本发明属于电网电价领域,具体地说是一种实时电价定价方法。
背景技术:
随着智能用电技术的发展,用户侧的控制潜力得到逐步释放,实时电价作为负荷需求响应的主要措施之一,能够反应电能的实时供需状态,引导用户用电行为,实现供应侧与用户侧的共赢,是未来电价制定的发展方向。
目前关于实时电价的定价措施已有大量研究,主要分为基于能耗调度理论的实时电价算法,基于统计需求弹性模型的实时电价算法,基于效益模型的实时电价算法,基于阻塞管理的实时电价算法等。上述算法从不同角度进行实时电价的定价,但仅考虑到对应时间断面的电网运行状态,而实际上,不同的实时电价会产生不同的负荷响应程度,而不同的负荷曲线又会影响电网的运行方式和运行的经济性,故实时电价与电网的经济运行是相互影响的,在进行实时电价定价时应进行统筹考虑。
进行实时电价定价,需建立用户对实时电价的响应模型。文献《基于实时电价的用户用电响应行为研究》(作者:黄海新,邓丽,文峰,王飞;来源:电力建设,2016,37(2):63-68)对实时电价下的用户行为进行了分析,通过回归模型学习需求价格弹性,建立了用户对实时电价响应的弹性系数矩阵。
技术实现要素:
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷,提供一种实时电价定价方法,该方法在分析负荷对实时电价的响应特性的基础上,建立实时电价与电网运行的数学模型,以经济性最优为目标,进行实时电价的制定。
为了达到上述目的,本发明采用以下的技术方案:一种实时电价定价方法,其实现在有风电、光伏、储能和柴油机接入的电网中,制定未来一天(即未来24小时)每小时的实时电价,包括如下步骤:
a、基于历史数据,通过回归模型建立电网的负荷弹性系数矩阵e,则未来一天每小时的负荷变化量δpload=eδp,δp为未来一天每小时的实时电价向量;
b、建立风电、光伏、储能和柴油机的运行成本模型,以电网收益最大为目标确定电网实时电价定价模型的目标函数;
c、建立风电、光伏、储能、柴油机及电网本身的运行约束条件;
d、求解步骤b、c所述目标函数和约束条件所确定的优化问题,确定未来一天每小时的实时电价。
进一步地,步骤b中,
b1、风电、光伏运行成本较小,运行中视为零;
b2、储能的运行成本包括充放电维护费用以及充放电损耗:
fes=fespes+fcyclenes,
式中,fes为单位功率的充放电维护费用;pes为充放电功率;fcycle为一次充放电等效损耗成本;nes为充放电次数;
b3、柴油机的运行成本包括启停机费用、燃料费用以及污染治理费用:
fde=swonfon+swofffoff+fde+hde,
式中,fde为柴油机运行成本;swon、swoff分别表示柴油机的开机和停机次数;fon、foff分别为柴油机的开机和停机成本;fde为柴油机的燃料成本,拟合为发电功率的二项式函数;hde为柴油机的污染治理费用,与发电功率成正比;
b4、电网实时电价定价模型的目标函数为:
maxf=∑p(pload+δpload)δt-fes-fde,
式中,p和pload分别为时段δt内的电价和未实施实时电价前的负荷量,δpload为实施实时电价后的负荷变化量。
进一步地,步骤c中,
c1、风电、光伏全部消纳,也即注入电网功率为其实际功率pw、ppv,不考虑弃风弃光;
c2、储能的运行约束包括功率约束、soc约束以及充放电逻辑约束:
pes,min≤pes≤pes,max,
socmin≤soct≤socmax,
式中,pes、pes,min、pes,max分别表示储能充放电功率及其上、下限;soc、socmax、socmin为储能的剩余电量状态及其上、下限;
c3、柴油机的运行约束包括出力约束和逻辑约束:
udepde,min≤pde≤udepde,max,
式中,pde、pde,max、pde,min分别表示柴油机功率及其、下限;ude为柴油机运行状态,1为开机状态,0为停机状态;变量的上标t与t-1表示该变量在时段t与其前一时段t-1内的值;
