源网荷最优互动策略生成方法、系统、设备及存储介质与流程

1.本发明属于电网调度技术领域，具体涉及一种源网荷最优互动策略生成方法、系统、设备及存储介质。


背景技术：

2.随着新型电力系统的不断建设，新能源将成为装机主力，电力系统中新能源将与常规能源并重，储能、柔性负荷成为电网调度的重要资源，源网荷储互动水平和市场化水平显著提升。同时，电力系统是一个发用电实时平衡系统，新能源发电占比提升，其发电的随机性、波动性、间歇性，使得电力系统的电力电量平衡日益困难，调峰和供电保障压力加剧，主要表现在时段性供电不足、调峰能力缺额、新能源弃电率增加等。
3.新能源发电逐步成为装机主体，煤电装机提升空间将持续受限，水电在进入枯水期后出力受限，高速发展的风光机组出力不稳定，难以完全匹配负荷峰谷值的需求，电力系统灵活调节资源严重缺乏。电动汽车、可控负荷等分布式灵活调节资源的渗透率快速增长，为电网提供额外的动态平衡能力，充分调度分布式灵活调节资源成为应对电力供需平衡的可行方案。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种源网荷最优互动策略生成方法、系统、设备及存储介质，充分考虑新型电力系统建设需求，协调源网荷多种资源参与电网互动，给出源网荷最优互动策略。
5.为了实现上述目的，本发明有如下的技术方案：
6.第一方面，提供一种源网荷最优互动策略生成方法，包括：
7.根据电源侧、负荷侧、电网侧的互动资源，建立源网荷系统互动指标；
8.在预先建立的源网荷系统约束模型的约束条件下，以源网荷系统互动指标为目标，代入源网荷系统互动指标相关参数采集数据进行计算，判断源网荷系统是否稳定，如果源网荷系统不稳定，则以系统成本最小，迭代计算互动资源的互动策略，所述互动策略的内容包括互动资源互动后的功率动态概率、互动资源的激励策略、互动资源的互动成本、源网荷系统互动资源的总互动成本以及互动资源互动后的备用动态概率；
9.根据互动策略的迭代计算结果，生成满足全部源网荷系统互动指标的最优互动策略。
10.优选的，所述根据电源侧、负荷侧、电网侧的互动资源，建立源网荷系统互动指标的步骤，电源侧的互动资源包括外网等值电源的功率p
os
，常规电源的功率p
scs
，间歇性电源的功率p
sis
以及电源侧储能的功率p
ss
，负荷侧的互动资源包括常规负荷的功率l
cl
，可控负荷的功率，负荷侧可控电源的功率p
lctrs
，负荷侧间歇性电源的功率p
lis
以及负荷侧储能设备的功率p
ls
，其中，可控负荷包括设备可控负荷的功率l
ctrl
与供电公司可中断负荷的功率l
irl
；电网侧的互动资源包括本网可输送电能的功率t
itc
以及当本网输送能力不够时借邻域
电网输送的功率t
otc
。
11.优选的，所述建立源网荷系统互动指标的步骤，所建立的源网荷系统互动指标包括能量平衡指标；
12.所述能量平衡指标包括瞬时功率平衡与一段时间内的能量平衡；
13.瞬时功率平衡的表达式如下：
14.p
os
+p
scs
+p
sis
+p
ss
＝t
itc
+t
otc
＝l
cl
+l
ctrl
+l
irl-p
lctrs-p
lis-p
ls
15.一段时间内的能量平衡表达式如下：
[0016][0017]
电网侧与电源侧互动时系统负荷的期望值记为l，则：
[0018]
l＝t＝t
itc
+t
otc
[0019]
式中，t表示电网侧的整体输电能力；
[0020]
邻域电网需要完成的输电任务为：
[0021]
t
otc
＝l-t
itc
[0022]
邻域电网完成输电任务的概率为：
[0023][0024]
式中，f
otc
(t
otc
)为t
otc
功率值的概率密度函数；
[0025]
根据电力系统的实际情况为prn设定阀值，按照实际情况所处阈值区间制定互动策略；
[0026]
在电源侧，可控电源p
ctr
包括常规电源的功率p
scs
以及电源侧储能的功率p
ss
；
[0027]
不可控电源p
uctr
包括外网等值电源的功率p
os
以及间歇性电源的功率p
sis
；
[0028]
不可控电源p
uctr
的出力表示为一个联合概率密度函数如下：
[0029]fuctr
(p
uctr
)＝f
os
(p
os
)+f
sis
(p
sis
)
[0030]
不可控电源p
uctr
需要完成的出力任务为：
[0031]
p
uctr
＝l-p
scs-p
ss
[0032]
不可控电源p
uctr
完成出力任务的概率为：
[0033][0034]
