CN115764901A - 电力需求响应基线确定方法、装置、设备及介质 - Google Patents

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CN115764901A CN202211558151.XA CN202211558151A CN115764901A CN 115764901 A CN115764901 A CN 115764901A CN 202211558151 A CN202211558151 A CN 202211558151A CN 115764901 A CN115764901 A CN 115764901A
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周立德
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赵俊炜
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Dongguan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co Ltd
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Abstract

本发明实施例公开了一种电力需求响应基线确定方法、装置、设备及介质。该方法包括：根据交流配电网中电网节点所连接光储充元件的功率分配情况，构建光储充能量约束条件；对交流配电网的潮流约束模型进行二阶锥松弛处理，得到潮流约束条件；根据交流配电网中电网节点对应光储充元件和配电变压器的功率守恒情况，构建运行约束条件；在满足目标约束条件的情况下，根据台区电力运行成本，确定电力需求响应基线；其中，目标约束条件包括光储充能量约束条件、潮流约束条件和运行约束条件。上述方案，提高了电力需求响应基线确定结果的准确度。

Description

电力需求响应基线确定方法、装置、设备及介质
技术领域
本发明实施例涉及电力技术领域，尤其涉及一种电力需求响应基线确定方法、装置、设备及介质。
背景技术
电力需求响应是指电力用户通过主动调节用电负荷的方式实现交流配电网对用电的削峰、转移等控制目标。电力需求响应基线可以作为确定各种需求响应项目中参与用户的用电程度的依据，因此，准确的确定电力需求响应基线至关重要。
现有技术中，确定电力需求响应基线的方式存在准确度低的问题。
发明内容
本发明提供一种电力需求响应基线确定方法、装置、设备及介质，以提高电力需求响应基线的准确度。
根据本发明的一方面，提供了一种电力需求响应基线确定方法，包括：
根据交流配电网中电网节点所连接光储充元件的功率分配情况，构建光储充能量约束条件；
对所述交流配电网的潮流约束模型进行二阶锥松弛处理，得到潮流约束条件；
根据所述交流配电网中电网节点对应光储充元件和配电变压器的功率守恒情况，构建运行约束条件；
在满足目标约束条件的情况下，根据台区电力运行成本，确定电力需求响应基线；其中，所述目标约束条件包括所述光储充能量约束条件、所述潮流约束条件和所述运行约束条件。
根据本发明的另一方面，提供了一种电力需求响应基线确定装置，包括：
能量约束条件构建模块，用于根据交流配电网中电网节点所连接光储充元件的功率分配情况，构建光储充能量约束条件；
潮流约束条件获取模块，用于对所述交流配电网的潮流约束模型进行二阶锥松弛处理，得到潮流约束条件；
运行约束条件构建模块，用于根据所述交流配电网中电网节点对应光储充元件和配电变压器的功率守恒情况，构建运行约束条件；
基线确定模块，用于在满足目标约束条件的情况下，根据台区电力运行成本，确定电力需求响应基线；其中，所述目标约束条件包括所述光储充能量约束条件、所述潮流约束条件和所述运行约束条件。
根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器能够执行本发明实施例所提供的任意一种电力需求响应基线确定方法。
根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明实施例所提供的任意一种电力需求响应基线确定方法。
本发明实施例提供了一种电力需求响应基线确定方案，通过根据交流配电网中电网节点所连接光储充元件的功率分配情况，构建光储充能量约束条件；对交流配电网的潮流约束模型进行二阶锥松弛处理，得到潮流约束条件；根据交流配电网中电网节点对应光储充元件和配电变压器的功率守恒情况，构建运行约束条件；在满足目标约束条件的情况下，根据台区电力运行成本，确定电力需求响应基线；其中，目标约束条件包括光储充能量约束条件、潮流约束条件和运行约束条件。上述方案，通过使用二阶锥松弛，对潮流约束模型进行处理，得到潮流约束条件，基于光储充能量约束条件、潮流约束条件和运行约束条件，确定电力需求响应基线，实现了在充分考虑光储充荷的耦合关系的基础上，确定电力需求响应基线，避免了现有技术中对复杂主体进行电力需求响应基线确定时，出现偏差的情况，提高了确定电力需求响应基线的准确度；同时，上述方案通过确定潮流约束条件，实现了对台区内部网络结构的考虑，提高了电力需求响应基线确定结果的准确度。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的一种电力需求响应基线确定方法的流程图；
图2是本发明实施例二提供的一种电力需求响应基线确定方法的流程图；
图3是本发明实施例三提供的一种电力需求响应基线确定方法的流程图；
图4是本发明实施例四提供的一种电力需求响应基线确定装置的结构示意图；
图5是本发明实施例五提供的一种实现电力需求响应基线确定方法的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的一种电力需求响应基线确定方法的流程图，本实施例可适用于确定电力需求响应基线的情况，该方法可以由电力需求响应基线确定装置来执行，该装置可采用软件和/或硬件的形式实现，并可配置于承载电力需求响应基线确定功能的电子设备中。
