一种适用于电改的微电网经济运营优化方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种适用于电改的微电网经济运营优化方法和系统，包括获取微电网成本因素和微电网效益因素，分别建立微电网成本因素模型和微电网效益因素模型；确定微电网优化规划经济模型；根据建立的微电网成本因素模型和微电网效益因素模型，计算微电网优化规划经济模型。因此，所述的一种适用于电改的微电网经济运营优化方法和系统能够解决目前微电网运营模式没有考虑配电网多源、多用户能量交换、政府补贴及激励政策等方面带来的成本及收益的问题。
【专利说明】
-种适用于电改的微电网经济运营优化方法和系统
技术领域
[0001] 本发明设及电力技术领域，特别是指一种适用于电改的微电网经济运营优化方法 和系统。
【背景技术】
[0002] 由微电网的技术经济特性可知，当微电网作为外部大电网的一部分时，其具有一 定的可控性，既可W独立运行满足用户的用电需求，又可W迅速地为输配电网供应电力，保 证外部大电网的供电可靠性。微电网有效运营的前提是相关主体之间成本和收益分配的合 理性，因此从整体的角度识别并科学计量微电网的成本和效益，有利于微电网的可持续发 展。
[0003] -般情况下，微电网系统包括靠近消费者的分布式发电设备、自产自销者、可控负 荷、响应性需求的综合能源系统。微电网的能量交换可分为内部能量交换和外部能量交换， 并各自对应着相应的经济关系。内部能量交换，即微电网系统的电力生产W及所覆盖用户 的电力消费。外部能量交换，即微电网向外部电网输送电力或者购买电力。运两种能量交换 下，需要充分考虑微电网所产生的成本和效益，W便于制定合理的成本和效益分摊机制，保 证各相关主体成本和效益的合理性。
[0004] 由国内外有关微电网的研究可知，微电网所产生的各种影响已经从技术和经济两 方面得到了认知和计量。但是对于微电网（主要为分布式电源所发电力）的电价机制尚未明 确，当前的一些电价机制仅考虑了由于微电网并网引起的附加成本，并将运些成本反映为 电网的连接费用，尚未考虑微电网所能够带来的正向经济影响。根据微电网能量交换的方 式，微电网的相关运营主体包括发电企业、电网公司、终端用户与社会，从正向和负向两个 方面，分析微电网对不同主体的经济影响。
[0005] 由微电网运营所带来的正向经济影响分析可知，某一项效益可能设及到一个(如 电网公司）或多个主体(如电网公司和终端用户）。举例来说，分布式发电所降低的损耗有利 于电网公司实现地方政府规定的电网效率和节能减排目标。
[0006] 另一方面，网损成本的减少将反映到终端用户的购电电价中，使其支付的电费减 少。此外，损耗降低也意味着减少对环境造成的影响，使整个社会从中受益。从另一方面看， 微电网在运营过程中也会带来一些负向的经济影响，主要原因是微电网中分布式电源的间 歇性出力造成的。微电网中的发电机组主要由分布式电源组成(尤其对于风电、光伏发电等 间歇性不可控电力），由于分布式电源发电的间歇性，会造成电能的间歇性变化，此时若将 微电网接入外部配电网中，会由于电能的不稳定性，造成外部配电网的额外的运营管理成 本，具体的负向经济影响主要包括:分布式电源间歇性出力造成配电网的额外损失(增加电 网公司的成本）；分布式电源间歇性出力造成电压不稳定(增加电网公司的成本）；分布式电 源叫歇性出力造成配电/电网的升级改造（由于热值限制；电压限制；短路限制等情况）；分 布式电源间歇性出力造成额外的电能平衡成本和辅助服务成本等(尤其对于风电、光电等 间歇性不可控电力）。
[0007] 综上，传统的微电网运营模式仅仅考虑了用户与电网能量交换的经济运营模式， 没有考虑基于电力体制改革和电网传输的多用户主体间能量交换的运营模式。
【发明内容】
[0008] 有鉴于此，本发明的目的在于提出一种适用于电改的微电网经济运营优化方法和 系统，能够解决目前微电网运营模式没有考虑配电网多源、多用户能量交换、政府补贴及激 励政策等方面带来的成本及收益的问题。
[0009] 基于上述目的本发明提供适用于电改的微电网经济运营优化方法，包括步骤：
[0010] 获取微电网成本因素和微电网效益因素，分别建立微电网成本因素模型和微电网 效益因素模型；
[0011] 确定微电网优化规划经济模型；
[0012] 根据建立的微电网成本因素模型和微电网效益因素模型，计算微电网优化规划经 济模型。
[0013] 在一些实施例中，所述微电网成本因素包括等年值设备投资总费用ai;安装、运行 维护费用曰2;燃料费用曰3;废弃后拆卸、治污费用曰4;排污惩罚费用a日;停电赔偿费用曰6;备用 容量费日7^及过网费曰8;
[0014] 所述微电网效益因素包括售电效益bl;政府补贴效益b2;节能效益b3;降低损耗效 益b4;碳贸易效益bs;可靠性效益b6;减缓电网投资效益b7;参与电网辅助服务收益bs。
[0015] 在一些实施例中，所述微电网优化规划经济模型公式如下：
[0016] (bi+b2+b3+b4+b已+bs+by+bs-曰广曰2-曰3-曰4-曰已-曰6-曰广曰S) X 年数。
[0017] 在一些实施例中，所述等年值设备投资总费用ai的模型为：
[001 引
[0019] 式中Cgpi-一等年值设备投资费用；Ctgpi-一等年值装机成本;Csgpi-一等年值二 次设备成本;Ypi-一寿命周期年限;r 一一折现率；
