[发明专利]一种考虑期望度电功率曲线的新型需求响应方法

说明书

本发明提出了一种考虑期望度电功率曲线的新型需求响应方法，属于新型电力系统配电网需求响应技术领域。高比例不可控可再生能源并入电力系统容易引起源‑荷失衡问题，需要激励需求侧用户参与可再生能源消纳。该方法针对现有基于分时电价的需求响应技术侧重于能量成本，其无法有效降低用户与配电网之间交互功率波动，同时用户的电能调度灵活性也无法得到充分挖掘，提出一种考虑期望度电功率曲线(EKPC)的需求响应方法来定义功率成本，进而实现需求侧用户与配电网间的友好交互。通过电源侧出力情况构建期望度电功率曲线的数学模型，并设计新型需求响应调度模型来确定电能调度方案，为配电网与用户之间的友好交互提供技术参考。

技术领域

本发明属于新型电力系统配电网需求响应技术领域，尤其涉及一种考虑期望度电功率曲线的新型需求响应方法。

背景技术

随着低碳电力系统的发展，可再生能源发电逐步成为新型电力系统的重要能源生产之一，配电网需求响应技术已成为促进可再生能源消纳的重要方法。此外，分布式能源的广泛部署推动了微电网或者产消者的出现。随着间歇性可再生能源在微电网或者产消者中的渗透率不断提高，可再生能源在能源供应侧的份额将逐渐增加。从化石燃料到可再生能源的这种转变不仅降低了电源的可控性，而且还引入了额外的不确定性。这给经济调度和可靠运行带来了困难和挑战。此外，配电网络中的传统运营方式难以适应不断增长的分布式电源和并网的微电网和产消者。他们的并网对配电网而言可能存在严重的源-荷失衡问题，例如功率波动和峰谷差等。因此，考虑不确定性和电网友好交互运行的能源管理系统研究对于含可再生能源的微电网和产消者的经济可靠运行具有重要价值。

国内外学者对此做了大量的研究，如储能单元的适当配置可以促进电网侧和需求侧的可靠和高效运行。供暖、通风、空调单元和智能家用电器具有可调节的运行时间和功耗，通过优化调度也可以作为灵活性资源进行管理。此外，有学者提出几种时变电价模型(例如分时电价和实时电价等)以减少能量的供需失衡。这些研究表明，灵活的能源资源参与基于时变电价模型的需求响应计划可以在一定程度上提高配电网的稳定性和经济性。现有的基于时变电价模型的需求响应方案可以在一定程度上引导用户调整他们在不同时段之间的电能消费习惯。然而，这些研究还存在一些挑战：一方面是没有充分考虑用户负荷不确定性和可再生能源出力的不确定性；另一方是仅考虑不同时段的能量成本而忽略整体功率曲线的波动特性。这些挑战容易引起用户与配电网之间的能量友好交互问题。

如何通过合理设置需求响应方法实现含分布式能源的微电网或者产消者用户与配电网之间友好交互对推动新型电力系统的发展具有十分重要的现实意义。

王尧等在《分时电价机制下计及用户需求响应的微网优化调度模型[J].智慧电力,2020,48(10):9-15.》中，利用分时电价特点解决微网优化调度问题,构建分时电价机制下微网系统优化调度模型，优化分布式电源出力、储能系统充放电策略以及微网与主网的能量交互,促进主网的削峰填谷,实现电力资源高效配置。然而，该技术文献考虑的分时电价机制是从能量的角度出发的，仅考虑不同时段的能量成本而忽略整体功率曲线的波动特性，优化结果并不能达到最优。

发明内容

本发明提出了一种考虑期望度电功率曲线的新型需求响应方法，属于新型电力系统配电网需求响应技术领域。高比例不可控可再生能源并入电力系统容易引起源-荷失衡问题，需要激励需求侧用户参与可再生能源消纳。该方法针对现有基于分时电价的需求响应技术侧重于能量成本，其无法有效降低用户与配电网之间交互功率波动，同时用户的电能调度灵活性也无法得到充分挖掘，提出一种考虑期望度电功率曲线(EKPC)的需求响应方法来定义功率成本，进而实现需求侧用户与配电网间的友好交互。通过电源侧出力情况构建期望度电功率曲线的数学模型，并设计新型需求响应调度模型来确定电能调度方案，为配电网与用户之间的友好交互提供技术参考。

为了实现本发明目的，本发明提供的一种考虑期望度电功率曲线的新型需求响应方法，具体步骤如下：

将一天的优化调度时长划分为T个时段，每个时段持续时间为Δt，分析电力系统配电网的各个时间段t的电能供应情况