参见图1所示的电力需求响应基线确定方法，包括：
S110、根据交流配电网中电网节点所连接光储充元件的功率分配情况，构建光储充能量约束条件。
其中，电网节点可以是交流配电网中的电流汇集点，或支路汇集点。光储充元件可以用于对交流配电网中的电压进行调节。可选的，光储充元件可以用于给电网节点注入电能，或吸收电网节点中的电能。本发明实施例对光储充元件的种类不作任何限定，可以是技术人员根据经验进行设置，还可以是用户根据需要进行设置。功率分配情况是指光储充元件在调节交流配电网中的电压时，功率的分配情形。光储充能量约束条件可以用于在光储充元件对交流配电网中的电压进行调节时，限制光储充元件释放或吸收能量的大小。
本发明实施例中，光储充元件可以包括光伏逆变器、储能元件和电动汽车等中的至少一种；相应的，光储充能量约束条件可以包括光伏逆变器约束条件、储能约束条件和电动汽车约束条件等中的至少一种。
其中，光伏逆变器约束条件可以用于，在光伏逆变器对交流配电网中的电压进行调节时，控制光伏逆变器的功率的变化范围。具体的，当光储充元件中包括光伏逆变器时，可以根据光伏逆变器的无功功率的变化情况，确定光伏逆变器约束条件。当交流配电网中的电压过大时，光伏逆变器可以吸收相连接的电网节点中的无功功率，使交流配电网中的电压下降；当交流配电网中的电压过小时，光储充元件可以向相连接的电网节点中注入无功功率，以提升交流配电网中的电压。可以采用以下公式，确定光伏逆变器约束条件：
Figure BDA0003983429480000041
其中，t为时间；i为电网节点；
Figure BDA0003983429480000042
为电网节点i中的任一相；
Figure BDA0003983429480000043
为光伏逆变器的有功功率；
Figure BDA0003983429480000044
为光伏逆变器的视在功率，可以根据光伏逆变器的种类和/或型号进行确定；
Figure BDA0003983429480000045
为光伏逆变器注入电网节点i的最大无功功率；
Figure BDA0003983429480000046
为光伏逆变器注入电网节点i中的最小无功功率。
需要说明的是，最大无功功率
Figure BDA0003983429480000047
和最小无功功率
Figure BDA0003983429480000048
可以作为光伏逆变器的可调无功功率的边界值，构成光伏逆变器约束条件。
其中，储能约束条件可以用于控制储能元件在调节交流配电网中的电压时，能量的变化范围。可选的，储能约束条件可以包括荷电状态方程、储能容量约束和储能充放电约束中的至少一种。具体的，荷电状态方程可以用来表征储能元件在当前时刻下的荷电状态。可以通过以下公式，确定荷电状态方程：
Figure BDA0003983429480000049
其中，Ei,t为t时刻储能元件的储能荷电量；Ei,t-1为t-1时刻储能元件的储能荷电量；ηch为储能元件的充电转换效率；ηdis为储能元件的放电转换效率；
Figure BDA00039834294800000410
为t时刻储能元件的充电功率；
Figure BDA00039834294800000411
为t时刻储能元件的放电功率；Δt为t时刻与t-1时刻的时间差。需要说明的是，本发明实施例对充电转换效率ηch和放电转换效率ηdis的大小不作任何限定，可以是技术人员根据经验进行设置。
具体的，储能容量约束可以用来控制储能元件的储能荷电量多少。可以以24小时为储能元件的充放电周期，通过以下公式，确定储能容量约束：
Figure BDA00039834294800000412
Ei,t＝1＝Ei,t＝24；
其中，
Figure BDA0003983429480000051
为储能元件的储能荷电量的下限值；
Figure BDA0003983429480000052
为储能元件的储能荷电量的上限值；Ei,t为t时刻储能元件的储能荷电量；Ei,t＝1为第一个时刻储能元件的储能荷电量；Ei,t＝24为最后一个时刻储能元件的储能荷电量。在一个可选实施例中，Ei,t＝1和Ei,t＝24的大小可以为储能元件的最大荷电量的50％。
需要说明的是，本发明实施例中下限值
Figure BDA0003983429480000053
可以为储能元件的最大荷电量的10％，上限值
Figure BDA0003983429480000054
可以为储能元件的最大荷电量的90％，这样做的好处是，确保储能元件中存储有一定充放电裕度，以应对交流配电网的突发情况。其中，储能元件的最大荷电量可以根据储能元件的种类和/或型号确定。
具体的，储能充放电约束可以用来控制储能元件的充放电情况。储能放电约束中可以包括充电功率上限约束、放电功率上限约束、充放电状态约束和充放电次数约束。可以采用以下公式确定储能元件的充电功率上限约束：
Figure BDA0003983429480000055
其中，
Figure BDA0003983429480000056
为t时刻储能元件的充电功率；
Figure BDA0003983429480000057
为储能元件的充电状态；
Figure BDA0003983429480000058
为储能元件的充电功率的上限值。
可以采用以下公式，确定储能元件的放电功率上限约束：
Figure BDA0003983429480000059
其中，
Figure BDA00039834294800000510
为t时刻储能元件的放电功率；
Figure BDA00039834294800000511
为储能元件的放电状态；
Figure BDA00039834294800000512
为储能元件的放电功率的上限值。
可以采用以下公式，确定储能元件的充放电次数约束：
Figure BDA00039834294800000513
其中，T为总时段数；N为储能元件的最大充放电次数。
需要说明的是，本发明实施例对储能元件的充电状态
Figure BDA00039834294800000514
和储能元件的放电状态
Figure BDA00039834294800000515
