应下的微电网运行策略服务模块中的需求侧响应策略模型具体为：若设备k要获得最优运行，必须保持开通，且在允许的时间范围内运行，即：
Figure BDA00033815281000000712
二进制变量flagk是第k个设备的开/关状态，flagk＝1表示设备在此期间为开通状态，flagk＝0表示关断，spank指第k个设备的运行区间，ESTk和LFTk分别表示最早开始时间和最迟结束时间，为了使可调度设备在连续的时间间隔内运行，需加限制，即：
Figure BDA00033815281000000713
二进制变量ONk(t)指设备k是否在时间间隔t期间内打开，ONk(t)＝1表示设备k在时间间隔t中打开，二进制变量OFFk(t)指设备k是否在时间间隔t内关闭，OFFk(t)＝1表示设备k在时间间隔t中关闭，ONk(t)与OFFk(t)的关系和设备运行状态为：
Figure BDA00033815281000000714
在设备打开和关闭时，需加约束条件对其进行保护，即：
Figure BDA00033815281000000715
所述的基于需求侧响应下的微电网运行策略服务模块中的需求侧响应优化模型的目标函数是微电网系统成本费用最小化，具体为：
Figure BDA00033815281000000716
NPCUk是k个组件的成本，Nk是第k个组件的数量/容量，NWT和NBall是整数决策变量，NPV和NInv是连续决策变量，由于限制了储能系统的充放电速率、可调度负荷能力及可再生能源发电量的不可控性。为了克服此问题，需增加耗电变量：
Figure BDA0003381528100000081
Ploadncl(t)、Ploadcl(t)、PEESch(t)、Ploaddump(t)和PEESdis(t)分别指不可调度负荷功率、可调度负荷功率、电池充电电能、多余负荷功率和电池放电电能。
本发明的有益效果：本发明为适用于水资源丰富地区的“源-荷-网-储”微电网，在使用中，资源数据汇聚单元平台通过能量管理中心模块进行多源电网数据汇聚，实现源网荷储协同，实现电源侧、储能侧、需求侧数据的实时接入和管理；数据分析及模型服务单元为电力业务提供主动调峰服务、经济技术最优化服务、综合能源物理及经济性服务以及需求侧响应运行策略服务，同时平台构建了丰富的电力模型库，覆盖需求侧响应、负荷预测、新能源性能评估等模型算法，为实现区域内多能互补以及电网削峰填谷提供支撑，有效降低发电测与耗电侧不平衡，提高供电能力，需求侧响应优化模型有效降低成本费用，降低投资，基于PTR激励的需求响应策略在满足一般居民客户正常用电的情况下，多余电量上网，实现一般居民客户用电自给自足，盈余电量能够收益；智能分析及可视化展示平台提供丰富的数据可视化组件，业务人员可结合实际需求利用平台的数据和模型对“源网荷储”微电网系统进行智能自主分析，分析结果可在平台进行多维可视化展示；本发明的微电网系统具有发电、供电、储能等功能，满足一般居民客户日常用电需求，多余电量能够上网，相比于传统的架设10千伏线路、安装变压器及低压供电线路供电方案，具有投资小、供电可靠、自动化程度高、提升供电质量和供电可靠性等优势；本发明具有投资小、供电可靠、具备发电、供电及储能功能、提升供电能力的优点。
附图说明
图1为本发明一种适用于水资源丰富地区的“源-荷-网-储”微电网的整体结构示意图视图。
图2为本发明一种适用于水资源丰富地区的“源-荷-网-储”微电网的资源数据汇聚单元结构图示意图。
图3为本发明一种适用于水资源丰富地区的“源-荷-网-储”微电网的储能电池电能流向示意图。
图4为本发明一种适用于水资源丰富地区的“源-荷-网-储”微电网的数据分析及模型服务单元结构示意图。
图5为本发明一种适用于水资源丰富地区的“源-荷-网-储”微电网的微电网主动调峰服务能量管理模块结构示意图。
图6为本发明一种适用于水资源丰富地区的“源-荷-网-储”微电网的参与需求响应的削峰示意图。
图7为本发明一种适用于水资源丰富地区的“源-荷-网-储”微电网的微电网经济技术最优化服务模块优化过程示意图。
图8为本发明一种适用于水资源丰富地区的“源-荷-网-储”微电网的综合能源系统物理及经济性服务模块结构示意图。
图9为本发明一种适用于水资源丰富地区的“源-荷-网-储”微电网的基于需求侧响应下微电网运行策略服务模块结构示意图。
图10为本发明一种适用于水资源丰富地区的“源-荷-网-储”微电网的智能分析及可视化展示单元结构示意图。
图中：1、微电网系统 2、资源数据汇聚单元 3、数据分析及模型服务单元 31、微电网主动调峰服务能量管理模块 311、基于PTR激励的需求响应策略 312、电池模型 313、可再生能源模型 32、微电网经济技术最优化服务模块 33、综合能源系统物理及经济性服务模块 331、独立型电力设备单元 3311、光伏DG模型 3312、输配电网络模型 3313、储能电池模型 332、耦合型电力设备单元 3321、气-电耦合模型 3322、电-气耦合模型 3323、电-热耦合模型 3324、气-热耦合模型 3325、热-冷耦合模型 3326、电-冷耦合模型 3327、电-热-气耦合模型 3328、电-气-热-冷耦合模型 34、基于需求侧响应下微电网运行策略服务模块341、需求侧响应策略模型 342、需求侧响应优化模型 4、智能分析及可视化展示单元。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
实施例1