根据电网供需要求为prs设定阀值，根据电网供需要求所处阈值区间制定互动策略。
[0035]
优选的，所述建立源网荷系统互动指标的步骤，所建立的源网荷系统互动指标包括不可控电源消纳指标；
[0036]
不可控电源超出系统实时消纳能力的概率为prs′
，计算表达式如下：
[0037][0038]
式中，表示源侧储能装置的最大吸收功率能力；
[0039]
设定指标σs′
，根据不可控电源超出系统实时消纳能力的概率prs′
制定互动策略。
[0040]
优选的，所述建立源网荷系统互动指标的步骤，所建立的源网荷系统互动指标包括系统备用需求指标；
[0041]
当系统未参与互动时，系统所需要的自然备用为：
[0042]bn
＝(l
cl
+l
ctrl
+l
irl
)
×
μ+p
sis
×
υ
[0043]
电源侧可控电源与储能设施能够提供的备用为系统自然可用备用，表达式如下：
[0044][0045]
式中，∑δb
na
为系统可用备用波动量之和；
[0046]
如果b
na
≥bn则满足备用指标，否则，进行互动来满足系统对备用的需求；
[0047]
系统所需要的备用为：
[0048]
b＝(l
cl
+l
ctrl
+l
irl
)
×
μ+p
sis
×
υ-∑δb
[0049]
互动后，电源侧可控电源与储能设施能够提供的备用为：
[0050][0051]
设定指标σb，若prb＝pr(ba≥b)≥σb，则互动后能够满足系统的备用需求，否则再次对互动资源进行调用调整，使得系统满足备用要求。
[0052]
优选的，所述建立源网荷系统互动指标的步骤，所建立的源网荷系统互动指标包括电网负载指标，电网负载指标为对比各主要支路的预测负载量以及保证输电能力备用条件下的最大输电能力，计算达到或超出最大输电能力的越限支路比例γ，当γ＝0，支路负载情况良好，当0＜γ≤1则本网内存在输电隐患，γ值越大系统的隐患越大，通过互动来转移或降低高负载线路的压力。
[0053]
优选的，所述建立源网荷系统互动指标的步骤，所建立的源网荷系统互动指标包括系统经济性指标；
[0054]
系统经济性指标为使调用源网荷资源的成本最小，表达式如下：
[0055]
min(∑ci)
[0056]
式中，ci表示互动资源i的调用成本，ci＝pi×ci
，pi为互动响应功率，ci为互动成本。
[0057]
优选的，所述在预先建立的源网荷系统约束模型的约束条件下，以源网荷系统互动指标为目标，代入源网荷系统互动指标相关参数采集数据进行计算的步骤，所述源网荷系统约束模型包括源网荷互动资源的功率动态概率模型；
[0058]
所述功率动态概率模型将各互动资源的互动特性分解成为基础部分和波动部分来表征互动资源自然功率特性；选取历史曲线中外界干扰相近的n条曲线进行叠加；
[0059]
按下式在每一个时间点上取各曲线在该点的功率平均值：
[0060][0061]
式中pr(ti)为该点功率平均值，p
rk
(ti)为曲线k在该点的功率；
[0062]
按下式求出该点的功率方差：
[0063]
[0064]
式中δ2(ti)为该点的功率方差；
[0065]
该点的波动性用期望为0的正态分布表示如下：
[0066]
n(0,δ2(ti))
[0067]
当n值足够大时，根据大数定理，该点的功率特性用正态分布来表示如下：
[0068]
p(ti)＝n(pr(ti),δ2(ti))
[0069]
将互动资源在系统各时间点上的功率特性相整合，获得时域功率特性函数如下：
[0070]
p(t)＝n(pr(t),δ2(t))。
[0071]
优选的，所述在预先建立的源网荷系统约束模型的约束条件下，以源网荷系统互动指标为目标，代入源网荷系统互动指标相关参数采集数据进行计算的步骤，所述源网荷系统约束模型包括互动潜力模型；
[0072]
在互动潜力模型中，互动资源的互动潜力指互动资源在系统的某一个时刻参与互动后整体功率上下浮动的最大范围与自然值的比；其中，向上浮动范围与自然值的比为正向互动潜力pot
p
，向下浮动范围与自然值的比为反向互动潜力potn，计算表达式如下：
[0073][0074][0075]
互动资源的互动程度i为互动资源经互动后的功率变化量δp与最大功率变化量的比：
[0076][0077]
则：
[0078]
δp＝p0×
pot
×
i。
[0079]
优选的，所述在预先建立的源网荷系统约束模型的约束条件下，以源网荷系统互动指标为目标，代入源网荷系统互动指标相关参数采集数据进行计算的步骤，所述源网荷系统约束模型包括互动响应模型；
[0080]