的具体数值不作任何限定，可以是技术人员根据经验进行设置，只需保证充电状态
Figure BDA00039834294800000516
和放电状态
Figure BDA00039834294800000517
的具体数值在[0,1]内，且
Figure BDA00039834294800000518
通常，为了避免出现同时充放电给储能元件带来的损伤，在一个优选实施例中，
Figure BDA00039834294800000519
且充电状态
Figure BDA00039834294800000520
和放电状态
Figure BDA00039834294800000521
为0或1。
其中，电动汽车约束条件可以用于在电动汽车调节交流配电网中的电压时，进行限制。具体的，充电桩与交流配电网中的电网节点相连接，电动汽车可以通过向充电桩进行充电或放电，实现对交流配电网中的电压调节。在一个可选实施例中，电动汽车约束条件可以基于参与有序充电的电动汽车进行确定。具体的，可以默认参与有序充电的电动汽车已与交流配电网确定接入和离开充电桩的时间，以及电动汽车的荷电量等信息，可以通过以下公式，确定电动汽车向充电桩充电的充电功率：
Figure BDA0003983429480000061
其中，
Figure BDA0003983429480000062
为充电桩的总充电功率；
Figure BDA0003983429480000063
为充电桩的额定充电功率；
Figure BDA0003983429480000064
为有序充电状态，本发明实施例对有序充电状态
Figure BDA0003983429480000065
的值不作具体限定，可以是技术人员根据经验进行设置，只需保证有序充电状态
Figure BDA0003983429480000066
的值在[0,1]内。举例说明，当有序充电状态
Figure BDA0003983429480000067
为0时，表示充电桩暂停充电；当有序充电状态
Figure BDA0003983429480000068
为1时，表示充电桩正常充电。
同时，可以通过以下公式，确定电动汽车有序充电时是否电量守恒：
Figure BDA0003983429480000069
其中，
Figure BDA00039834294800000610
为电动汽车离开充电桩时的荷电量；
Figure BDA00039834294800000611
为电动汽车接入充电桩时的荷电量；
Figure BDA00039834294800000612
为有序充电状态；
Figure BDA00039834294800000613
为充电桩的充电功率；tE为电动汽车离开充电桩的时间；tS为电动汽车接入充电桩的时间；Δt为时间差。
具体的，可以根据交流配电网中任一电网节点，以及与该电网节点相连接的光储充元件的功率分配情况，构建光储充能量约束条件。
S120、对交流配电网的潮流约束模型进行二阶锥松弛处理，得到潮流约束条件。
其中，潮流约束模型可以用于确定交流配电网中任一电网节点的潮流约束条件。潮流约束条件可以用于对交流配电网的网络结构中能量大小进行限制。
具体的，基于二阶锥松弛，对交流配电网中的潮流约束模型进行处理，得到潮流约束条件。
S130、根据交流配电网中电网节点对应光储充元件和配电变压器的功率守恒情况，构建运行约束条件。
其中，运行约束条件可以用来限制光储充元件和配电变压器的运行情况。具体的，运行约束条件可以包括功率平衡约束、电压上下限约束和三相负载不均衡约束中的至少一种。
具体的，功率平衡约束可以包括有功平衡约束和无功平衡约束。示例性的，可以通过以下公式，确定有功平衡约束：
Figure BDA0003983429480000071
其中，
Figure BDA0003983429480000072
为电网节点i注入交流配电网的有功功率；
Figure BDA0003983429480000073
为用户负荷的有功功率；
Figure BDA0003983429480000074
为配电变压器的有功功率；
Figure BDA0003983429480000075
为光伏逆变器的有功功率；
Figure BDA0003983429480000076
为充电桩的总充电功率；
Figure BDA0003983429480000077
为t时刻储能元件的放电功率；
Figure BDA0003983429480000078
为t时刻储能元件的充电功率。
通过以下公式，确定无功平衡约束：
Figure BDA0003983429480000079
其中，
Figure BDA00039834294800000710
为电网节点i注入交流配电网的无功功率；
Figure BDA00039834294800000711
为用户负荷的无功功率；
Figure BDA00039834294800000712
为配电变压器的无功功率；
Figure BDA00039834294800000713
为光伏逆变器的无功功率。
示例性的，可以通过以下公式，确定电压上下限约束：
Figure BDA00039834294800000714
其中，
Figure BDA00039834294800000715
为电网节点i的电压；Ua为电网节点i的下限电压；Ub为电网节点i的上限电压。本发明实施例对上限电压Ub和下限电压Ua的大小不作任何限定，可以是技术人员根据经验进行设置。举例说明，上限电压Ub的值可以为1.07，下限电压Ua的值可以为0.9。
示例性的，可以通过以下公式，确定三相负载不均衡约束：
Figure BDA00039834294800000716
其中，
Figure BDA00039834294800000717
为配电变压器的有功功率；PUFmax为相间有功功率不平衡度的最大允许值。
需要说明的是，通过引入三相不平衡约束可以减少不平衡损耗。
S140、在满足目标约束条件的情况下，根据台区电力运行成本，确定电力需求响应基线；其中，目标约束条件包括光储充能量约束条件、潮流约束条件和运行约束条件。
