基于价格离散矩阵的线性化方法的微网优化调度

本发明属于新能源电力系统与微电网技术领域，具体涉及基于价格离散矩阵的线性化方法的微网优化调度。

背景技术：

近年来我国鼓励分布式能源，特别是屋顶光伏发电发展的相关政策不断出台，分布式光伏发电在我国得到了迅猛的发展。以光伏和储能系统为主要构成的居民型微电网系统的优化调度问题，得到了广泛的研究。同时，随着新一轮电力体制改革的不断深化，售电公司面临越来越大的竞争压力，盈利方式从利用中小用户信息获取能力差的劣势获得“粗暴价差”，逐步转为精细化经营，不断提高服务质量。售电公司的定价策略问题也已成为研究热点问题之一。

近年来混合整数规划法在微电网优化调度领域得到了广泛的应用。然而在基于动态分时电价所建立的优化模型中，存在电价变量与购售电量变量相乘的非线性表达，因而在应用混合整数规划算法进行求解时，首先需要对其进行线性化处理。

技术实现要素：

本发明的目的在于，解决基于动态分时电价的微电网优化调度中，电价变量与购售电量变量相乘的非线性问题，用户仅需输入购售电价格上下限和离散间隔，并设置基础固定分时电价，即可将其线性化，从而得到动态分时电价下微电网的最优调度结果。

一种基于价格离散矩阵的线性化方法的微网优化调度，其特征在于，可应用于基于动态分时电价的微电网优化调度模型中，解决模型中存在的电价变量和购售电量变量相乘的非线性问题，以实现在不降低售电公司利益的前提下最大程度降低微电网的总调度成本。

通过引入电价离散矩阵，分别将购、售电电价与电量的实数变量相乘问题转化为0-1变量与实数变量相乘问题，而后通过建立big-m约束将问题进一步转化为线性规划问题，最终实现将混合整数非线性规划问题转换为混合整数线性规划问题。

提前设置微电网机组和负荷相关参数，建立相应的输入输出端口，用户仅需输入购售电价格上下限和离散间隔，并设置基础固定分时电价，即可将其线性化，从而得到动态分时电价下微电网的最优调度结果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。

图1为对微电网系统设备的容量，类型，相关参数进行输入。

图2为对典型日的负荷、风光出力进行输入。

图3为对购售电价格上下限和离散间隔进行输入。

图4为设置的基础固定分时电价和输出的动态分时电价。

图5为输出微电网的最优调度结果。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

本发明的线性化方法应用于的微电网系统包含微型燃气轮机(microturbine，mt)、柴油机(dieselengine，de)、光伏发电(photovoltaic,pv)、风力发电(windturbine，wt)和蓄电池，需求响应方面考虑了可平移负荷。可平移负荷是居民负荷的重要组成，在分时电价的影响下，居民会对可平移负荷的用电时间进行调整。日前调度以1小时为间隔，优化未来24小时分时电价和发用电计划，通过充分发挥各分布式资源的灵活性，最大限度地降低微电网运营的总成本。

系统会列出需要选择的设备类型和型号，用户可以根据自身情况在图1中对设备的容量，类型，相关参数进行输入，包括微型燃气轮机，柴油机、蓄电池。

不同地区不同季节的典型日负荷及可平移负荷不同，需要用户在图2中按照实际情况输入典型日的负荷、风光出力等相关数据。

模型中涉及电价变量与购售电变量相乘的非线性表达，首先基于购售电电价，设置购售电价格上下限和离散间隔，构造价格离散向量，进而得到离散购电电价矩阵。在降低购电成本、增大售电收入的目标下，通过增加约束，构造一个变量与电价变量与购售电变量相乘的非线性表达等价，从而实现电价变量与购售电变量相乘的线性化。

在图3中，对购售电价格上下限和离散间隔进行输入，离散间隔越小，求解时间越大，选择恰当的离散间隔可有效平衡求解效率。

基于本发明提出的线性化方法和优化调度模型，优化前设置的基础固定分时电价和优化后输出的动态分时电价如图4所示。

在图5中，系统根据输入参数和数据进行混合整数线性规划求解，得出设备调度的最优结果，即设备各个时刻出力的最优值。

得出结论，在基于动态分时电价的微电网优化调度中，存在电价变量与购售电量变量相乘的非线性表达，本发明提出了一种基于价格离散矩阵的线性化方法的微网优化调度，能够将其转化为混合整数线性规划问题，更加符合实际情况，具有更强的实用性。

技术特征：

1.一种基于价格离散矩阵的线性化方法的微网优化调度，其特征在于，可应用于基于动态分时电价的微电网优化调度模型中，解决模型中存在的电价变量和购售电量变量相乘的非线性问题，以实现在不降低售电公司利益的前提下最大程度降低微电网的总调度成本。

2.根据权利要求1所述的基于价格离散矩阵的线性化方法的微网优化调度，其特征在于，通过引入电价离散矩阵，分别将购、售电电价与电量的实数变量相乘问题转化为0-1变量与实数变量相乘问题，而后通过建立big-m约束将问题进一步转化为线性规划问题，最终实现将混合整数非线性规划问题转换为混合整数线性规划问题。

3.根据权利要求1所述的基于价格离散矩阵的线性化方法的微网优化调度，其特征在于，提前设置微电网机组和负荷相关参数，建立相应的输入输出端口，用户仅需输入购售电价格上下限和离散间隔，并设置基础固定分时电价，即可将其线性化，从而得到动态分时电价下微电网的最优调度结果。

技术总结
本发明提出了基于价格离散矩阵的线性化方法的微网优化调度，可应用于基于动态分时电价的微电网优化调度模型中，解决模型中存在的电价变量和购售电量变量相乘的非线性问题，以实现在不降低售电公司利益的前提下最大程度降低微电网的总调度成本。通过引入电价离散矩阵，分别将购、售电电价与电量的实数变量相乘问题转化为0‑1变量与实数变量相乘问题，而后通过建立Big‑M约束将问题进一步转化为线性规划问题，最终实现将混合整数非线性规划问题转换为混合整数线性规划问题。提前设置微电网机组和负荷相关参数，建立相应的输入输出端口，用户仅需输入购售电价格上下限和离散间隔，并设置基础固定分时电价，即可将其线性化，从而得到动态分时电价下微电网的最优调度结果。

技术研发人员：刘存;黄弦超
受保护的技术使用者：华北电力大学
技术研发日：2021.04.09
技术公布日：2021.06.18