一种针对融入储能设备的电网系统电能调度方法
【专利摘要】一种针对融入储能设备的电网系统电能调度方法，包括以下步骤：1)建立发电厂利润函数模型，发电厂的利润等于它向用户收取的电费减去他的发电成本；2)发电厂侧引入了储能设备，该储能设备在用电低谷时期储存电能，在高峰时期释放电能，从而发电厂不仅能平稳的发电还能保证用户在用电高峰时的用电需求；3)建立用户组的效用函数模型，它等于用户组用电获得的用电满意度减去用电付出的代价(即所需要支付的电费)，而用户所要支付的电费不仅与用电量有关还和总体负荷的波动大小有关；4)建立双层优化算法，发电厂侧根据用户组的用电需求响应来调控负荷曲线，从而使得发电厂利润最大化，用户组根据发电厂提供的用电代价函数来规划用户用电计划，从而达到整体的幸福度(即用电满意度减去支付的电费)最大。
【专利说明】—种针对融入储能设备的电网系统电能调度方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及智能电网领域，尤其涉及一种应用于融入了储能设备的智能电网系统中的电能需求侧管理控制方法。
【背景技术】
[0002]进入21世纪以来，以信息技术彻底改造现有的能源利用体系，最大限度地开发电网体系的能源效率已经成为各国关注的焦点。因此，灵活、清洁、安全、经济、友好的智能电网概念应运而生，并在近几年成为全球电力行业研究和探讨的热点。目前，智能电网并没有统一的定义，但是基于智能电网的共识是:智能电网可以优化用户峰荷时段的用电量，能够实现分布式电源“即插即用”的并网运行方式，进而达到节能减排的目的。智能电网将信息技术、通信技术和计算机技术应用于传统电力网中，因此，智能电网也是现有输配电网的智能化升级，它具有提高能源效率、减少对环境的影响、提高供电的安全性和可靠性、减少输电网的电能损耗等多个优点。
[0003]电能需求侧管理是指电力用户针对市场价格信号或激励机制做出响应并改变正常电力消费模式的市场参与行为。电能需求侧管理项目可以划分为基于价格和基于激励两类:1)基于价格的电能需求侧管理包括分时电价、实时电价、尖峰电价；2)基于激励的电能需求侧管理包括直接负荷控制、可中断负荷、需求侧竞价、紧急需求响应、容量市场计划。电能需求侧管理使得用户能够通过对用电需求的合理规划来提高用电满意度，或者减少用电费用；同时，发电厂通过规划负荷获得更大的收益，提高电能的利用率。传统电网中，用户与供电部门之间没有信息交互，用户用电没有统一规划，所以总体电力负荷不可避免的出现了用电高峰和用电低谷。用电高峰则会导致电力供应不足、电能质量得不到保证等不良影响；而用电低谷则会导致发电设备的不充分利用，造成电能的极大浪费。因此，设计合理的电能需求侧管理方法来消除用电高峰和用电低谷所造成的影响显得至关重要。另一方面，通过利用大容量储能设备在电低谷时段储存的电能来满足用电高峰时段的电能需求，使得发电厂能够始终保持稳定的发电，从而有效降低发电成本，提高资源利用率。
[0004]近些年来，国内外也有学者对电能需求侧管理控制算法进行了深入研究。如Amir-Hamed Mohsenian-Rad提出一种新型的电费定价方式,将用户的电价与用电量和用电时隙联系在一起。虽然这种定价方式能转移部分用电高峰时的用电负荷，但是日负荷曲线的波动仍然很大；Zahra Bahar1uei提出利用用户之间合作式的博弈来解决电能需求侧管理中过高的峰均比的问题，然而，所建立的用户模型仅考虑了用户的购电费用，并没有考虑用户用电的满意函数；Pedram Samadi提出利用拉格朗日对偶法来解决电能需求侧管理中如何制定实时电价的问题，但是其所建立的发电成本函数过于简单，并不能很好的反映负荷波动对发电厂成本的影响；Hung Khanh Nguyenl提出了用户之间通过非合作博弈来解决电能需求侧管理中因为不区分用电时隙而造成不公平的电费支付问题，但是其算法复杂度较高，计算量过于庞大，需要用户对自身用电安排进行依次优化。上述研究都从不同的角度提出了多种电能需求侧管理控制算法，然而却各有不足，并且储能设备对电能需求侧管理的影响却被忽视，而大规模储能设备在未来的智能电网中将是不可或缺的一部分。
【发明内容】
[0005]为了解决电能需求中不可避免的出现用电高峰和用电低谷造成的极大的资源紧缺与资源浪费的问题，本发明提出一种新颖的电能需求侧控制方法，该方法通过发电厂与用户之间的信息交互，利用一种新型的双层算法，计算出发电厂最佳的发电量与储能量和用户的最优的用电计划；此外，本发明引入储能设备在用电低谷时充电和用电高峰时放电从而很好地解决了发电厂在用电低谷时发电厂设备利用率低和用电高峰时的电能供应紧张的问题。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0007]—种针对融入储能设备的电网系统电能调度方法包括以下步骤:
[0008]I)建立发电厂利润函数模型，如下:
【权利要求】
1.一种针对融入储能设备的电网系统电能调度方法包括以下步骤:1).建立发电厂利润的数学模型，如下:
2.如权利要求1中所述的针对融入储能设备的电网系统电能调度方法，其特征在于:在所述步骤3)中，通过使用基于粒子群算法的调控算法计算得到利润最大时的调控系数0 02，并通过使用基于单纯形法和拉格朗日对偶法结合的方法来优化用户用电，得到最佳的用户用电计划。其主要包括如下步骤: ，3.1，确定发电厂的利润优化问题的目标函数如下:
【文档编号】G06Q10/06GK103532157SQ201310378566
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年8月27日 优先权日:2013年8月27日
【发明者】张荣超, 吴远, 俞立, 梁晓 申请人:浙江工业大学