其中，目标约束条件是指可以用于判定是否具备电力需求响应基线确定的标准。具体的，目标约束条件可以包括光储充能量约束条件、潮流约束条件和运行约束条件中的至少一种。台区电力运行成本是指任一台区的电力价格。需要说明的是，台区电力运行成本可以根据用电情况进行调整。
在一个可选实施例中，在满足目标约束条件的情况下，根据台区电力运行成本，确定电力需求响应基线，包括：将满足目标约束条件的情况下，台区电力运行成本最小时的连接在电网节点的配电变压器的电量曲线，作为电力需求响应基线。
示例性的，针对任一台区，在满足目标约束条件的情况下，可以将台区电力运行成本最小时的连接在电网节点的配电变压器的电量曲线，作为该台区的电力需求响应基线。具体的，可以通过以下公式，确定电力需求响应曲线：
Figure BDA0003983429480000081
其中，fbuy为配电变压器的购电成本；Ct为t时刻的购电价格；
Figure BDA0003983429480000082
为配电变压器的有功功率；T为总时段数；minF为台区电力运行成本的最小值；
Figure BDA0003983429480000083
为电力需求响应基线的负荷。
可以理解的是，通过将满足目标约束条件的情况下，台区电力运行成本最小时的连接在电网节点的配电变压器的电量曲线，作为电力需求响应基线，使得确定的电力需求响应基线更加符合实际需求，在满足用户的正常用电需求的同时，降低了用户的用电成本。
本发明实施例提供了一种电力需求响应基线确定方案，通过根据交流配电网中电网节点所连接光储充元件的功率分配情况，构建光储充能量约束条件；对交流配电网的潮流约束模型进行二阶锥松弛处理，得到潮流约束条件；根据交流配电网中电网节点对应光储充元件和配电变压器的功率守恒情况，构建运行约束条件；在满足目标约束条件的情况下，根据台区电力运行成本，确定电力需求响应基线；其中，目标约束条件包括光储充能量约束条件、潮流约束条件和运行约束条件。上述方案，通过使用二阶锥松弛，对潮流约束模型进行处理，得到潮流约束条件，基于光储充能量约束条件、潮流约束条件和运行约束条件，确定电力需求响应基线，实现了在充分考虑光储充荷的耦合关系的基础上，确定电力需求响应基线，避免了现有技术中对复杂主体进行电力需求响应基线确定时，出现偏差的情况，提高了确定电力需求响应基线的准确度；同时，上述方案通过确定潮流约束条件，实现了对台区内部网络结构的考虑，提高了电力需求响应基线确定结果的准确度。
实施例二
图2是本发明实施例二提供的一种电力需求响应基线确定方法的流程图，本实施例在上述各实施例的基础上，进一步的，将“对交流配电网的潮流约束模型进行二阶锥松弛处理，得到潮流约束条件”，细化为“根据以电网节点所在目标交流支路的连接情况和所连接交流支路的阻抗信息，分别确定电网节点的功率守恒约束和节点电压约束；其中，电网节点所在目标交流支路为以电网节点为交流支路端点时的交流支路；根据电网节点的用户负荷功率、调节补偿功率以及电网节点的节点连接情况和负载连接情况，确定电网节点的节点注入功率约束；对功率守恒约束中的视在功率守恒约束进行二阶锥松弛，以更新功率守恒约束；生成包括节点电压约束、节点注入功率约束和更新后的功率守恒约束的潮流约束条件”，以完善潮流约束条件确定机制。需要说明的是，在本发明实施例未详述的部分，可参见其他实施例的表述。
参见图2所示的电力需求响应基线确定方法，包括：
S210、根据交流配电网中电网节点所连接光储充元件的功率分配情况，构建光储充能量约束条件。
S220、根据以电网节点所在目标交流支路的连接情况和所连接交流支路的阻抗信息，分别确定电网节点的功率守恒约束和节点电压约束；其中，电网节点所在目标交流支路为以电网节点为交流支路端点时的交流支路。
其中，阻抗信息可以包括目标交流支路的电阻大小和电抗大小。
示例性的，可以通过以下公式，确定功率守恒约束中以i为端点的有功功率平衡约束和无功功率平衡约束：
Figure BDA0003983429480000091
其中，t为时间；i为电网节点；k为目标交流支路；j为电网节点i所在交流支路的终点；ΩAL为交流支路集合；k(i,:)为目标交流支路中以电网节点i为首端的交流支路；k(:,i)为目标交流支路中以电网节点i为末端的交流支路；
Figure BDA0003983429480000092
为目标交流支路k的有功功率；
Figure BDA0003983429480000093
为目标交流支路k的无功功率；
Figure BDA0003983429480000094
为目标交流支路k的电流；Rk为目标交流支路k的电阻；Xk为目标交流支路k的电抗；
Figure BDA0003983429480000095
为电网节点i注入有功功率；
Figure BDA0003983429480000096
为电网节点i注入无功功率。
示例性的，可以通过以下公式，确定功率守恒约束中的视在功率守恒约束：
Figure BDA0003983429480000101
其中，e为电网节点i所在交流支路的起点；
Figure BDA0003983429480000102
为目标交流支路k的电流；
Figure BDA0003983429480000103
为起点电压；
Figure BDA0003983429480000104
为目标交流支路k的有功功率；
Figure BDA0003983429480000105
为目标交流支路k的无功功率；
Figure BDA0003983429480000106
为目标交流支路k的视在功率。
示例性的，可以通过以下公式，确定节点电压约束：
Figure BDA0003983429480000107
其中，
Figure BDA0003983429480000108
为终点电压。
S230、根据电网节点的用户负荷功率、调节补偿功率以及电网节点的节点连接情况和负载连接情况，确定电网节点的节点注入功率约束。
其中，调节补偿功率的大小可以根据交流配电网中的补偿装置的种类和/或型号进行确定。
示例性的，可以通过以下公式，确定电网节点的节点注入功率约束：