如图1-10所示，一种适用于水资源丰富地区的“源-荷-网-储”微电网，它包括微电网系统1，所述的微电网系统1包括资源数据汇聚单元2、数据分析及模型服务单元3和智能分析及可视化展示单元4，所述的数据分析及模型服务单元3包括微电网主动调峰服务能量管理模块31、微电网经济技术最优化服务模块32、综合能源系统物理及经济性服务模块33和基于需求侧响应下微电网运行策略服务模块34，所述的微电网主动调峰服务能量管理模块31包括基于PTR激励的需求响应策略311、电池模型312和可再生能源模型313，所述的综合能源系统物理及经济性服务模块33包括独立型电力设备单元331和耦合型电力设备单元332，所述的独立型电力设备单元331包括光伏DG模型3311、输配电网络模型3312和储能电池模型3313，所述的耦合型电力设备单元332包括气-电耦合模型3321、电-气耦合模型3322、电-热耦合模型3323、气-热耦合模型3324、热-冷耦合模型3325、电-冷耦合模型3326、电-热-气耦合模型3327和电-气-热-冷耦合模型3328，所述的基于需求侧响应下微电网运行策略服务模块34包括需求侧响应策略模型341和需求侧响应优化模型342。
本发明为适用于水资源丰富地区的“源-荷-网-储”微电网，在使用中，资源数据汇聚单元平台2通过能量管理中心模块进行多源电网数据汇聚，实现源网荷储协同，实现电源侧、储能侧、需求侧数据的实时接入和管理；数据分析及模型服务单元3为电力业务提供主动调峰服务、经济技术最优化服务、综合能源物理及经济性服务以及需求侧响应运行策略服务，同时平台构建了丰富的电力模型库，覆盖需求侧响应、负荷预测、新能源性能评估等模型算法，为实现区域内多能互补以及电网削峰填谷提供支撑，有效降低发电测与耗电侧不平衡，提高供电能力，需求侧响应优化模型有效降低成本费用，降低投资，基于PTR激励的需求响应策略在满足一般居民客户正常用电的情况下，多余电量上网，实现一般居民客户用电自给自足，盈余电量能够收益；智能分析及可视化展示平台4提供丰富的数据可视化组件，业务人员可结合实际需求利用平台的数据和模型对“源网荷储”微电网系统1进行智能自主分析，分析结果可在平台进行多维可视化展示；本发明的微电网系统1具有发电、供电、储能等功能，满足一般居民客户日常用电需求，多余电量能够上网，相比于传统的架设10千伏线路、安装变压器及低压供电线路供电方案，具有投资小、供电可靠、自动化程度高、提升供电质量和供电可靠性等优势；本发明具有投资小、供电可靠、具备发电、供电及储能功能、提升供电能力的优点。
实施例2
如图1-10所示，一种适用于水资源丰富地区的“源-荷-网-储”微电网，它包括微电网系统1，所述的微电网系统1包括资源数据汇聚单元2、数据分析及模型服务单元3和智能分析及可视化展示单元4，所述的数据分析及模型服务单元3包括微电网主动调峰服务能量管理模块31、微电网经济技术最优化服务模块32、综合能源系统物理及经济性服务模块33和基于需求侧响应下微电网运行策略服务模块34，所述的微电网主动调峰服务能量管理模块31包括基于PTR激励的需求响应策略311、电池模型312和可再生能源模型313，所述的综合能源系统物理及经济性服务模块33包括独立型电力设备单元331和耦合型电力设备单元332，所述的独立型电力设备单元331包括光伏DG模型3311、输配电网络模型3312和储能电池模型3313，所述的耦合型电力设备单元332包括气-电耦合模型3321、电-气耦合模型3322、电-热耦合模型3323、气-热耦合模型3324、热-冷耦合模型3325、电-冷耦合模型3326、电-热-气耦合模型3327和电-气-热-冷耦合模型3328，所述的基于需求侧响应下微电网运行策略服务模块34包括需求侧响应策略模型341和需求侧响应优化模型342。
所述的基于PTR激励的需求响应策略包括直接负荷控制(DLC)、可中断/削减服务(I/C)、紧急需求响应(EDRP)、容量市场服务(CAP)以及辅助服务市场(A/S)等，目的都是减少高峰或系统紧急时刻的用电量，当微电网系统主动参与负荷需求侧管理及对系统调峰的影响可用图(6)表示，图中包含两条负荷曲线，一条不参与需求响应的负荷曲线，另一条参与需求响应后的负荷曲线，一天中用电高峰时段假设从T1时刻到T2时刻，图中阴影面积代表调峰减少的总电能，此时定义两个评估调峰服务效果指标，一个为峰值削减总量(PSQI),代表联络线峰值被削减的多少，另一个为峰值削减能力(PSAI)，代表联络线削减的电能占一天传输总量的比率，这两个指标可用来评估微电网系统参与主网需求响应的效果，具体为：
Figure BDA0003381528100000131
Figure BDA0003381528100000132
其中PL(t)和
Figure BDA0003381528100000133
分别代表联络线t时刻参与需求响应之前和之后的功率，PSQI和PSAI可通过下式计算得到：
Figure BDA0003381528100000134
所述的电池模型目的是补偿能源生产和需求的不平衡，其充放电状态为：QcSoc,min≤QS(t)≤QcSoc,max，其中QS(t)代表t时刻电池能量状态，Qc代表能量容量率，所述的Soc,min和Soc,max代表最小和最大充电状态值(0～1之间)，当电池充放电过程中，其充放电功率约束为：
Figure BDA0003381528100000135
其中
Figure BDA0003381528100000136
和
Figure BDA0003381528100000137
代表充电和放电功率，
Figure BDA0003381528100000138
和
Figure BDA0003381528100000139
代表充电功率和放电功率的上限，因此，电池充电过程及能量状态为：
Figure BDA00033815281000001310