[0020] 安装、运行维护费用32的模型公式为：
[0021]
[0022] 式中Comi-一安装、运行维护费用；Pi-一装机容量;Ku一一安装单位容量费用； Komi-一设备维护单位容量费用；Cl一一热启动费用；Si-一冷启动费用；Nsuci-一启停次 数;Ti--冷启动时间;Toff, i,j--第j次启动前停运时间；
[0023] 燃料费用曰3的模型公式为：
[0024]
[0025] 式中Cfci-一燃料费用;Mu-一单位电能消耗燃料量;Pu-一单位燃料的价格； Ei--发电量；
[00%]废弃后拆卸、治污费用曰4为 [0027]
[002引式中Cdi-一拆卸、治污费用;Kdi-一单位装机容量的拆卸费用;Kpi-一治理单位 装机容量污染所需费用;Pi-一装机容量；
[00巧]排污惩罚费用a日的模型公式为：
[0030]
[0031] 式中CEi--排污惩罚费用;m--污染物种类;Ei--发电量;Vk--单位发电量 排放第k种污染物所受罚款。
[0032] 停电赔偿费用as的模型公式为：
[0033]
[0034] 式中Cs-一停电赔偿费用;m-一微电网与大电网相连的馈线数;Aj-一单位馈线 故障的概率;Lj--馈线的长度;Tj--维修时间；n--负荷种类;Kks--第k种负荷停电 损失费用；APk-一第k种负荷停电量；
[0035] 备用容量费曰7的模型公式为：
[0036] 37 =基本备用容量费=(边际发电容量成本十边际输配电容量成本）X30%;
[0037] 过网费as的模型公式为：
[003引日8二过网费=微电网输入电量X电价。
[0039] 在一些实施例中，所述售电效益bi的模型公式为：
[0040]
[0041] 式中Psi-一第i种分布式电源的售电电价;Ei-一第巧巾分布式电源的发电量；
[0042] 售电效益bi的模型公式为：
[0043]
[0044] 式电源的售电电价;Ei--第巧巾分布式电源的发电量；
[0045] 为；
[0046]
[0047] 式中m--微电网所含有的可再生能源电源种类;Mc--火电机组生产单位电能 所消耗的煤炭量;Pc-一煤炭价格;Ei-一第i种可再生能源电源的发电量；
[004引降低损耗效益b4的模型公式为：
[0049]
[0050] 式中化Ri-一第i种分布式电源的降低损耗效益;L%-一降损率;Psi-一第i种分 布式电源售电电价;Ei-一第i个分布式电源的发电量；
[0051]碳贸易效益b日的模型公式为：
[0化2]
[0053] 式中Cci一一第i种可再生能源所带来的碳贸易效益;m-一微电网包含可再生能源 电源种类数;a-一单位煤碳转换为二氧化碳系数;Ei-一第i种可再生能源电源发电量； Mc一一火电机组生产单位电能所消耗的煤炭量;P-一单位碳交易费用；
[0化4]可靠性效益b6的模型公式为：
[0化5]
[0056] 巧甲Ui--弟1种巧何W W罪巧效益;n--负荷种类;m--微电网与大电网相连 的馈线数;-一单位馈线故障的概率一一馈线的长度;Tj一一维修时间;Kis-一第i种 负荷单位停电损失;Pm-一第j条馈线连接下由分布式能源供给第i种负荷的电量；
[0057] 减缓电网投资效益b7的模型公式为：
[0化引
[0059] 式中LDGi-一第i种分布式电源的负荷，单位为kW; n-一微电网内部的分布式电源 种类;、一一微电网内部分布式电源运行同时率;Ix--微电网接入X电压等级；
[0060] 参与电网辅助服务收益bs的模型公式为：
[0061] bs =辅助服务费=微电网参与辅助服务电量X辅助服务单位补贴。
[0062] 另外，本发明还提供了一种适用于电改的微电网经济运营优化系统，包括：
[0063] 微电网成本执行单元，用于获取微电网成本因素，建立微电网成本因素模型；
[0064] 微电网效益执行单元，用于获取微电网效益因素，建立微电网效益因素模型；
[0065] 微电网优化执行单元，用于确定微电网优化规划经济模型，并根据建立的微电网 成本因素模型和微电网效益因素模型，计算微电网优化规划经济模型。
[0066] 在一些实施例中，所述微电网成本因素包括等年值设备投资总费用ai;安装、运行 维护费用曰2;燃料费用曰3;废弃后拆卸、治污费用曰4;排污惩罚费用a日;停电赔偿费用曰6;备用 容量费日7^及过网费曰8;
[0067] 所述微电网效益因素包括售电效益bi;政府补贴效益b2;节能效益b3;降低损耗效 益b4;碳贸易效益bs;可靠性效益b6;减缓电网投资效益b7;参与电网辅助服务收益bs。
[0068] 在一些实施例中，所述微电网优化规划经济模型公式如下：
[0069] (bi+b2+b3+b4+b已+bs+by+bs-曰广曰2-曰3-曰4-曰已-曰6-曰广曰S) X 年数。
[0070] 在一些实施例中，所述等年值设备投资总费用ai的模型为：
[0071]
[0072] 式中Cgpi-一等年值设备投资费用；Ctgpi-一等年值装机成本;Csgpi-一等年值二 次设备成本;Ypi-一寿命周期年限;r 一一折现率；
[0073] 安装、运行维护费用32的模型公式为：
[0074]
[0075] 式中CoMi--安装、运行维护费用；Pi-一装机容量;Kii一一安装单位容量费用； KoMi--设备维护单位容量费用；Ci--热启动费用；Si--冷启动费用；Nsuci--启停次 数;Ti--冷启动时间;Toff, i,j--第j次启动前停运时间；