Figure BDA0003983429480000109
其中，
Figure BDA00039834294800001010
为电网节点i注入有功功率；
Figure BDA00039834294800001011
为电网节点i注入无功功率；
Figure BDA00039834294800001012
为配电变压器的有功功率；
Figure BDA00039834294800001013
为配电变压器的无功功率；
Figure BDA00039834294800001014
为光伏逆变器的有功功率；
Figure BDA00039834294800001015
为光伏逆变器的无功功率；
Figure BDA00039834294800001016
为储能元件的放电功率；
Figure BDA00039834294800001017
为储能元件的充电功率；
Figure BDA00039834294800001018
为用户负荷有功功率；
Figure BDA00039834294800001019
为用户负荷无功功率；
Figure BDA00039834294800001020
为调节补偿功率。
S240、对功率守恒约束中的视在功率守恒约束进行二阶锥松弛，以更新功率守恒约束。
在一个可选实施例中，对功率守恒约束中的视在功率守恒约束进行二阶锥松弛，以更新功率守恒约束，包括：将功率守恒约束中的电流的平方和电压的平方，替换为不同的预设标识符，以更新功率守恒约束；将更新后的功率守恒约束中的视在功率守恒约束进行二阶锥松弛，以二次更新视在功率守恒约束。
其中，本发明实施例对预设标识符的具体表现形式不作任何限定，可以是技术人员根据经验进行设置。示例性的，预设标识符可以是
Figure BDA00039834294800001021
和
Figure BDA00039834294800001022
延续前例，采用以下公式，将功率守恒约束中的电流的平方和电压的平方，替换为不同的预设标识符：
Figure BDA0003983429480000111
其中，
Figure BDA0003983429480000112
为目标交流支路k的电流；
Figure BDA0003983429480000113
为起点电压。
延续前例，对功率守恒约束中的视在功率守恒约束进行更新，更新后的视在功率守恒约束为：
Figure BDA0003983429480000114
其中，
Figure BDA0003983429480000115
为目标交流支路k的电流的平方；
Figure BDA0003983429480000116
为起点电压的平方；
Figure BDA0003983429480000117
为目标交流支路k的有功功率；
Figure BDA0003983429480000118
为目标交流支路k的无功功率。
延续前例，对更新后的视在功率守恒约束进行二阶锥松弛，得到二次更新后的视在功率守恒约束：
Figure BDA0003983429480000119
综上所述，根据二次更新后的视在功率守恒约束，更新功率守恒约束。
可以理解的是，通过引入预设标识符，对功率守恒约束中的电流的平方，以及电压的平方，进行替换，以减少运算量。
需要说明的是，节点电压约束也可以按照视在功率守恒约束的第一次更新方式，进行更新，以便减少运算量。如更新后的节点电压约束可以是：
Figure BDA00039834294800001110
其中，
Figure BDA00039834294800001111
为终点电压的平方；
Figure BDA00039834294800001112
为起点电压的平方；
Figure BDA00039834294800001113
为目标交流支路k的电流的平方。
S250、生成包括节点电压约束、节点注入功率约束和更新后的功率守恒约束的潮流约束条件。
具体的，可以根据节点电压约束、节点注入功率约束和更新后的功率守恒约束，确定潮流约束条件。
S260、根据交流配电网中电网节点对应光储充元件和配电变压器的功率守恒情况，构建运行约束条件。
S270、在满足目标约束条件的情况下，根据台区电力运行成本，确定电力需求响应基线；其中，目标约束条件包括光储充能量约束条件、潮流约束条件和运行约束条件。
本发明实施例提供了一种电力需求响应基线确定方案，通过根据以电网节点所在目标交流支路的连接情况和所连接交流支路的阻抗信息，分别确定电网节点的功率守恒约束和节点电压约束；其中，电网节点所在目标交流支路为以电网节点为交流支路端点时的交流支路；根据电网节点的用户负荷功率、调节补偿功率以及电网节点的节点连接情况和负载连接情况，确定电网节点的节点注入功率约束；对功率守恒约束中的视在功率守恒约束进行二阶锥松弛，以更新功率守恒约束；生成包括节点电压约束、节点注入功率约束和更新后的功率守恒约束的潮流约束条件，完善了潮流约束条件的确定机制。上述方案，通过二阶锥松弛，对视在功率守恒约束进行二次更新，减小了运算量，提高了潮流约束条件的准确度。
实施例三
图3是本发明实施例三提供的一种电力需求响应基线确定方法的流程图，本实施例在上述实施例的基础上，进一步的，在“在满足目标约束条件的情况下，根据台区电力运行成本，确定电力需求响应基线；其中，目标约束条件包括光储充能量约束条件、潮流约束条件和运行约束条件”后添加“根据需求响应设备的需求响应功率，更新目标约束条件中的运行约束条件；在满足更新后的目标约束条件的情况下，确定引入需求响应设备时的最大需求响应量”，以完善目标约束条件的更新机制。需要说明的是，在本发明实施例中未详述的部分，可参见其他实施例的表述。
参见图3所示的电力需求响应基线确定方法，包括：
S310、根据交流配电网中电网节点所连接光储充元件的功率分配情况，构建光储充能量约束条件。
S320、对交流配电网的潮流约束模型进行二阶锥松弛处理，得到潮流约束条件。
S330、根据交流配电网中电网节点对应光储充元件和配电变压器的功率守恒情况，构建运行约束条件。
S340、在满足目标约束条件的情况下，根据台区电力运行成本，确定电力需求响应基线；其中，目标约束条件包括光储充能量约束条件、潮流约束条件和运行约束条件。