其中QS(t+1)代表t+1时刻电池能量状态，ηc和ηd分别代表电池充电放电效率，电池能量状态控制约束为：QS(T)＝Qend，其中QS(T)代表电池下一周期结束时能量状态，Qend是一个常数，表示电池在周期结束时不能为零，以便下个周期可用；所述的可再生能源依赖于气象预测数据，其上下限约束为：
Figure BDA00033815281000001311
Figure BDA00033815281000001312
其中Pi WT(t)、Pi PV(t)和Pi HL(t)分别代表风电、光伏和水电在t时刻的输出，
Figure BDA00033815281000001313
和
Figure BDA00033815281000001314
分别代表风电、光伏和水电的输出的上限。
所述的独立型设备单元中的光伏DG模型具体为：PPV＝ξcosθηmAPηP，其中ξ表示光照辐射强度，θ表示光照在太阳能电板的入射角度，ηm表示MPPT控制器的效率(主要受工作温度影响)，AP表示太阳能板的面积，ηP表示太阳能板电池板的效率，同时，光度DG模型的经济模型可概括为
Figure BDA0003381528100000141
其中CPV表示光伏DG模型的成本项(包含初始投资成本
Figure BDA0003381528100000142
安装成本
Figure BDA0003381528100000143
和运维成本
Figure BDA0003381528100000144
)，BPV表示光伏DG模型的收益项，包含发电收益(即上网电量
Figure BDA0003381528100000145
与上网电价
Figure BDA0003381528100000146
的乘积)、卖电收益(即交易电量
Figure BDA0003381528100000147
与交易电价
Figure BDA0003381528100000148
的乘积)以及节约的购电成本(即自发自用电量
Figure BDA0003381528100000149
与购电电价pt的乘积)；所述的输配电网络模型具体为：PL＝ULI＝PL0(1-ηL)＝UL0I(1-ηL)，其中PL表示流经输配电网络后的输出功率(等于输出端电压UL与工作电流I的乘积)，PL0表示输配电网络的输入功率(等于输入端电压UL0与工作电流I的乘积)，ηL表示网络损耗(包含线路损耗和变电站损耗)，同时，输配电网络模型的经济性模型可概括为：
Figure BDA00033815281000001410
BEL＝EELpEL，其中CEL表示输配电网络模型的成本项(包含线路投资成本
Figure BDA00033815281000001411
运维成本
Figure BDA00033815281000001412
以及变电站的投资成本
Figure BDA00033815281000001413
和运维成本
Figure BDA00033815281000001414
)，BEL表示输配电网络模型的收益项(等于输配电量EEL与输配电价pEL的乘积)；所述的储能电池模型具体为：
Figure BDA00033815281000001415
其中Soc(t)和Soc(t0)分别表示储能电池在t和t0时刻的剩余电量，δ表示储能电池的自放电率，Δt表示t0到t的时间跨度，Pch和Pdis分别表示储能电池的充放电功率，ηch和ηdis分别表示储能电池的充放电效率，同时，储能电池模型的经济性模型可概括为：
Figure BDA00033815281000001416
其中CSTE表示储能电池模型的成本项(包含初始投资成本
Figure BDA00033815281000001417
安装成本
Figure BDA00033815281000001418
运维成本
Figure BDA00033815281000001419
以及充放电成本
Figure BDA00033815281000001420
)，BSTE表示储能电池模型的收益项(等于电池的放电电量
Figure BDA00033815281000001421
与放电当时的电价
Figure BDA0003381528100000151
的乘积)。
所述的耦合型设备单元中的气-电耦合模型具体为：
Figure BDA0003381528100000152
其中PFC表示输出电功率，
Figure BDA0003381528100000153
表示氢气消耗量，VFC表示电堆电压，NFC表示单体串联个数，F表示Faraday常数，z表示每次反应电子转移数，同时气-电耦合模型的经济性模型可概括为：
Figure BDA0003381528100000154
其中CFC表示气-电耦合模型的成本项(包含初始投资成本
Figure BDA0003381528100000155
安装成本
Figure BDA0003381528100000156
运维成本
Figure BDA0003381528100000157
以及耗氢成本
Figure BDA0003381528100000158
)，BFC表示气-电耦合模型的收益项(等于出力电量
Figure BDA0003381528100000159
与电价
Figure BDA00033815281000001510
的乘积)；所述的电-气耦合模型具体为：
Figure BDA00033815281000001511
其中
Figure BDA00033815281000001512
表示制氢产量，ai(i＝1,2...,5)表示Faraday效率相对系数，TCL表示工作温度，ICL表示电流，Acell表示电池面积，NCL表示串联电池个数，PCL表示输出功率，UCL表示电压，F表示Faraday常数，z表示每次反应电子转移数，同时电-气耦合模型的经济性模型可概括为：
Figure BDA00033815281000001513
其中