当互动资源以响应电价的方式参与互动时，通过线性方程表示时间段内功率p与电价p之间的关系如下：
[0081]
p＝αp+βp∈[p
min
,p
max
]
[0082]
其中p
min
与p
max
由互动潜力所得，α、β为系数；
[0083]
功率标幺值p*与电价标幺值p*的关系为：
[0084]
p*＝α'p*+β'p*∈[p
min
*,p
max
*]
[0085]
互动程度i与电价标幺值p*间的关系为：
[0086][0087]
对于负荷资源以响应调度的方式参与变化的响应激励型负荷，功率的变化量直接由调度功率pd决定，功率p与调度功率pd的关系为：
[0088]
p＝p0+p
d p∈[p
min
,p
max
]
[0089]
互动程度i与调度功率和自然功率之比的关系为：
[0090][0091]
当负荷资源能够同时响应电价或响应调度的激励机制时，针对响应电价的激励机制，均引入相应的互动潜力pot
p
以及互动程度i
p
，针对响应调度的激励机制，均引入相应的互动潜力potd以及互动程度id，表达式如下：
[0092][0093][0094]
按下式计算功率改变量：
[0095]
δp＝po×
pot
p
×ip
+po×
potd×
id。
[0096]
优选的，所述在预先建立的源网荷系统约束模型的约束条件下，以源网荷系统互动指标为目标，代入源网荷系统互动指标相关参数采集数据进行计算的步骤，所述源网荷系统约束模型包括互动成本模型；
[0097]
在响应电价机制下，调度侧通过改变不同的电价机制使得负荷参与互动；
[0098]
设系统的自然值为(p0,p0)，经过互动后改变为(p,p)，当互动资源消耗电能时，调用互动资源的单位互动成本，表示为供电公司售电收入的变化与自然功率值的比：
[0099][0100]
互动成本与互动量的关系为：
[0101][0102]
当互动资源释放电能时，调用互动资源的互动成本，互动成本与互动量的关系为：
[0103][0104]
在响应调度机制下，对于消耗电能的互动资源，表示为：
[0105][0106]
对于释放电能的互动资源，表示为：
[0107][0108]
单位调度成本用线性方程表示为：
[0109]
c2＝k
×
|pot|
×i[0110]
在响应调度的机制下，当互动资源消耗电能时，单位互动成本函数为：
[0111]
c＝c1+c2＝-pot
×i×
p0+k
×
|pot|
×i[0112]
当互动资源释放电能时，单位互动成本为：
[0113]
c＝c1+c2＝pot
×i×
p0+k
×
|pot|
×i[0114]
若互动资源消耗电能，当以综合响应的激励方式参与互动后，单位互动成本表示为：
[0115][0116]
若互动资源释放电能，当以综合响应的激励方式参与互动后，单位互动成本表示为：
[0117][0118]
第二方面，提供一种源网荷最优互动策略生成系统，包括：
[0119]
互动指标建立模块，用于根据电源侧、负荷侧、电网侧的互动资源，建立源网荷系统互动指标；
[0120]
互动指标计算模块，用于在预先建立的源网荷系统约束模型的约束条件下，以源网荷系统互动指标为目标，代入源网荷系统互动指标相关参数采集数据进行计算，判断源网荷系统是否稳定，如果源网荷系统不稳定，则以系统成本最小，迭代计算互动资源的互动策略，所述互动策略的内容包括互动资源互动后的功率动态概率、互动资源的激励策略、互
动资源的互动成本、源网荷系统互动资源的总互动成本以及互动资源互动后的备用动态概率；
[0121]
最优互动策略生成模块，用于根据互动策略的迭代计算结果，生成满足全部源网荷系统互动指标的最优互动策略。
[0122]
优选的，所述互动指标建立模块根据电源侧、负荷侧、电网侧的互动资源，建立源网荷系统互动指标时，电源侧的互动资源包括外网等值电源的功率p
os
，常规电源的功率p
scs
，间歇性电源的功率p
sis
以及电源侧储能的功率p
ss
，负荷侧的互动资源包括常规负荷的功率l
cl
，可控负荷的功率，负荷侧可控电源的功率p
lctrs
，负荷侧间歇性电源的功率p
lis
以及负荷侧储能设备的功率p
ls
，可控负荷包括设备可控负荷的功率l
ctrl
与供电公司可中断负荷的功率l
irl
；电网侧的互动资源包括本网可输送电能的功率t
itc
以及当本网输送能力不够时借邻域电网输送的功率t
otc
。
[0123]
优选的，所述互动指标建立模块所建立的源网荷系统互动指标包括能量平衡指标；
[0124]
所述能量平衡指标包括瞬时功率平衡与一段时间内的能量平衡；