S350、根据需求响应设备的需求响应功率，更新目标约束条件中的运行约束条件。
其中，需求响应设备可以是与电网节点相连接的用电设备。需求响应功率是指需求响应设备在使用时的用电功率。
本发明实施例中，为了根据需求响应设备的需求响应功率，更新目标约束条件中的运行约束条件，可以根据确定的电力需求响应基线，确定需求响应设备的最大需求响应量。首先，可以通过以下公式，确定用电高峰时需求响应设备的需求响应量：
Figure BDA0003983429480000131
其中，WDR为需求响应设备的需求响应量；
Figure BDA0003983429480000132
为电力需求响应基线的负荷；
Figure BDA0003983429480000133
为配电变压器的有功功率；Δt为时间差；tp为用电高峰时段。
进一步的，将需求响应设备接入交流配电网中，确定引入需求响应设备时的最大需求响应量。
示例性的，可以通过以下公式，更新运行约束条件中的有功平衡约束：
Figure BDA0003983429480000134
其中，
Figure BDA0003983429480000135
为电网节点i注入交流配电网的有功功率；
Figure BDA0003983429480000136
为用户负荷的有功功率；
Figure BDA0003983429480000137
为需求响应设备负荷的有功功率；
Figure BDA0003983429480000138
配电变压器的有功功率；
Figure BDA0003983429480000139
为光伏逆变器的有功功率；
Figure BDA00039834294800001310
为充电桩的总充电功率。
示例性的，可以通过以下公式，更新运行约束条件中的无功平衡约束：
Figure BDA00039834294800001311
其中，
Figure BDA00039834294800001312
为电网节点i注入交流配电网的无功功率；
Figure BDA00039834294800001313
为用户负荷的无功功率；
Figure BDA00039834294800001314
为需求响应设备负荷的无功功率；
Figure BDA00039834294800001315
为配电变压器的无功功率；
Figure BDA00039834294800001316
为光伏逆变器的无功功率。
S360、在满足更新后的目标约束条件的情况下，确定引入需求响应设备时的最大需求响应量。
其中，最大需求响应量是指需求响应设备在使用时的最大用电功率。
示例性的，在满足更新后的目标约束条件的情况下，采用以下公式，确定引入需求响应设备时的最大需求响应量曲线：
Figure BDA0003983429480000141
其中，maxWDR为最大需求响应量；
Figure BDA0003983429480000142
为电力需求响应基线的负荷；
Figure BDA0003983429480000143
为变化的配电变压器的有功功率；Δt为时间差。
本发明实施例提供的一种电力需求响应基线确定方案，通过根据需求响应设备的需求响应功率，更新目标约束条件中的运行约束条件；在满足更新后的目标约束条件的情况下，确定引入需求响应设备时的最大需求响应量，完善目标约束条件的更新机制。上述方案，通过对目标约束条件进行更新，根据更新后的目标约束条件，确定最大需求响应量，提高了确定的最大需求响应量的准确度；同时，将配电变压器、光储充元件和需求响应设备作为一个整体，进行最大需求响应量的确定，避免了中小型用户因容量过小而无法参与最大需求响应量的确定，提高了最大需求响应量的适用性。
在上述实施例的基础上，可以根据确定的最大需求响应量，确定需求响应成本。在一个可选实施例中，可以对最大需求响应量进行划分，得到至少一个最大需求响应分片；在满足更新后的目标约束条件的情况下，根据各最大需求响应分片在引入需求响应设备后的台区电力运行成本，确定需求响应成本。
其中，最大需求响应分片可以是至少部分的最大需求响应量。需求响应成本是指使用需求响应设备的最低用电成本。
示例性的，可以通过以下公式，得到至少一个最大需求响应分片：
Figure BDA0003983429480000144
其中，WDR,k为最大需求响应分片；n为划分的份数；k为第k次划分；maxWDR为最大需求响应量。本发明实施例对n的大小不作任何限定，可以是技术人员根据经验进行设置。
在得到至少一个最大需求响应分片后，确定每一个最大需求响应分片在台区下的最小台区电力运行成本，进而确定需求响应成本。具体的，在满足更新后的目标约束条件的情况下，根据各最大需求响应分片在引入需求响应设备后的台区电力运行成本，确定需求响应成本，包括：在满足更新后的目标约束条件的情况下，确定各最大需求响应分片在引入响应设备后的台区电力运行成本最小时，增加的需求响应成本。
示例性的，可以通过以下公式，确定增加的需求响应成本曲线：
Figure BDA0003983429480000151
其中，minFk为最小台区电力运行成本；fbuy为配电变压器的购电成本；fDR为需求响应成本。
其中，
Figure BDA0003983429480000152
Ct为t时刻的购电价格；
Figure BDA0003983429480000153
为配电变压器注入电网节点i的有功功率；
Figure BDA0003983429480000154
CDR,t为t时刻需求响应价格；
Figure BDA0003983429480000155
为需求响应设备负荷的有功功率。
可以理解的是，通过确定各最大需求响应分片的最小台区电力运行成本，进而确定需求响应成本，使得确定需求响应成本的准确度更高，提高了需求响应成本曲线的精准度；并且，根据需求响应成本，后续台区在制定需求响应量时，在满足用户用电需求的基础上，降低用户的用电成本，保证用户的舒适度，极大提高用户的用电经济效益。