Figure BDA00033815281000001514
表示电-气耦合模型的成本项(包含初始投资成本
Figure BDA00033815281000001515
运维成本
Figure BDA00033815281000001516
以及电解成本
Figure BDA00033815281000001517
)，
Figure BDA00033815281000001518
表示电-气耦合模型的收益项(等于制氢产量
Figure BDA00033815281000001519
与氢气价格
Figure BDA00033815281000001520
的乘积)；所述的气-热耦合模型具体为：
Figure BDA00033815281000001521
其中qGHB(t)表示热输出功率，VGHB(t)表示t时段的天然气消耗量，LNG表示天然气的低拉热值，ηGHB表示热效率，Δt表示时间步长，同时气-热耦合模型的经济性模型可概括为：
Figure BDA00033815281000001522
其中CCHB表示气-热耦合模型的成本项(包含初始投资成本
Figure BDA00033815281000001523
运维成本
Figure BDA00033815281000001524
以及天然气消耗成本
Figure BDA00033815281000001525
)，BCHB表示气-热耦合模型的收益项(等于供热面积SCHB与单位面积供热价格
Figure BDA0003381528100000161
的乘积)。
所述的耦合型设备单元中的热-冷耦合模型具体为：
Figure BDA0003381528100000162
其中QAC表示输出冷功率，
Figure BDA0003381528100000163
表示热力系数，
Figure BDA0003381528100000164
表示输入冷功率，WS表示输入热蒸汽流量，hs1和hs2分别表示热蒸汽比焓和凝结水比焓，同时气-热耦合模型的经济性模型可概括为：
Figure BDA0003381528100000165
其中CAC表示热-冷耦合模型的成本项(包含初始投资成本
Figure BDA0003381528100000166
运维成本
Figure BDA0003381528100000167
以及热能消耗成本
Figure BDA0003381528100000168
)，BAC表示热-冷耦合模型的收益项(等于工作时间TAC、单位时间供冷价格
Figure BDA0003381528100000169
供冷面积SAC以及单位面积供冷价格
Figure BDA00033815281000001610
的乘积)；所述的电-热-气耦合模型具体为：
Figure BDA00033815281000001611
其中ηP.CHP、ηQ.CHP、ηY.CHP分别表示发电效率、供热效率、
Figure BDA00033815281000001612
效率，PP.CHP、PQ.CHP、PF.CHP分别表示发电量、供热量、输入总能量，EP.CHP、EQ.CHP、EF.CHP分别表示输出电能、输出热能、输出总能量，同时电-热-气耦合模型的经济性模型可概括为：
Figure BDA00033815281000001613
其中CCHP表示电-热-气耦合模型的成本项(包含初始投资成本
Figure BDA00033815281000001614
运维成本
Figure BDA00033815281000001615
以及天然气消耗成本
Figure BDA00033815281000001616
)，BCHP表示电-热-气耦合模型的收益项(等于出力电量
Figure BDA00033815281000001617
电力价格
Figure BDA00033815281000001618
乘积与供热面积
Figure BDA00033815281000001619
以及单位面积供热价格
Figure BDA00033815281000001620
乘积之和)；所述的电-气-热-冷耦合模型具体为：
Figure BDA00033815281000001621
Figure BDA00033815281000001622
其中
Figure BDA00033815281000001623
表示发电功率，WCCHP.N表示单台发电功率，NCCHP表示运行台数，
Figure BDA00033815281000001624
表示输出冷功率，
Figure BDA0003381528100000171
表示制冷系数，
Figure BDA0003381528100000172
表示输入电功率，
Figure BDA0003381528100000173
表示输出热功率，
Figure BDA0003381528100000174
表示天然气消耗量，
Figure BDA0003381528100000175
和
Figure BDA0003381528100000176
分别表示热效率和热损失率，FCCHP表示输入的燃料总量，Hlow表示燃料低位发热值，ηCCHP表示
Figure BDA0003381528100000177
功率，EP、EC、EQ分别表示电量
Figure BDA0003381528100000178
冷量
Figure BDA0003381528100000179
热量
Figure BDA00033815281000001710
ηRER表示一次能源利用率，PCCHP、CCCHP、QCCHP分别表示输出的电量、冷量、热量，同时电-气-热-冷耦合模型的经济性模型可概括为：
Figure BDA00033815281000001711
Figure BDA00033815281000001712