c4、电网本身运行约束主要为功率平衡:
pde+pw+ppv+ues,dischpes=ues,chpes+pload+δpload。
与现有技术相比,本发明具有的有益效果如下:
建立了电网实时电价定价模型,综合考虑了实时电价的制定与电网的经济运行,在实时电价的制定过程中计及了电网中风电、光伏、储能和柴油机运行控制的影响,在电网运行控制中计及了不同实时电价对负荷的影响,克服了现有实时电价定价策略仅考虑当前电网状态的缺陷,能够实现全局的经济性,为配电网的经济运行与实时电价制定提供参考。
附图说明
图1是本发明的结构框图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
一种实时电价定价方法,其实现在有风电、光伏、储能和柴油机接入的电网中,制定未来一天每小时的实时电价,具体步骤如下:
a、基于历史数据,通过回归模型建立电网的负荷弹性系数矩阵e,则每小时的负荷变化量δpload=eδp,δp为未来一天每小时的实时电价向量。
b、建立风电、光伏、储能和柴油机的运行成本模型,以电网收益最大为目标确定电网实时电价定价模型的目标函数。
b1、风电、光伏运行成本较小,运行中视为零;
b2、储能的运行成本包括充放电维护费用以及充放电损耗:
fes=fespes+fcyclenes,
式中,fes为单位功率的充放电维护费用;pes为充放电功率;fcycle为一次充放电等效损耗成本;nes为充放电次数。
b3、柴油机的运行成本包括启停机费用、燃料费用以及污染治理费用
fde=swonfon+swofffoff+fde+hde,
式中,fde为柴油机运行成本;swon、swoff分别表示柴油机的开机和停机次数;fon、foff分别为柴油机的开机和停机成本;fde为柴油机的燃料成本,可拟合为发电功率的二项式函数;hde为柴油机的污染治理费用,与发电功率成正比。
b4、电网实时电价定价模型的目标函数为:
maxf=∑p(pload+δpload)δt-fes-fde,
式中,p和pload分别为时段δt内的电价和未实施实时电价前的负荷量,δpload为实施实时电价后的负荷变化量。
c、建立风电、光伏、储能、柴油机及电网本身的运行约束。
c1、风电、光伏全部消纳,也即注入电网功率为其实际功率pw、ppv,不考虑弃风弃光;
c2、储能的运行约束包括功率约束、soc约束以及充放电逻辑约束:
pes,min≤pes≤pes,max,
socmin≤soct≤socmax,
式中,pes、pes,min、pes,max分别表示储能充放电功率及其上、下限;soc、socmax、socmin为储能的剩余电量状态及其上、下限;
c3、柴油机的运行约束包括出力约束和逻辑约束:
udepde,min≤pde≤udepde,max,
式中,pde、pde,max、pde,min分别表示柴油机功率及其上、下限;ude为柴油机运行状态,1为开机状态,0为停机状态;变更的上标t与t-1表示该变量在时段t与其前一时段t-1内的值。
c4、电网本身运行约束主要为功率平衡:
pde+pw+ppv+ues,dischpes=ues,chpes+pload+δpload。
d、求解步骤b、c所述目标函数和约束条件所确定的优化问题,确定未来24小时每小时的实时电价。
本发明不受具体电网以及结构和系统参数的限制。
本文中所描述的有关方法步骤和数据只是本发明的具体实施例,是对本发明精神作的总体阐释和举例说明,本发明所属领域的技术人员还可意识到变型或可选的实施例的多种可能性,在本发明的精神和原理启发下,作各种修改、补充、改进或类似替代。可以理解的是,这些修改、补充、改进或替代将被认为是包括在本发明中,而并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。