[0076] 燃料费用日3的模型公式为：
[0077]
[007引式中CFCi--燃料费用;Mci--单位电能消耗燃料量;Pci--单位燃料的价格； Ei--发电量；
[0079] 废弃后拆卸、治污费用曰4为
[0080]
[0081] 式中Cdi-一拆卸、治污费用;Kdi-一单位装机容量的拆卸费用;Kpi-一治理单位 装机容量污染所需费用;Pi-一装机容量；
[0082] 排污惩罚费用a日的模型公式为：
[0083]
[0084] 式中Cei-一排污惩罚费用;m-一污染物种类;Ei-一发电量;Vk-一单位发电量 排放第k种污染物所受罚款。
[0085] 停电赔偿费用曰6的模型公式为：
[0086]
[0087] 式中Cs-一停电赔偿费用;m-一微电网与大电网相连的馈线数;、一一单位馈线 故障的概率;Lj--馈线的长度;Tj--维修时间；n--负荷种类;Kks--第k种负荷停电 损失费用；APk-一第k种负荷停电量；
[008引备用容量费37的模型公式为：
[0089] 37 =基本备用容量费=(边际发电容量成本十边际输配电容量成本）X30%;
[0090] 过网费as的模型公式为：
[0091] 日8二过网费=微电网输入电量X电价。
[0092] 在一些实施例中，所述售电效益bi的模型公式为：
[0093]
[0094] 式中Psi-一第i种分布式电源的售电电价;Ei-一第巧巾分布式电源的发电量；
[0095] 售电效益bi的模型公式为：
[0096]
[0097] 售电电价;Ei-第巧巾分布式电源的发电量；
[009引
[0099]
[0100] ^生能源电源种类;Mc--火电机组生产单位电能 所消耗f 第i种可再生能源电源的发电量；
[0101]
[0102]
[0103] 9降低损耗效益;L%-降损率;Psi-第i种分 布式电S ,源的发电量；
[0104]
[0105]
[0106] 带来的碳贸易效益;m-微电网包含可再生能源 电源种： 化碳系数;Ei-一第i种可再生能源电源发电量； Mc-;炭量;P-单位碳交易费用；
[0107]
[010 引
[0109] 式中CRi--第i种负荷的可靠性效益;n--负荷种类;m--微电网与大电网相连 的馈线数;-一单位馈线故障的概率一一馈线的长度;Tj一一维修时间;Kis-一第i种 负荷单位停电损失;Pm-一第j条馈线连接下由分布式能源供给第i种负荷的电量；
[0110] 减缓电网投资效益b7的模型公式为：
[0111]
[0112] 式中LDGi--第i种分布式电源的负荷，单位为kW; n--微电网内部的分布式电源 种类;、一一微电网内部分布式电源运行同时率;Ix-一微电网接入X电压等级；
[0113] 参与电网辅助服务收益bs的模型公式为：
[0114] bs =辅助服务费=微电网参与辅助服务电量X辅助服务单位补贴。
[0115] 从上面所述可W看出，本发明提供的一种适用于电改的微电网经济运营优化方法 和系统，获取微电网成本因素和微电网效益因素，分别建立微电网成本因素模型和微电网 效益因素模型；确定微电网优化规划经济模型;根据建立的微电网成本因素模型和微电网 效益因素模型，计算微电网优化规划经济模型。从而，本发明能够对多源微电网的适用性、 电网传输的多用户能量交换W及政策导向等方面进行填补，构建了一种适应于电改的微电 网优化规划经济模型。
【附图说明】
[0116] 图1为本发明实施例中适用于电改的微电网经济运营优化方法的流程示意图；
[0117] 图2为本发明实施例中适用于电改的微电网经济运营优化系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0118] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，W下结合具体实施例，并参照 附图，对本发明进一步详细说明。
[0119] 需要说明的是，本发明实施例中所有使用"第一"和"第二"的表述均是为了区分两 个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见"第一""第二"仅为了表述的方便，不应 理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
[0120] 参阅图1所示，为本发明实施例中适用于电改的微电网经济运营优化方法的流程 示意图，所述适用于电改的微电网经济运营优化方法包括：
[0121] 步骤101，获取微电网成本因素和微电网效益因素。
[0122] 在实施例中，本发明设及到的微电网成本因素包括等年值设备投资总费用ai;安 装、运行维护费用曰2;燃料费用曰3;废弃后拆卸、治污费用曰4;排污惩罚费用a日;停电赔偿费用 as;备用容量费日7^及过网费曰8。
[0123] 而本发明微电网的综合效益评估要考虑其可靠性效益、节能效益、降损效益、环境 效益和延缓输电网投资的效益等等。在一个优选地实施例中，所述微电网效益因素包括售 电效益bl;政府补贴效益b2;节能效益b3;降低损耗效益b4;碳贸易效益bs;可靠性效益b6;减 缓电网投资效益b7;参与电网辅助服务收益bs。
