[发明专利]一种基于需求侧响应的交直流混合微网双层优化方法

权利要求书

1.一种基于需求侧响应的交直流混合微网双层优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)基于激励的需求侧响应，通过可平移负荷的调整，使负荷曲线贴近可再生能源出力变化曲线，以可再生能源消纳率最大为目标建立交直流混合微网上层目标函数；所述的可平移负荷的调整是采用如下公式：

L_py'(t)＝min(L_py(t),L(t)-P_r(t)) (2)

式中：L'(t)表示第t个时段负荷转移后的总负荷；L(t)表示第t个时段的初始总负荷；L_py'(t)表示第t个时段的负荷移出量；表示第t个时段的负荷移入量；L_py(t)表示第t个时段的可平移负荷；P_r(t)表示第t个时段的可再生能源发电量；T为优化时间段，t表示T中各时段；T1为可再生能源发电量小于总负荷大小的时间段，tt表示T1中各时段；

2)既考虑基于价格的需求侧响应，又考虑基于激励的需求侧响应，建立以交直流混合微网运行成本最小为目标的下层目标函数；

3)服从运行约束，建立交直流混合微网双层优化数学模型；

4)改进文化基因算法，并求解交直流混合微网双层优化数学模型。

2.根据权利要求1所述的一种基于需求侧响应的交直流混合微网双层优化方法，其特征在于，步骤1)中经过负荷平移后，得到交直流混合微网上层目标函数为：

式中：K_r表示可再生能源消纳率；P_r(t)表示第t个时段的可再生能源发电量；L'(t)表示第t个时段负荷转移后的总负荷；T为优化时间段。

3.根据权利要求2所述的一种基于需求侧响应的交直流混合微网双层优化方法，其特征在于，步骤2)中所述的以交直流混合微网运行成本最小为目标的下层目标函数是以下成本的总和：

(1)基于价格的需求侧响应

采用基于分时电价的需求侧响应，根据求解交直流混合微网上层目标函数的结果确定各时段内剩余的可平移负荷电量，在保证可再生能源消纳率不变的前提下，根据电价进行平移负荷来调整负荷曲线，微网需要对用户负荷平移进行补贴，补贴成本为：

式中：C_py为平移负荷补贴成本；α为平移补贴单价；T为优化时间段；L”(t)为二次负荷平移之后的各时刻负荷量；L(t)表示第t个时段的初始总负荷；

(2)基于激励的需求侧响应

基于激励的需求侧响应中，考虑可中断项目的总负荷计算公式如下：

L_zd'(t)＜min(L”(t)-P_r(t),L_zd(t)) (7)

式中：L”'(t)表示中断负荷后的负荷大小；L_zd'(t)为保证可再生能源消纳率的可中断负荷量；P_r(t)表示第t个时段的可再生能源发电量；L_zd(t)为初始可中断负荷量；

针对平时和峰时时段中断的负荷，给予中断补贴的补贴成本为：

式中：C_zd为中断补贴成本；β为中断补贴单价；

(3)初期建设成本C_e

式中：N为微网内部微源个数；C_ei为第i个微源的固定投资成本；C_Ri为第i个微源的投资回收系数；

(4)运行维护成本C_om

式中：k_omi为各微源对应的运行维护成本系数；P_i(t)为第i个微源的输出功率；

(5)电网购电成本C_grid

式中：g(t)为第t个时段的购电电价；P_g(t)为第t个时段的电网购电电量；

(6)燃料成本C_fuel

式中：C_MTfuel为微燃机的燃料成本；C_FCfuel为燃料电池的燃料成本；C_DEGfuel表示柴油发电机的燃料成本；cc为燃料单价；LHV为燃料气体的低热值；P_MT为微燃机的出力；P_FC为燃料电池的出力；P_DEG为柴油发电机的出力；η_MT和η_FC为微燃机和燃料电池的效率；a、b、c为柴油发电机的发电系数；

(7)环保折算成本C_en

式中：N1为排出污染物的微源个数；M为污染物排放类型；γ_j为第j种污染物的折算成本；E_i,j为第i个微源产生的第j种污染物的单位排放量；P_i(t)为第i个微源的输出功率；j为第j种污染物；i为第i个微源；

(8)可再生能源发电补贴C_fd

式中：μ为可再生能源的单位发电补贴价格；

构成以交直流混合微网运行成本最小为目标的下层目标函数为：

C_m＝C_py+C_zd+C_e+C_om+C_grid+C_fuel+C_en-C_fd (15)

式中：C_m表示交直流混合微网运行成本。