可以理解的是，通过将最大需求响应量进行划分，确定各个划分后的最大需求响应分片的台区电力运行成本，进而确定需求响应成本，避免了根据最大需求响应量的整体，确定需求响应成本时，出现需求响应成本的准确度较低的情况，提高了确定需求响应成本的准确度，进而提高了需求响应成本曲线的精准度；并且，对最大需求响应量进行划分，实现了充分挖掘用户侧的响应潜能，从整体上调动光储充元件和需求响应设备，以平滑消纳需求，保证了交流配电网的运行安全稳定。
实施例四
图4是本发明实施例四提供的一种电力需求响应基线确定装置的结构示意图，本实施例可适用于确定电力需求响应基线的情况，该方法可以由电力需求响应基线确定装置来执行，该装置可采用软件和/或硬件的形式实现，并可配置于承载电力需求响应基线确定功能的电子设备中。
如图4所示，该装置包括：能量约束条件构建模块410、潮流约束条件获取模块420、运行约束条件构建模块430和基线确定模块440。其中，
能量约束条件构建模块410，用于根据交流配电网中电网节点所连接光储充元件的功率分配情况，构建光储充能量约束条件；
潮流约束条件获取模块420，用于对交流配电网的潮流约束模型进行二阶锥松弛处理，得到潮流约束条件；
运行约束条件构建模块430，用于根据交流配电网中电网节点对应光储充元件和配电变压器的功率守恒情况，构建运行约束条件；
基线确定模块440，用于在满足目标约束条件的情况下，根据台区电力运行成本，确定电力需求响应基线；其中，目标约束条件包括光储充能量约束条件、潮流约束条件和运行约束条件。
本发明实施例提供了一种电力需求响应基线确定方案，通过能量约束条件构建模块根据交流配电网中电网节点所连接光储充元件的功率分配情况，构建光储充能量约束条件；通过潮流约束条件获取模块对交流配电网的潮流约束模型进行二阶锥松弛处理，得到潮流约束条件；通过运行约束条件构建模块根据交流配电网中电网节点对应光储充元件和配电变压器的功率守恒情况，构建运行约束条件；通过基线确定模块在满足目标约束条件的情况下，根据台区电力运行成本，确定电力需求响应基线；其中，目标约束条件包括光储充能量约束条件、潮流约束条件和运行约束条件。上述方案，通过使用二阶锥松弛，对潮流约束模型进行处理，得到潮流约束条件，基于光储充能量约束条件、潮流约束条件和运行约束条件，确定电力需求响应基线，实现了在充分考虑光储充荷的耦合关系的基础上，确定电力需求响应基线，避免了现有技术中对复杂主体进行电力需求响应基线确定时，出现偏差的情况，提高了确定电力需求响应基线的准确度；同时，上述方案通过确定潮流约束条件，实现了对台区内部网络结构的考虑，提高了电力需求响应基线确定结果的准确度。
可选的，潮流约束条件获取模块420，包括：
约束确定单元，用于根据以电网节点所在目标交流支路的连接情况和所连接交流支路的阻抗信息，分别确定电网节点的功率守恒约束和节点电压约束；其中，电网节点所在目标交流支路为以电网节点为交流支路端点时的交流支路；
功率约束确定单元，用于根据电网节点的用户负荷功率、调节补偿功率以及电网节点的节点连接情况和负载连接情况，确定电网节点的节点注入功率约束；
功率守恒约束更新单元，用于对功率守恒约束中的视在功率守恒约束进行二阶锥松弛，以更新功率守恒约束；
潮流约束条件确定单元，用于生成包括节点电压约束、节点注入功率约束和更新后的功率守恒约束的潮流约束条件。
可选的，功率守恒约束更新单元，具体用于：
将功率守恒约束中的电流的平方和电压的平方，替换为不同的预设标识符，以更新功率守恒约束；
将更新后的功率守恒约束中的视在功率守恒约束进行二阶锥松弛，以二次更新视在功率守恒约束。
可选的，基线确定模块440，包括：
电力需求响应基线确定单元，用于将满足目标约束条件的情况下，台区电力运行成本最小时的连接在电网节点的配电变压器的电量曲线，作为电力需求响应基线。
可选的，该装置还包括：
运行约束条件更新模块，用于根据需求响应设备的需求响应功率，更新目标约束条件中的运行约束条件；
最大需求响应量确定模块，用于在满足更新后的目标约束条件的情况下，确定引入需求响应设备时的最大需求响应量。
可选的，该装置还包括：
响应分片获取模块，用于对最大需求响应量进行划分，得到至少一个最大需求响应分片；
需求响应成本确定模块，用于在满足更新后的目标约束条件的情况下，根据各最大需求响应分片在引入需求响应设备后的台区电力运行成本，确定需求响应成本。
可选的，需求响应成本确定模块，包括：
需求响应成本增加单元，用于在满足更新后的目标约束条件的情况下，确定各最大需求响应分片在引入响应设备后的台区电力运行成本最小时，增加的需求响应成本。
本发明实施例所提供的电力需求响应基线确定装置，可执行本发明任意实施例所提供的电力需求响应基线确定方法，具备执行各电力需求响应基线确定方法相应的功能模块和有益效果。
本发明的技术方案中，所涉及的功率分配情况、功率守恒情况、台区电力运行成本、电力需求响应基线、连接情况、阻抗信息、用户负荷功率、调节补偿功率、节点连接情况、负载连接情况等的收集、存储、使用、加工、传输、提供和公开等处理，均符合相关法律法规的规定，且不违背公序良俗。
实施例五
图5是本发明实施例五提供的一种实现电力需求响应基线确定方法的电子设备的结构示意图。电子设备510旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
如图5所示，电子设备510包括至少一个处理器511，以及与至少一个处理器511通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)512、随机访问存储器(RAM)513等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器511可以根据存储在只读存储器(ROM)512中的计算机程序或者从存储单元518加载到随机访问存储器(RAM)513中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 513中，还可存储电子设备510操作所需的各种程序和数据。处理器511、ROM 512以及RAM 513通过总线514彼此相连。输入/输出(I/O)接口515也连接至总线514。