[0124] 步骤102,分别建立微电网成本因素模型和微电网效益因素模型。
[0125] 作为实施例，针对于微电网成本因素等年值设备投资总费用ai;安装、运行维护费 用曰2;燃料费用曰3;废弃后拆卸、治污费用曰4;排污惩罚费用a日;停电赔偿费用曰6;备用容量费 日7^及过网费日8。分别建立的模型为：
[0126] 等年值设备投资总费用ai考虑逐年投资成本能够体现市场运行状况。分布式能源 投资包含一次、二次设备。
[0127]
[01巧]巧甲Ccpi--导平但巧爸巧货费用；打CPi--导平值装机成本；Cscpi--等年值二 次设备成本;Ypi-一寿命周期年限;r 一一折现率。
[0129]安装、运行维护费用32的模型公式为：
[01301
[0131] 式中Comi-一安装、运行维护费用；Pi-一装机容量;Ku一一安装单位容量费用； Komi-一设备维护单位容量费用；Cl一一热启动费用；Si-一冷启动费用；Nsuci-一启停次 数;T i--冷启动时间;Tof f, i, j--第j次启动前停运时间。
[0132] 优选地，此部分运行维护费用的计算依据为：第一年运行维护费为总投资额的 5 %，W后各年运行维护费W前一年基础上递增2 %来计算。
[0133] 燃料费用曰3的模型公式为：
[0134]
[0135] 式中CFCi--燃料费用;Mci--单位电能消耗燃料量;Pci--单位燃料的价格； Ei--发电量。
[0136] 废弃后拆卸、治污费用34,考虑产品生命周期计算废弃后的费用。
[0137]
[0138] 式中Cdi-一拆卸、治污费用;Kdi-一单位装机容量的拆卸费用;Kpi-一治理单位 装机容量污染所需费用;Pi-一装机容量。
[0139] 排污惩罚费用a日的横巧公式为：
[0140
[0141] 式中Cei-一排污惩罚费用;m-一污染物种类;Ei-一发电量;Vk-一单位发电量 排放第k种污染物所受罚款。
[0142] 停电赔偿费用as的模型公式为：
[0143]
[0144] 巧甲U--信巧贈偿贸用；m--傲电网与大电网相连的馈线数;Aj--单位馈线 故障的概率;Lj--馈线的长度;Tj--维修时间；n--负荷种类;Kks--第k种负荷停电 损失费用；APk--第k种负荷停电量。
[0145] 还有，随着电力市场改革的逐步推进，微电网侧在售电侧与电网侧的关系将会发 生变化，微电网既是配电网的用户端，优势配电网的电源点（内部包含不同类型的分布式电 源）。微电网的电源特性，会使得其随着电力市场的发展，将会被收取备用容量费，而备用容 量费的收取将会是此部分的考虑的重点。
[0146] 边际成本制定备用容量费是根据用户电力的增加而引起的电力企业成本增加来 确定。其成本结构取决于长期边际成本计算结果，可W根据用户的不同负荷特性、不同供电 电压，分别计算各类用户的供电成本W及合理的固定成本与变动成本之比例。
[0147] 采用长期边际成本法计算基本备用容量费，在计算过程中需要用到边际容量成 本，即边际发电容量成本与边际输配电容量成本之和。
[0148] 运样将有30%的容量成本转化为基本备用容量费，在基本备用容量费中分摊;其 余将依据电量电费来核算。因此备用容量费37的模型公式为：
[0149] 37 =基本备用容量费=(边际发电容量成本十边际输配电容量成本）X30%
[0150] 另外，微电网作为配电网侧的负荷点，当内部分布式电源供应负荷不足W满足微 网内部用户需求时，需要向电网侧输入电量，而运部分电量与配套电价乘积，便是所谓的过 网费。因此过网费曰8的模型公式为：
[0151] as =过网费=微电网输入电量X电价
[0152] 作为另一个实施例，针对于微电网效益因素售电效益bi;政府补贴效益b2;节能效 益b3;降低损耗效益b4;碳贸易效益bs;可靠性效益b6;减缓电网投资效益b7;参与电网辅助服 务收益bs。分别建立的模型为：
[0153] 售电效益bi的模型公式为：
[0154]
[0155] 式中Psi--第i种分布式电源的售电电价瓜--第巧巾分布式电源的发电量。
[0156]《分布式发电管理办法》明确分布式发电W单位发电量方式获得补贴，政府补贴效 益b2的模型公式为：
[0157；
[0158] 式中Cbi-一第i种分布式电源的补贴效益；n-一微电网所含分布式电源种类； Pbi--第i种分布式电源的补贴电价瓜一一第i种分布式电源的发电量。
[0159] 还有，微电网中往往采用可再生清洁能源，可W大大减少化石能源的消耗;另一方 面，目前正在大力推广的热电联产，可W通过能源的综合利用，大大提高能源的利用效率。 运里定义微电网在电能生产环节中的节能效益为:相对常规火电机组，分布式电源供应同 等电能和热能所节约的化石能源的价值。
[0160] 利用可再生能源发电减少化石能源消耗带来的费用，W常规火电机组发电消耗煤 炭费用作为参考。节能效益b3的模型公式为：
[0161]
[0162] 式中m-一微电网所含有的可再生能源电源种类;Mc-一火电机组生产单位电能 所消耗的煤炭量;Pc-一煤炭价格;Ei-一第i种可再生能源电源的发电量。
[0163] 由于分布式电源配置在负荷的附近，在送电过程中的电能损耗必然比远距离输送 同等容量电能的损耗要小，因此分布式电源的合理配置可W降低输配电网的损耗。微电网 的降损效益与配电网的网架结构、运行方式、集中式发电的输电距离、负荷情况及分布式电 源的位置分布、容量等因素密切相关。
