[发明专利]一种提高电力系统新能源利用率且最小化发电成本的方法

说明书

一种提高电力系统新能源利用率且最小化发电成本的方法。其鉴于激励型需求响应能够激励用户调整用电方式，积极参与削减负荷，根据用户削减负荷情况设计了一种直接负荷控制模型，同时为了使需求响应效果更好，考虑了用户满意度问题，设计了用户满意度函数，结合储能设备模型，通过构建了联合优化调度模型，利用相应的多目标粒子群优化算法，得到系统经济成本最低和最大化新能源的利用率。本发明提高了电网对新能源的利用效率，改善风力发电、光伏发电的反负荷调节特性，提高了电力系统的安全稳定性。考虑用户满意度后，需求响应实施力度增大，使负荷曲线与新能源发电曲线更为贴合。

技术领域

本发明属于电力系统源网荷调度优化技术领域，具体涉及一种提高电力系统新能源利用率且最小化发电成本的方法。

背景技术

随着新能源发电的规模化并网应用，传统电网正在逐步向着新能源电力系统方向演变，并对其运行控制带来显著的影响。由于风电、光伏等新能源发电出力的不稳定性，要提高电力系统的安全可靠性，可将需求侧响应和储能技术纳入发电调度优化，以提高电网对新能源的利用效率，实现源荷互动与协同优化。

需求响应(DR)分为价格型DR和激励型DR。对于分时电价、实时电价和尖峰电价等价格型DR项目而言，由于相关控制信号大多以“小时级”作为控制周期，负荷无法及时根据新能源的出力情况做出响应，因此对于解决因新能源发电短时剧烈波动造成的并网难问题的帮助不大。而激励型DR属于一种直接控制方式，通过直接管理负荷的用电活动使其能够快速、可靠、精确地响应系统信号，追踪并匹配新能源出力。虽已有多篇文章提出在源网荷优化调度中实施激励型DR，但对新能源发电的反负荷调节特性的改善情况需要进一步加强。

目前只是将需求响应考虑到电力系统的调度优化中，但没有考虑用户满意度问题，即没有考虑需求响应的实施情况及用户的参与力度。

目前弃风弃光问题较为严重，需要加快优化电源结构与布局、多渠道拓展可再生能源电力本地消纳，使新能源发电尽可能地自发自用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种提高电力系统新能源利用率且最小化发电成本的方法。

为了达到上述目的，本发明提供的提高电力系统新能源利用率且最小化发电成本的方法包括按顺序进行的下列步骤：

步骤1：根据用户负荷消减情况建立直接负荷控制模型，并获得需求响应的成本；

步骤2：建立用户满意度函数，并计算出用户满意度；

步骤3：根据荷电状态建立储能系统模型，并获得调用储能成本；

步骤4：在步骤1获得的需求响应的成本、步骤2获得的用户满意度以及步骤3获得的调用储能成本基础上建立联合优化调度模型，以系统经济成本最低和新能源利用率最大化作为联合优化调度模型的两个目标函数，并设定目标函数的约束条件；

步骤5：利用多目标粒子群算法对步骤4获得的目标函数进行求解，得到最优解。

在步骤1中，所述的根据用户负荷消减情况建立直接负荷控制模型，并获得需求响应的成本的方法是：

设定削减负荷的基本电价补偿率δ₀是统一的，δ₀∈(0,1)，定义用户的实际电价补偿率δ_k为：

C_DLC(x)＝0.55arctanh(x)+1

其中，C_DLC是根据用户削减负荷的多少计算出的差别补偿费率，Q_it为实行直接负荷控制前t时段用户i的原用电负荷，Q′_it为实行直接负荷控制后t时段用户i的用电负荷，δ_k为t时段用户i的实际削减负荷电价补偿率；