[发明专利]一种考虑需求响应的离网型微电网储能优化配置方法

权利要求书

1.一种考虑需求响应的离网型微电网储能优化配置方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤一、微电网控制中心根据所在地区风速、光照强度、温度各数据，结合风、光分布式电源的历史输出功率，估计出力的概率密度函数模型参数，得到概率密度模型；采用二参数的Weibull分布拟合风速概率密度，进一步得到风力分布式电源出力概率密度，采用二参数的Beta分布拟合光照强度概率密度，进一步得到光伏分布式电源出力概率密度；

步骤二、对微电网内负荷需求进行预测，划分调度周期内负荷需求峰、谷、平对应的时间段，并以此为依据制定价格需求响应和激励需求响应的负荷控制策略；对于价格型需求响应，在负荷预测曲线的基础上，划分调度周期内负荷的峰、谷、平时间段，通过对不同时间段售电电价的控制，引导用户改变用电量，通过价格弹性系数来表征价格变化量和用电变化量之间的关系，其中，价格弹性系数e_ts定义为：

公式(1)中，和分别为执行价格需求响应前调度周期内第t时间段的用电负荷和第s时间段的售电电价；和分别为需求响应后第t时间段的负荷变化量和第s时间段售电电价变化量；将微电网内部负荷分为n组，同时考虑同一时刻自弹性系数和不同时刻交叉弹性系数对负荷变化量的影响，则第k组负荷在响应价格变化后的负荷需求为：

公式(2)中，e_tt为第t时间段价格自弹性系数；e_ts为第t时间段和第s时间段之间的价格交叉弹性系数；对于激励型需求响应，微电网控制中心事先与用户签订可中断负荷合同，合同包含负荷中断时间、中断持续时间、中断次数、可中断容量、中断补偿费用各内容，以价格需求响应后的负荷需求为基准，对负荷进行中断控制，则第k组负荷变为：

公式(3)中，P_CL,k(t)为第k组负荷在第t时间段的中断负荷量；考虑到中断负荷结束控制后重新接入系统会引起负荷反弹，在公式(3)中应加入反弹负荷修正量；

定义用户负荷受控有效性R_k并给出实际中断补偿费r_k表达式：

公式(6)中，分别为第k组用户的最大连续受控时间与最小连续运行时间；r₀为基本中断补偿费用；ρ为常数；为所有用户的实际中断补偿；

步骤三、考虑风、光分布式电源出力不确定性，建立以微电网供电可靠性最高、用户用电满意度最大以及储能配置容量最小为目标的机会约束优化模型，求解优化算法得到满足机会约束的微电网运行所需配置的最小储能装置容量；微电网供电可靠性用负荷的供电缺额率来衡量；用户用电满意度用用户用电舒适度和中断补偿满意度两方面来衡量；优化模型变量包括风、光分布式电源出力随机变量以及各时间段电价改变量、中断负荷量、微型燃气轮机出力、储能装置充放电功率各控制变量；对于用电舒适度，假设不进行需求响应，即无电价差别以及不进行负荷中断情况下的负荷预测曲线为用户舒适度最大的用电负荷曲线，根据用户实际用电曲线和舒适度最大用电曲线的相关系数来计算总体用户用电舒适度，表达式为：

公式(7)中，分别为需求响应前的平均负荷和激励需求响应后的平均负荷；

中断补偿满意度由用电负荷进行需求响应前后电费支出之间的关系来表征：

用户的用电满意度表达式为：

f₁＝U_S×U_Q (9)

离网型微电网的供电可靠性主要考虑负荷的供电缺额率，表达式为：

对微电网中的储能进行优化配置时，根据储能装置在运行周期内的充放电功率计算各时间段的储能剩余容量，选取整个周期内各时间段的最大剩余容量为储能配置容量；储能装置运行过程中的容量计算公式为：

公式(11)中，μ₁、μ₂为0-1变量，当P_BS,j(t)＞0时，μ₁＝1，μ₂＝0，当P_BS,j(t)＜0时，μ₁＝0，μ₂＝1；E_0,j为储能装置初始容量；η_D、η_C分别为储能装置充放电效率。