[0164] 分布式能源配置于负荷附近减少了集中式远距离供电在网络传输上的损耗，降低 损耗效益b4的模型公式为：
[01 化]
[0166] 式中化Ri--第i种分布式电源的降低损耗效益;L%-一降损率;Psi-一第i种分 布式电源售电电价;Ei--第i个分布式电源的发电量。
[0167]另外，根据碳排放权交易机制（emissions trading scheme,ETS)企业在规定时间 内碳的排放量低于监管机构分配的量可将剩余的出售给排放水平高的企业来获得利润;而 光伏发电、风机发电属于清洁发展机制（clean development mechanism,CDM)范畴。运里采 用可再生能源电源相对于火电机组发相同电量少排放C02进行交易。碳贸易效益bs的模型 公式为：
[016 引
[0169] 式中Cu-一第i种可再生能源所带来的碳贸易效益;m-一微电网包含可再生能源 电源种类数;a-一单位煤碳转换为二氧化碳系数;Ei-一第i种可再生能源电源发电量； Mc一一火电机组生产单位电能所消耗的煤炭量;P-一单位碳交易费用。
[0170] 微电网通过先进的电力电了技术将分布式电源、负荷和储能装置集成在一起，既 可W与配电系统并网运行，也可W与配电系统解列后孤岛运行。在配电网发生停电时，微电 网可通过孤岛运行来保证对本地负荷的供电，从而提高供电可靠性。
[0171] 从社会的角度来看，微电网提高供电可靠性所带来的效益可用期望停电损失的减 少来衡量。停电损失可W用期望缺供电量乘W电能中断损失率（interr叩ted energy assessment rate IEAR)RIEAR来计算。电能中断损失率RIEAR，定义为由于电网供电中断造 成用户因得不到单位电量而引起的经济损失，用W描述某一类或全社会用户每承受IkW ? h 的电能中断所遭受的经济损失。常用的估算RIEAR的方法包括产电比法、平均电价折算倍数 法、用户损失函数法等。
[0172] 考虑到与大电网相连的输电线路发生故障时微电网内的分布式能源仍持续向负 荷供电，从而提高了微电网供电可靠性，可靠性效益b6的模型公式为：
[0173]
[0174] 式中CRi--第i种负荷的可靠性效益;n--负荷种类;m--微电网与大电网相连 的馈线数;-一单位馈线故障的概率一一馈线的长度;Tj一一维修时间;Kis-一第i种 负荷单位停电损失;Pm-一第j条馈线连接下由分布式能源供给第i种负荷的电量。
[0175] 由于微电网并网而降低的微电网内部用户的负荷需求而减缓配电网投资的效益。 微电网的发展能够对部分的负荷增量进行有效的消化，当某个地区的负荷需求提升时，如 果没有微电网的运行就需要配电网扩容或者升级改造来满足用户的需求，而配电网为满足 负荷增量需求产生的资金投入，即为减缓电网投资效益，减缓电网投资效益b7的模型公式 为：
[0176]
[0177] 式中LDCi--第i种分布式电源的负荷，单位为kW;n--微电网内部的分布式电源 种类;、一一微电网内部分布式电源运行同时率;Ix-一微电网接入X电压等级(X:为llOkV， IOkV等电压等级)单位千瓦投资，单位为万元/kW。
[0178] 当电力批发市场价格升高或系统可靠性受威胁时，电力用户接收到供电方发出的 诱导性减少负荷的直接补偿通知或者电力价格上升信号后，改变其固有的习惯用电模式， 达到减少或者推移某时段的用电负荷而响应电力供应，从而保障电网稳定，并抑制电价上 升的短期行为。微电网参与了电网辅助服务而获得的补偿，包括需求响应调峰、调频、备用 补偿，可中断负荷补偿等，因此参与电网辅助服务收益b8的模型公式为：
[0179] bs =辅助服务费=微电网参与辅助服务电量X辅助服务单位补贴
[0180] 步骤103，确定微电网优化规划经济模型。
[0181] 在实施例中，在微电网成本收益分析过程中，需要充分的考虑影响微电网推广的 因素，根据科学性、全面性和客观性的原则分析微电网运行效益，微电网优化规划经济模型 公式如下：
[0182] (bi+b2+b3+b4+b已+bs+by+bs-曰广曰2-曰3-曰4-曰已-曰6-曰广曰S) X年数
[0183] 步骤104,根据建立的微电网成本因素模型和微电网效益因素模型，计算微电网优 化规划经济模型。
[0184] 在该实施例中，可W将采集的获取微电网成本因素数据和微电网效益因素数据分 别代入微电网成本因素模型和微电网效益因素模型进行计算，然后将各因素模型的结果代 入微电网优化规划经济模型中，最后获得适用于电改的微电网经济运营优化规划经济指 标。
[0185] 需要说明的是，步骤103可W在步骤102之后进行，步骤103也可W在步骤101之后 进行。或者，步骤103可W在步骤101之前进行，也可W在进行步骤101或步骤102的同时执 行。即步骤103的执行不仅限于图1中所示的顺序。
[0186] 在本发明的另一个方面，参阅图2所示，为本发明实施例中适用于电改的微电网经 济运营优化系统的结构示意图。所述适用于电改的微电网经济运营优化系统包括微电网成 本执行单元201、微电网效益执行单元202 W及微电网优化执行单元203,其中微电网成本执 行单元201、微电网效益执行单元202分别与微电网优化执行单元203相连。具体来说，微电 网成本执行单元201能够获取微电网成本因素，建立微电网成本因素模型。而微电网效益执 行单元202能够获取微电网效益因素，建立微电网效益因素模型。最后，微电网优化执行单 元203确定微电网优化规划经济模型，并根据微电网成本执行单元201和微电网效益执行单 元202，计算微电网优化规划经济模型。