其中CCCHP表示电-气-热-冷耦合模型的成本项(包含初始投资成本
Figure BDA00033815281000001713
运维成本
Figure BDA00033815281000001714
以及天然气消耗成本
Figure BDA00033815281000001715
)，BCCHP表示电-气-热-冷耦合模型的收益项(等于出力电量
Figure BDA00033815281000001716
电力价格
Figure BDA00033815281000001717
乘积与供热面积
Figure BDA00033815281000001718
单位面积供热价格
Figure BDA00033815281000001719
乘积以及供冷面积
Figure BDA00033815281000001720
单位面积供热价格
Figure BDA00033815281000001721
乘积之和)。
所述的基于需求侧响应下的微电网运行策略服务模块中的需求侧响应策略模型具体为：若设备k要获得最优运行，必须保持开通，且在允许的时间范围内运行，即：
Figure BDA00033815281000001722
二进制变量flagk是第k个设备的开/关状态，flagk＝1表示设备在此期间为开通状态，flagk＝0表示关断，spank指第k个设备的运行区间，ESTk和LFTk分别表示最早开始时间和最迟结束时间，为了使可调度设备在连续的时间间隔内运行，需加限制，即：
Figure BDA00033815281000001723
二进制变量ONk(t)指设备k是否在时间间隔t期间内打开，ONk(t)＝1表示设备k在时间间隔t中打开，二进制变量OFFk(t)指设备k是否在时间间隔t内关闭，OFFk(t)＝1表示设备k在时间间隔t中关闭，ONk(t)与OFFk(t)的关系和设备运行状态为：
Figure BDA00033815281000001724
在设备打开和关闭时，需加约束条件对其进行保护，即：
Figure BDA0003381528100000181
所述的基于需求侧响应下的微电网运行策略服务模块中的需求侧响应优化模型的目标函数是微电网系统成本费用最小化，具体为：
Figure BDA0003381528100000182
NPCUk是k个组件的成本，Nk是第k个组件的数量/容量，NWT和NBall是整数决策变量，NPV和NInv是连续决策变量，由于限制了储能系统的充放电速率、可调度负荷能力及可再生能源发电量的不可控性。为了克服此问题，需增加耗电变量：
Figure BDA0003381528100000183
Ploadncl(t)、Ploadcl(t)、PEESch(t)、Ploaddump(t)和PEESdis(t)分别指不可调度负荷功率、可调度负荷功率、电池充电电能、多余负荷功率和电池放电电能。
本发明为适用于水资源丰富地区的“源-荷-网-储”微电网，在使用中，资源数据汇聚单元平台2通过能量管理中心模块进行多源电网数据汇聚，实现源网荷储协同，实现电源侧、储能侧、需求侧数据的实时接入和管理；数据分析及模型服务单元3为电力业务提供主动调峰服务、经济技术最优化服务、综合能源物理及经济性服务以及需求侧响应运行策略服务，同时平台构建了丰富的电力模型库，覆盖需求侧响应、负荷预测、新能源性能评估等模型算法，为实现区域内多能互补以及电网削峰填谷提供支撑，有效降低发电测与耗电侧不平衡，提高供电能力，需求侧响应优化模型有效降低成本费用，降低投资，基于PTR激励的需求响应策略在满足一般居民客户正常用电的情况下，多余电量上网，实现一般居民客户用电自给自足，盈余电量能够收益；智能分析及可视化展示平台4提供丰富的数据可视化组件，业务人员可结合实际需求利用平台的数据和模型对“源网荷储”微电网系统1进行智能自主分析，分析结果可在平台进行多维可视化展示；本发明的微电网系统1具有发电、供电、储能等功能，满足一般居民客户日常用电需求，多余电量能够上网，相比于传统的架设10千伏线路、安装变压器及低压供电线路供电方案，具有投资小、供电可靠、自动化程度高、提升供电质量和供电可靠性等优势；本发明具有投资小、供电可靠、具备发电、供电及储能功能、提升供电能力的优点。

Claims (7)

1.一种适用于水资源丰富地区的“源-荷-网-储”微电网，它包括微电网系统，其特征在于：所述的微电网系统包括资源数据汇聚单元、数据分析及模型服务单元和智能分析及可视化展示单元，所述的数据分析及模型服务单元包括微电网主动调峰服务能量管理模块、微电网经济技术最优化服务模块、综合能源系统物理及经济性服务模块和基于需求侧响应下微电网运行策略服务模块，所述的微电网主动调峰服务能量管理模块包括基于PTR激励的需求响应策略、电池模型和可再生能源模型，所述的综合能源系统物理及经济性服务模块包括独立型电力设备单元和耦合型电力设备单元，所述的独立型电力设备单元包括光伏DG模型、输配电网络模型和储能电池模型，所述的耦合型电力设备单元包括气-电耦合模型、电-气耦合模型、电-热耦合模型、气-热耦合模型、热-冷耦合模型、电-冷耦合模型、电-热-气耦合模型和电-气-热-冷耦合模型，所述的基于需求侧响应下微电网运行策略服务模块包括需求侧响应策略模型和需求侧响应优化模型。
2.如权利要求1所述的一种适用于水资源丰富地区的“源-荷-网-储”微电网，其特征在于：所述的基于PTR激励的需求响应策略包括直接负荷控制(DLC)、可中断/削减服务(I/C)、紧急需求响应(EDRP)、容量市场服务(CAP)以及辅助服务市场(A/S)等，目的都是减少高峰或系统紧急时刻的用电量，当微电网系统主动参与负荷需求侧管理及对系统调峰的影响可用图(6)表示，图中包含两条负荷曲线，一条不参与需求响应的负荷曲线，另一条参与需求响应后的负荷曲线，一天中用电高峰时段假设从T1时刻到T2时刻，图中阴影面积代表调峰减少的总电能，此时定义两个评估调峰服务效果指标，一个为峰值削减总量(PSQI),代表联络线峰值被削减的多少，另一个为峰值削减能力(PSAI)，代表联络线削减的电能占一天传输总量的比率，这两个指标可用来评估微电网系统参与主网需求响应的效果，具体为：
