[发明专利]一种基于价格需求响应的经济调度模型

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于价格需求响应的经济调度模型。

背景技术

风电是可再生能源中最具经济发展前景的发电方式，然而，由于风电自身的波动性、间歇性、反调峰性、低可调度性等不友好特点，其装机容量的快速增长对电网传统的运行控制模式产生重大影响。为应对这种挑战，电源、电网和负荷三者间应进行协调互动，这是智能电网的重要发展方向。但总体而言，电网运行控制主要采用的是发电跟踪负荷的模式，通过调度发电机组的开停和出力来满足预测的负荷需求。但当大规模风电接入电力系统时，发电本身变得不可控制。因此，不少最新研究开始关注负荷跟踪发电模式，通过负荷侧资源主动响应参与电网互动，来实现风电综合利用效率的提升。

需求响应(demand response，DR)是指电力用户针对市场价格信号或激励机制主动改变原有电力消费模式的行为。需求响应资源参与电网互动主要有以下几类：1)价格型DR，通过价格信号(如分时电价、实时电价)引导用户合理调节和改善用电结构和用电方式；2)签订可中断合同；3)直接负荷控制方式。当风电实际出力大于预测值时，可通过需求响应资源增加用电量填补系统功率缺额；反之，当风电实际出力小于预测值时，可通过需求响应资源削减用电量来平抑系统功率不平衡量。近年来，国内外已开展将需求响应用于平衡风电波动的相关研究，更多地集中在需求响应平衡风电波动的潜力分析，参与风电消纳的需求响应调度策略以及对旋转备用容量的影响等方面。

应对风电消纳问题，价格型需求响应通过价格信号参与电网实时调度，以保持电力供需平衡。然而，风电出力和负荷的改变，使电网潮流和节点电压面临越限风险，从而网络安全约束成为制约风电消纳的关键因素。

发明内容

针对以上技术问题，本发明的目的在于提供一种基于价格需求响应的经济调度模型，首先基于价格弹性系数分析价格型需求响应调度成本与互动响应量之间的关系。其次，描述价格型需求响应的互动响应量静态算法，并将其作为预期分配原则之一。在此基础上，同时考虑网络安全约束和价格型需求响应互动响应满意度约束，以电网侧的价格型需求响应调度成本最小化为目标，建立实时优化调度模型，保证实时调度中电网的安全运行。

本发明是通过以下技术方案实现的：

步骤1、引入价格需求因素，构建基于需求弹性的价格需求响应模型，通过实时电价引导用户改变用电行为响应风电出力变化；

步骤2、通过建立鲁棒区间经济调度模型的目标函数和功率平衡、常规机组出力、旋转备用、常规机组爬坡率、网络安全、风电出力约束条件，将价格需求响应模型融入到鲁棒区间经济调度模型，构建基于价格需求响应的大规模风电消纳鲁棒区间日内经济调度模型。

作为优选，在步骤1中，基于需求弹性的价格需求响应模型如下：

用户在不同电价下的响应公式为：

响应约束为：

在第t时段节点j的售电收入f(L_f，jt+L_d,jt)为：

式中：ε_jt为第t时段节点j的负荷需求自弹性系数，反映了用户的电力消费需求对电价变动的敏感程度，一般为已知参数；L_f,jt为第t时段节点j的负荷预测值；L_d,jt为第t时段节点j在不同电价时的响应负荷变化功率；ρ_jt为第t时段节点j的电价；ρ_ref,jt为参考电价；为节点j的用户最大响应容量。

作为优选，对公式(3)采用逐步线性化的方法近似处理，其线性化的表达式如下：

式中：NM为线性化后的分段数目；决策变量d_mjt为第t时段节点j的第m段的负荷功率，并满足0≤d_mjt≤D_mjt，D_mjt为第m段的最大负荷功率；ρ_mjt为相应的第m分段电价。

本发明的有益效果：

1、鲁棒优化作为一种解决不确定问题的决策方法，能够在给定的不确定参数有界集合内求得一个鲁棒最优解，使得约束条件在不确定参数的所有取值下均得到满足。与基于概率论的不确定性分析方法需要获知不确定参数的概率分布模型相比，鲁棒优化方法考虑的不确定信息为不确定参数的变化范围，在实际中这类信息更容易获得，而且鲁棒优化方法的求解效率更高，更适用于大规模在线应用的场合。