[0187] 在一个较佳地实施例中，微电网成本执行单元201 (如图2中所示)包括微电网成本 因素获取模块和微电网成本因素模型计算模块。
[0188] 其中，微电网成本因素获取模块设及到的微电网成本因素包括等年值设备投资总 费用ai;安装、运行维护费用曰2;燃料费用曰3;废弃后拆卸、治污费用曰4;排污惩罚费用a日;停电 赔偿费用日6;备用容量费日7^及过网费曰8。
[0189] 进一步地，微电网成本因素模型计算模块是分别确立等年值设备投资总费用ai; 安装、运行维护费用曰2;燃料费用曰3;废弃后拆卸、治污费用曰4;排污惩罚费用a日;停电赔偿费 用36;备用容量费37?及过网费as的模型公式，然后根据建立的模型公式分别进行计算。其 中，每个微电网成本因素模型公式在上面所述适用于电改的微电网经济运营优化方法中已 经进行了说明，在此不再重复。
[0190] 在另一个较佳地实施例中，微电网效益执行单元202(如图2中所示)包括微电网效 益因素获取模块和微电网效益因素模型计算模块。
[0191] 其中，微电网的综合效益评估要考虑其可靠性效益、节能效益、降损效益、环境效 益和延缓输电网投资的效益等等。所述微电网效益因素获取模块设及到的微电网效益因素 包括售电效益bl;政府补贴效益b2;节能效益b3;降低损耗效益b4;碳贸易效益bs;可靠性效益 b6;减缓电网投资效益b7;参与电网辅助服务收益bs。
[0192] 进一步地，微电网效益因素模型计算模块是分别确立微电网效益因素包括售电效 益bl ;政府补贴效益b2 ;节能效益b3 ;降低损耗效益b4 ;碳贸易效益bs ;可靠性效益b6 ;减缓电 网投资效益b。参与电网辅助服务收益bs的模型公式，然后根据建立的模型公式分别进行计 算。其中，每个微电网效益因素模型公式在上面所述适用于电改的微电网经济运营优化方 法中已经进行了说明，在此不再重复。
[0193] 另外，在微电网成本收益分析过程中，微电网优化执行单元203需要充分的考虑影 响微电网推广的因素，根据科学性、全面性和客观性的原则分析微电网运行效益，微电网优 化规划经济模型公式如下：
[0194] (bi+b2+b3+b4+b已+bs+by+bs-曰广曰2-曰3-曰4-曰已-曰6-曰广曰S) X年数
[01M]然后，可W将微电网成本执行单元201、微电网效益执行单元202计算获得的数据 代入，最后获得适用于电改的微电网经济运营优化规划经济指标。
[0196] 综上所述，本发明提供的一种适用于电改的微电网经济运营优化方法和系统，仓U 造性地确定合理的微电网运营模式，采用公平的费用分摊和收益共享机制，最小化微电网 运营所带来的负向经济影响；并且，实现正向经济影响的最大化，达到主体之间共赢的效 果，最终促进微电网在中国的可持续发展;而且，本发明能够对不同类型(工业、商业、农村、 海岛）多源微电网的适用性、电网传输的多用户能量交换W及"电改9号文"的政策导向等因 素而新形成的微电网运营成本、收益进行补充，包含了微电网工程投资、建设、运营全生命 周期的各种费用，构建了一种适应于电改的微电网优化规划经济模型；与此同时，将工程的 投资、建设、运营数据应用于模型中，计算出经济指标，在项目的设计阶段，针对合理预测的 运营数据计算分析得出的经济可行性略低的项目进行及时调整;此外，该模型能够对现阶 段微电网项目缺失的政策性激励进行预测、指引，实现微电网项目的经济性优化;从而，可 W看出本发明具有广泛、重大的推广意义;最后，整个所述的适用于电改的微电网经济运营 优化方法和系统紧凑，易于控制。
[0197] 所属领域的普通技术人员应当理解：W上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非 旨在暗示本公开的范围（包括权利要求)被限于运些例子;在本发明的思路下，W上实施例 或者不同实施例中的技术特征之间也可W进行组合，步骤可W W任意顺序实现，并存在如 上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
[0198] 另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难W理解，在所提供的附图中可 W示出或可W不示出与集成电路（IC)忍片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可W W框图的形式示出装置，W便避免使本发明难W理解，并且运也考虑了 W下事实，即关于运 些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的（即，运些细节应当 完全处于本领域技术人员的理解范围内）。在阐述了具体细节(例如，电路）W描述本发明的 示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可W在没有运些具体细节 的情况下或者运些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，运些描述应被认为是说明 性的而不是限制性的。