电子设备510中的多个部件连接至I/O接口515，包括：输入单元516，例如键盘、鼠标等；输出单元517，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元518，例如磁盘、光盘等；以及通信单元519，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元519允许电子设备510通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
处理器511可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器511的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器511执行上文所描述的各个方法和处理，例如电力需求响应基线确定方法。
在一些实施例中，电力需求响应基线确定方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元518。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 512和/或通信单元519而被载入和/或安装到电子设备510上。当计算机程序加载到RAM 513并由处理器511执行时，可以执行上文描述的电力需求响应基线确定方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器511可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行电力需求响应基线确定方法。
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电力需求响应基线确定方法，其特征在于，包括：
根据交流配电网中电网节点所连接光储充元件的功率分配情况，构建光储充能量约束条件；
对所述交流配电网的潮流约束模型进行二阶锥松弛处理，得到潮流约束条件；
根据所述交流配电网中电网节点对应光储充元件和配电变压器的功率守恒情况，构建运行约束条件；
在满足目标约束条件的情况下，根据台区电力运行成本，确定电力需求响应基线；其中，所述目标约束条件包括所述光储充能量约束条件、所述潮流约束条件和所述运行约束条件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述交流配电网的潮流约束模型进行二阶锥松弛处理，得到潮流约束条件，包括：
根据以所述电网节点所在目标交流支路的连接情况和所连接交流支路的阻抗信息，分别确定所述电网节点的功率守恒约束和节点电压约束；其中，所述电网节点所在目标交流支路为以所述电网节点为交流支路端点时的交流支路；
根据所述电网节点的用户负荷功率、调节补偿功率以及所述电网节点的节点连接情况和负载连接情况，确定所述电网节点的节点注入功率约束；
对所述功率守恒约束中的视在功率守恒约束进行二阶锥松弛，以更新所述功率守恒约束；
生成包括所述节点电压约束、所述节点注入功率约束和更新后的功率守恒约束的潮流约束条件。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述功率守恒约束中的视在功率守恒约束进行二阶锥松弛，以更新所述功率守恒约束，包括：
将所述功率守恒约束中的电流的平方和电压的平方，替换为不同的预设标识符，以更新所述功率守恒约束；
将更新后的功率守恒约束中的视在功率守恒约束进行二阶锥松弛，以二次更新所述视在功率守恒约束。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在满足目标约束条件的情况下，根据台区电力运行成本，确定电力需求响应基线，包括：
将满足所述目标约束条件的情况下，所述台区电力运行成本最小时的连接在所述电网节点的配电变压器的电量曲线，作为所述电力需求响应基线。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据需求响应设备的需求响应功率，更新所述目标约束条件中的运行约束条件；
在满足更新后的目标约束条件的情况下，确定引入所述需求响应设备时的最大需求响应量。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
对所述最大需求响应量进行划分，得到至少一个最大需求响应分片；
在满足更新后的目标约束条件的情况下，根据各所述最大需求响应分片在引入需求响应设备后的台区电力运行成本，确定需求响应成本。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述在满足更新后的目标约束条件的情况下，根据各所述最大需求响应分片在引入需求响应设备后的台区电力运行成本，确定需求响应成本，包括：
在满足更新后的目标约束条件的情况下，确定各所述最大需求响应分片在引入响应设备后的台区电力运行成本最小时，增加的需求响应成本。
8.一种电力需求响应基线确定装置，其特征在于，包括：
能量约束条件构建模块，用于根据交流配电网中电网节点所连接光储充元件的功率分配情况，构建光储充能量约束条件；
潮流约束条件获取模块，用于对所述交流配电网的潮流约束模型进行二阶锥松弛处理，得到潮流约束条件；
运行约束条件构建模块，用于根据所述交流配电网中电网节点对应光储充元件和配电变压器的功率守恒情况，构建运行约束条件；
基线确定模块，用于在满足目标约束条件的情况下，根据台区电力运行成本，确定电力需求响应基线；其中，所述目标约束条件包括所述光储充能量约束条件、所述潮流约束条件和所述运行约束条件。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7任一项所述的一种电力需求响应基线确定方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的一种电力需求响应基线确定方法。
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