Figure FDA0003381528090000021
Figure FDA0003381528090000022
其中PL(t)和
Figure FDA0003381528090000023
分别代表联络线t时刻参与需求响应之前和之后的功率，PSQI和PSAI可通过下式计算得到：
Figure FDA0003381528090000024
所述的电池模型目的是补偿能源生产和需求的不平衡，其充放电状态为：QcSoc,min≤QS(t)≤QcSoc,max，其中QS(t)代表t时刻电池能量状态，Qc代表能量容量率，所述的Soc,min和Soc,max代表最小和最大充电状态值(0～1之间)，当电池充放电过程中，其充放电功率约束为：
Figure FDA0003381528090000025
其中
Figure FDA0003381528090000026
和
Figure FDA0003381528090000027
代表充电和放电功率，
Figure FDA0003381528090000028
和
Figure FDA0003381528090000029
代表充电功率和放电功率的上限，因此，电池充电过程及能量状态为：
Figure FDA00033815280900000210
其中QS(t+1)代表t+1时刻电池能量状态，ηc和ηd分别代表电池充电放电效率，电池能量状态控制约束为：QS(T)＝Qend，其中QS(T)代表电池下一周期结束时能量状态，Qend是一个常数，表示电池在周期结束时不能为零，以便下个周期可用；所述的可再生能源依赖于气象预测数据，其上下限约束为：
Figure FDA00033815280900000211
Figure FDA00033815280900000212
其中Pi WT(t)、Pi PV(t)和Pi HL(t)分别代表风电、光伏和水电在t时刻的输出，
Figure FDA00033815280900000213
和
Figure FDA00033815280900000214
分别代表风电、光伏和水电的输出的上限。
3.如权利要求1所述的一种适用于水资源丰富地区的“源-荷-网-储”微电网，其特征在于：所述的独立型设备单元中的光伏DG模型具体为：PPV＝ξcosθηmAPηP，其中ξ表示光照辐射强度，θ表示光照在太阳能电板的入射角度，ηm表示MPPT控制器的效率(主要受工作温度影响)，AP表示太阳能板的面积，ηP表示太阳能板电池板的效率，同时，光度DG模型的经济模型可概括为
Figure FDA0003381528090000031
其中CPV表示光伏DG模型的成本项(包含初始投资成本
Figure FDA0003381528090000032
安装成本
Figure FDA0003381528090000033
和运维成本
Figure FDA0003381528090000034
)，BPV表示光伏DG模型的收益项，包含发电收益(即上网电量
Figure FDA0003381528090000035
与上网电价
Figure FDA0003381528090000036
的乘积)、卖电收益(即交易电量
Figure FDA0003381528090000037
与交易电价
Figure FDA0003381528090000038
的乘积)以及节约的购电成本(即自发自用电量
Figure FDA0003381528090000039
与购电电价pt的乘积)；所述的输配电网络模型具体为：PL＝ULI＝PL0(1-ηL)＝UL0I(1-ηL)，其中PL表示流经输配电网络后的输出功率(等于输出端电压UL与工作电流I的乘积)，PL0表示输配电网络的输入功率(等于输入端电压UL0与工作电流I的乘积)，ηL表示网络损耗(包含线路损耗和变电站损耗)，同时，输配电网络模型的经济性模型可概括为：
Figure FDA00033815280900000310
BEL＝EELpEL，其中CEL表示输配电网络模型的成本项(包含线路投资成本
Figure FDA00033815280900000311
运维成本
Figure FDA00033815280900000312
以及变电站的投资成本
Figure FDA00033815280900000313
和运维成本
Figure FDA00033815280900000314
)，BEL表示输配电网络模型的收益项(等于输配电量EEL与输配电价pEL的乘积)；所述的储能电池模型具体为：
Figure FDA00033815280900000315
其中Soc(t)和Soc(t0)分别表示储能电池在t和t0时刻的剩余电量，δ表示储能电池的自放电率，Δt表示t0到t的时间跨度，Pch和Pdis分别表示储能电池的充放电功率，ηch和ηdis分别表示储能电池的充放电效率，同时，储能电池模型的经济性模型可概括为：
Figure FDA00033815280900000316
其中CSTE表示储能电池模型的成本项(包含初始投资成本
Figure FDA00033815280900000317
安装成本
Figure FDA00033815280900000318
运维成本
Figure FDA00033815280900000319
以及充放电成本
Figure FDA0003381528090000041