[0199] 尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描 述，运些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例 如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可W使用所讨论的实施例。
[0200] 本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有运样的替换、 修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进 等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种适用于电改的微电网经济运营优化方法，其特征在于，包括步骤： 获取微电网成本因素和微电网效益因素，分别建立微电网成本因素模型和微电网效益 因素模型； 确定微电网优化规划经济模型； 根据建立的微电网成本因素模型和微电网效益因素模型，计算微电网优化规划经济模 型。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微电网成本因素包括等年值设备投资 总费用a1;安装、运行维护费用a 2;燃料费用a3;废弃后拆卸、治污费用iu;排污惩罚费用a5;停 电赔偿费用a 6;备用容量费a7以及过网费as; 所述微电网效益因素包括售电效益b1;政府补贴效益b2;节能效益b3;降低损耗效益b 4; 碳贸易效益b5;可靠性效益b6;减缓电网投资效益b7;参与电网辅助服务收益b8。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述微电网优化规划经济模型公式如下： (bi+b2+b3+b4+b5+b6+b7+b8-ai_a2-a3-a4-a5-a6-a7-a8) X 年数。4. 根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述等年值设备投资总费用&1的模型 为：式中Ccpi-一等年值设备投资费用;Ctcpi-一等年值装机成本;Cscpi-一等年值二次设 备成本;Ypi 寿命周期年限;r 折现率； 安装、运行维护费用&2的模型公式为：式中CQMi--安装、运行维护费用；Pi--装机容量；Kii--安装单位容量费用； Komi--设备维护单位容量费用；L--热启动费用；Si--冷启动费用;Nsuci--启停次 数;T i一一冷启动时间；TciffAj-一第j次启动前停运时间； 燃料费用a3的模型公式为：式中CFCi--燃料费用;Mci--单位电能消耗燃料量;Pci--单位燃料的价格;E i-- 发电量； 废弃后拆卸、治污费用￡14为式中CDi--拆卸、治污费用;Kdi-单位装机容量的拆卸费用;KPi-治理单位装机 容量污染所需费用一一装机容量； 排污惩罚费用a5的模型公式为：式中Ce1-一排污惩罚费用;m-一污染物种类;E1-一发电量;Vk-一单位发电量排放第 k种污染物所受罚款。 停电赔偿费用a6的模型公式为：式中Cs-一停电赔偿费用;m-一微电网与大电网相连的馈线数;\一一单位馈线故障 的概率;Lj 馈线的长度;Tj 维修时间；η 负荷种类;Kks 第k种负荷停电损失 费用；APk-一第k种负荷停电量； 备用容量费a7的模型公式为： a7 =基本备用容量费=(边际发电容量成本十边际输配电容量成本）X30%; 过网费a8的模型公式为： as =过网费=微电网输入电量X电价。5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述售电效益匕的模型公式为：式中Psi--第i种分布式电源的售电电价;Ei--第i种分布式电源的发电量； 售电效益匕的模型公式为：式中Psi--第i种分布式电源的售电电价;Ei--第i种分布式电源的发电量； 节能效益b3的模型公式为：式中m-一微电网所含有的可再生能源电源种类;Mc-一火电机组生产单位电能所消耗 的煤炭量;P。--煤炭价格;Ei--第i种可再生能源电源的发电量； 降低损耗效益b4的模型公式为：式中Vuu-一第i种分布式电源的降低损耗效益;L%-一降损率;psl-一第i种分布式 电源售电电价;Ei--第i个分布式电源的发电量； 碳贸易效益b5的模型公式为：式中Cci一一第i种可再生能源所带来的碳贸易效益;m-一微电网包含可再生能源电源 种类数;α--单位煤碳转换为二氧化碳系数;Ei--第i种可再生能源电源发电量;Mc-- 火电机组生产单位电能所消耗的煤炭量;P-一单位碳交易费用； 可靠性效益b6的模型公式为：式中Ciu--第i种负荷的可靠性效益;η--负荷种类;m--微电网与大电网相连的馈 线数;--单位馈线故障的概率;Lj--馈线的长度;Tj--维修时间;Kis--第i种负荷 单位停电损失;Pw-一第j条馈线连接下由分布式能源供给第i种负荷的电量； 减缓电网投资效益b7的模型公式为：式中LDCi--第i种分布式电源的负荷，单位为kW;n--微电网内部的分布式电源种 类-一微电网内部分布式电源运行同时率;Ix-一微电网接入X电压等级； 参与电网辅助服务收益bs的模型公式为： b8 =辅助服务费=微电网参与辅助服务电量X辅助服务单位补贴。