)，BSTE表示储能电池模型的收益项(等于电池的放电电量
Figure FDA0003381528090000042
与放电当时的电价
Figure FDA0003381528090000043
的乘积)。
4.如权利要求1所述的一种适用于水资源丰富地区的“源-荷-网-储”微电网，其特征在于：所述的耦合型设备单元中的气-电耦合模型具体为：
Figure FDA0003381528090000044
其中PFC表示输出电功率，
Figure FDA0003381528090000045
表示氢气消耗量，VFC表示电堆电压，NFC表示单体串联个数，F表示Faraday常数，z表示每次反应电子转移数，同时气-电耦合模型的经济性模型可概括为：
Figure FDA0003381528090000046
其中CFC表示气-电耦合模型的成本项(包含初始投资成本
Figure FDA0003381528090000047
安装成本
Figure FDA0003381528090000048
运维成本
Figure FDA0003381528090000049
以及耗氢成本
Figure FDA00033815280900000410
)，BFC表示气-电耦合模型的收益项(等于出力电量
Figure FDA00033815280900000411
与电价
Figure FDA00033815280900000412
的乘积)；所述的电-气耦合模型具体为：
Figure FDA00033815280900000413
其中
Figure FDA00033815280900000414
表示制氢产量，ai(i＝1,2...,5)表示Faraday效率相对系数，TCL表示工作温度，ICL表示电流，Acell表示电池面积，NCL表示串联电池个数，PCL表示输出功率，UCL表示电压，F表示Faraday常数，z表示每次反应电子转移数，同时电-气耦合模型的经济性模型可概括为：
Figure FDA00033815280900000415
其中
Figure FDA00033815280900000416
表示电-气耦合模型的成本项(包含初始投资成本
Figure FDA00033815280900000417
运维成本
Figure FDA00033815280900000418
以及电解成本
Figure FDA00033815280900000419
)，
Figure FDA00033815280900000420
表示电-气耦合模型的收益项(等于制氢产量
Figure FDA00033815280900000421
与氢气价格
Figure FDA00033815280900000422
的乘积)；所述的气-热耦合模型具体为：
Figure FDA00033815280900000423
其中qGHB(t)表示热输出功率，VGHB(t)表示t时段的天然气消耗量，LNG表示天然气的低拉热值，ηGHB表示热效率，Δt表示时间步长，同时气-热耦合模型的经济性模型可概括为：
Figure FDA0003381528090000051
其中CCHB表示气-热耦合模型的成本项(包含初始投资成本
Figure FDA0003381528090000052
运维成本
Figure FDA0003381528090000053
以及天然气消耗成本
Figure FDA0003381528090000054
)，BCHB表示气-热耦合模型的收益项(等于供热面积SCHB与单位面积供热价格
Figure FDA0003381528090000055
的乘积)。
5.如权利要求4所述的一种适用于水资源丰富地区的“源-荷-网-储”微电网，其特征在于：所述的耦合型设备单元中的热-冷耦合模型具体为：
Figure FDA0003381528090000056
其中QAC表示输出冷功率，
Figure FDA0003381528090000057
表示热力系数，
Figure FDA0003381528090000058
表示输入冷功率，WS表示输入热蒸汽流量，hs1和hs2分别表示热蒸汽比焓和凝结水比焓，同时气-热耦合模型的经济性模型可概括为：
Figure FDA0003381528090000059
其中CAC表示热-冷耦合模型的成本项(包含初始投资成本
Figure FDA00033815280900000510
运维成本
Figure FDA00033815280900000511
以及热能消耗成本
Figure FDA00033815280900000512
)，BAC表示热-冷耦合模型的收益项(等于工作时间TAC、单位时间供冷价格
Figure FDA00033815280900000513
供冷面积SAC以及单位面积供冷价格
Figure FDA00033815280900000514
的乘积)；所述的电-热-气耦合模型具体为：
Figure FDA00033815280900000515
其中ηP.CHP、ηQ.CHP、ηY.CHP分别表示发电效率、供热效率、
Figure FDA00033815280900000516
效率，PP.CHP、PQ.CHP、PF.CHP分别表示发电量、供热量、输入总能量，EP.CHP、EQ.CHP、EF.CHP分别表示输出电能、输出热能、输出总能量，同时电-热-气耦合模型的经济性模型可概括为：
Figure FDA00033815280900000517
其中CCHP表示电-热-气耦合模型的成本项(包含初始投资成本
Figure FDA00033815280900000518
运维成本
Figure FDA00033815280900000519
以及天然气消耗成本
Figure FDA00033815280900000520