6. -种适用于电改的微电网经济运营优化系统，其特征在于，包括： 微电网成本执行单元，用于获取微电网成本因素，建立微电网成本因素模型； 微电网效益执行单元，用于获取微电网效益因素，建立微电网效益因素模型； 微电网优化执行单元，用于确定微电网优化规划经济模型，并根据建立的微电网成本 因素模型和微电网效益因素模型，计算微电网优化规划经济模型。7. 根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述微电网成本因素包括等年值设备投资 总费用a1;安装、运行维护费用a 2;燃料费用a3;废弃后拆卸、治污费用iu;排污惩罚费用a5;停 电赔偿费用a 6;备用容量费a7以及过网费as; 所述微电网效益因素包括售电效益b1;政府补贴效益b2;节能效益b3;降低损耗效益b 4; 碳贸易效益b5;可靠性效益b6;减缓电网投资效益b7;参与电网辅助服务收益b8。8. 根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述微电网优化规划经济模型公式如下： (bi+b2+b3+b4+b5+b6+b7+b8-ai_a2-a3-a4-a5-a6-a7-a8) X 年数。9. 根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，所述等年值设备投资总费用&1的模型 为：式中Ccpi-一等年值设备投资费用;Ctcpi-一等年值装机成本;Cscpi-一等年值二次设 备成本;Ypi 寿命周期年限;r 折现率； 安装、运行维护费用&2的模型公式为：式中CciMi--安装、运行维护费用；Pi--装机容量；Kii--安装单位容量费用； KoMi--设备维护单位容量费用；Ii--热启动费用；Si--冷启动费用;Nsuci--启停次 数; Ti 冷启动时间；Toff, i,j 第j次启动前停运时间； 燃料费用a3的模型公式为：式中CFCi--燃料费用;Mci--单位电能消耗燃料量;Pci--单位燃料的价格;E i-- 发电量； 废弃后拆卸、治污费用￡14为式中CDi--拆卸、治污费用;Kdi--单位装机容量的拆卸费用;Kpi--治理单位装机 容量污染所需费用一一装机容量； 排污惩罚费用a5的模型公式为： 式中Ce1-一排污惩罚费用;m-一污染物种类;E1-一发电量;Vk-一单位发电量排放第 k种污染物所受罚款。 停电赔偿费用a6的模型公式为：式中Cs-一停电赔偿费用;m-一微电网与大电网相连的馈线数;\一一单位馈线故障 的概率;Lj 馈线的长度;Tj 维修时间；η 负荷种类;Kks 第k种负荷停电损失 费用；APk-一第k种负荷停电量； 备用容量费a7的模型公式为： a7 =基本备用容量费=(边际发电容量成本十边际输配电容量成本）X30%; 过网费a8的模型公式为： as =过网费=微电网输入电量X电价。10.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，所述售电效益匕的模型公式为：式中Psi--第i种分布式电源的售电电价;Ei--第i种分布式电源的发电量； 售电效益匕的模型公式为：式中Psi--第i种分布式电源的售电电价;Ei--第i种分布式电源的发电量； 节能效益b3的模型公式为：式中m-一微电网所含有的可再生能源电源种类;Mc-一火电机组生产单位电能所消耗 的煤炭量;P。--煤炭价格;Ei--第i种可再生能源电源的发电量； 降低损耗效益b4的模型公式为：式中Vuu-一第i种分布式电源的降低损耗效益;L%-一降损率;psl-一第i种分布式 电源售电电价;Ei--第i个分布式电源的发电量； 碳贸易效益b5的模型公式为：式中Cci一一第i种可再生能源所带来的碳贸易效益;m-一微电网包含可再生能源电源 种类数;α--单位煤碳转换为二氧化碳系数;Ei--第i种可再生能源电源发电量;Mc-- 火电机组生产单位电能所消耗的煤炭量;P-一单位碳交易费用； 可靠性效益b6的模型公式为：式中Ciu--第i种负荷的可靠性效益;η--负荷种类;m--微电网与大电网相连的馈 线数;--单位馈线故障的概率;Lj--馈线的长度;Tj--维修时间;Kis--第i种负荷 单位停电损失;Pw-一第j条馈线连接下由分布式能源供给第i种负荷的电量； 减键由_将咨徒的模型公式为：式中LDCi--第i种分布式电源的负荷，单位为kW;n--微电网内部的分布式电源种 类-一微电网内部分布式电源运行同时率;Ix-一微电网接入X电压等级； 参与电网辅助服务收益bs的模型公式为： b8 =辅助服务费=微电网参与辅助服务电量X辅助服务单位补贴。
【文档编号】G06Q10/04GK106022537SQ201610377737
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】李思维, 岳靓, 王茜, 刘晓丹, 付雪丹, 厉俊, 王思宁, 刘茁出, 王敏
【申请人】北京中电飞华通信股份有限公司, 北京国电通网络技术有限公司, 国家电网公司, 国网天津市电力公司, 国网浙江省电力公司