)，BCHP表示电-热-气耦合模型的收益项(等于出力电量
Figure FDA00033815280900000521
电力价格
Figure FDA00033815280900000522
乘积与供热面积
Figure FDA00033815280900000523
以及单位面积供热价格
Figure FDA00033815280900000524
乘积之和)；所述的电-气-热-冷耦合模型具体为：
Figure FDA0003381528090000061
Figure FDA0003381528090000062
其中
Figure FDA0003381528090000063
表示发电功率，WCCHP.N表示单台发电功率，NCCHP表示运行台数，
Figure FDA0003381528090000064
表示输出冷功率，
Figure FDA0003381528090000065
表示制冷系数，
Figure FDA0003381528090000066
表示输入电功率，
Figure FDA0003381528090000067
表示输出热功率，
Figure FDA0003381528090000068
表示天然气消耗量，
Figure FDA0003381528090000069
和
Figure FDA00033815280900000610
分别表示热效率和热损失率，FCCHP表示输入的燃料总量，Hlow表示燃料低位发热值，ηCCHP表示
Figure FDA00033815280900000611
功率，EP、EC、EQ分别表示电量
Figure FDA00033815280900000612
冷量
Figure FDA00033815280900000613
热量
Figure FDA00033815280900000614
ηRER表示一次能源利用率，PCCHP、CCCHP、QCCHP分别表示输出的电量、冷量、热量，同时电-气-热-冷耦合模型的经济性模型可概括为：
Figure FDA00033815280900000615
Figure FDA00033815280900000616
其中CCCHP表示电-气-热-冷耦合模型的成本项(包含初始投资成本
Figure FDA00033815280900000617
运维成本
Figure FDA00033815280900000618
以及天然气消耗成本
Figure FDA00033815280900000619
)，BCCHP表示电-气-热-冷耦合模型的收益项(等于出力电量
Figure FDA00033815280900000620
电力价格
Figure FDA00033815280900000621
乘积与供热面积
Figure FDA00033815280900000622
单位面积供热价格
Figure FDA00033815280900000623
乘积以及供冷面积
Figure FDA00033815280900000624
单位面积供热价格
Figure FDA00033815280900000625
乘积之和)。
6.如权利要求1所述的一种适用于水资源丰富地区的“源-荷-网-储”微电网，其特征在于：所述的基于需求侧响应下的微电网运行策略服务模块中的需求侧响应策略模型具体为：若设备k要获得最优运行，必须保持开通，且在允许的时间范围内运行，即：
Figure FDA00033815280900000626
二进制变量flagk是第k个设备的开/关状态，flagk＝1表示设备在此期间为开通状态，flagk＝0表示关断，spank指第k个设备的运行区间，ESTk和LFTk分别表示最早开始时间和最迟结束时间，为了使可调度设备在连续的时间间隔内运行，需加限制，即：
Figure FDA0003381528090000071
二进制变量ONk(t)指设备k是否在时间间隔t期间内打开，ONk(t)＝1表示设备k在时间间隔t中打开，二进制变量OFFk(t)指设备k是否在时间间隔t内关闭，OFFk(t)＝1表示设备k在时间间隔t中关闭，ONk(t)与OFFk(t)的关系和设备运行状态为：
Figure FDA0003381528090000072
在设备打开和关闭时，需加约束条件对其进行保护，即：
Figure FDA0003381528090000073
7.如权利要求6所述的一种适用于水资源丰富地区的“源-荷-网-储”微电网，其特征在于：所述的基于需求侧响应下的微电网运行策略服务模块中的需求侧响应优化模型的目标函数是微电网系统成本费用最小化，具体为：
Figure FDA0003381528090000074
NPCUk是k个组件的成本，Nk是第k个组件的数量/容量，NWT和NBall是整数决策变量，NPV和NInv是连续决策变量，由于限制了储能系统的充放电速率、可调度负荷能力及可再生能源发电量的不可控性。为了克服此问题，需增加耗电变量：
Figure FDA0003381528090000075
Ploadncl(t)、Ploadcl(t)、PEESch(t)、Ploaddump(t)和PEESdis(t)分别指不可调度负荷功率、可调度负荷功率、电池充电电能、多余负荷功率和电池放电电能。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115149552A (zh) * 2022-08-03 2022-10-04 中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司 一种交流耦合离网风电制氢系统控制方法
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