[0125]
瞬时功率平衡的表达式如下：
[0126]
p
os
+p
scs
+p
sis
+p
ss
＝t
itc
+t
otc
＝l
cl
+l
ctrl
+l
irl-p
lctrs-p
lis-p
ls
[0127]
一段时间内的能量平衡表达式如下：
[0128][0129]
电网侧与电源侧互动时系统负荷的期望值记为l，则：
[0130]
l＝t＝t
itc
+t
otc
[0131]
式中，t表示电网侧的整体输电能力；
[0132]
邻域电网需要完成的输电任务为：
[0133]
t
otc
＝l-t
itc
[0134]
邻域电网完成输电任务的概率为：
[0135][0136]
式中，f
otc
(t
otc
)为t
otc
功率值的概率密度函数；
[0137]
根据电力系统的实际情况为prn设定阀值，按照实际情况所处阈值区间制定互动策略；
[0138]
在电源侧，可控电源p
ctr
包括常规电源的功率p
scs
以及电源侧储能的功率p
ss
；
[0139]
不可控电源p
uctr
包括外网等值电源的功率p
os
以及间歇性电源的功率p
sis
；
[0140]
不可控电源p
uctr
的出力表示为一个联合概率密度函数如下：
[0141]fuctr
(p
uctr
)＝f
os
(p
os
)+f
sis
(p
sis
)
[0142]
不可控电源p
uctr
需要完成的出力任务为：
[0143]
p
uctr
＝l-p
scs-p
ss
[0144]
不可控电源p
uctr
完成出力任务的概率为：
[0145][0146]
根据电网供需要求为prs设定阀值，根据电网供需要求所处阈值区间制定互动策略。优选的，所述互动指标建立模块所建立的源网荷系统互动指标包括不可控电源消纳指标；不可控电源超出系统实时消纳能力的概率为prs′
，计算表达式如下：
[0147][0148]
式中，表示源侧储能装置的最大吸收功率能力；
[0149]
设定指标σs′
，根据不可控电源超出系统实时消纳能力的概率prs′
制定互动策略。优选的，所述互动指标建立模块所建立的源网荷系统互动指标包括系统备用需求指标；当系统未参与互动时，系统所需要的自然备用为：
[0150]bn
＝(l
cl
+l
ctrl
+l
irl
)
×
μ+p
sis
×
υ
[0151]
电源侧可控电源与储能设施能够提供的备用为系统自然可用备用，表达式如下：
[0152][0153]
式中，∑δb
na
为系统可用备用波动量之和；
[0154]
如果b
na
≥bn则满足备用指标，否则，进行互动来满足系统对备用的需求；
[0155]
系统所需要的备用为：
[0156]
b＝(l
cl
+l
ctrl
+l
irl
)
×
μ+p
sis
×
υ-∑δb
[0157]
互动后，电源侧可控电源与储能设施能够提供的备用为：
[0158][0159]
设定指标σb，若prb＝pr(ba≥b)≥σb，则互动后能够满足系统的备用需求，否则再次对互动资源进行调用调整，使得系统满足备用要求。
[0160]
优选的，所述互动指标建立模块所建立的源网荷系统互动指标包括电网负载指标，电网负载指标为对比各主要支路的预测负载量以及保证输电能力备用条件下的最大输电能力，计算达到或超出最大输电能力的越限支路比例γ，当γ＝0，支路负载情况良好，当0＜γ≤1则本网内存在输电隐患，γ值越大系统的隐患越大，通过互动来转移或降低高负载线路的压力。
[0161]
优选的，所述互动指标建立模块所建立的源网荷系统互动指标包括系统经济性指标；
[0162]
系统经济性指标为使调用源网荷资源的成本最小，表达式如下：
[0163]
min(∑ci)
[0164]
式中，ci表示互动资源i的调用成本，ci＝pi×ci
，pi为互动响应功率，ci为互动成本。
[0165]
优选的，所述互动指标计算模块在预先建立的源网荷系统约束模型的约束条件下，以源网荷系统互动指标为目标，代入源网荷系统互动指标相关参数采集数据进行计算时，所述源网荷系统约束模型包括源网荷互动资源的功率动态概率模型；所述功率动态概
率模型将各互动资源的互动特性分解成为基础部分和波动部分来表征互动资源自然功率特性；选取历史曲线中外界干扰相近的n条曲线进行叠加；
[0166]
按下式在每一个时间点上取各曲线在该点的功率平均值：
[0167][0168]
式中pr(ti)为该点功率平均值，p
rk
(ti)为曲线k在该点的功率；
[0169]
按下式求出该点的功率方差：
[0170][0171]
式中δ2(ti)为该点的功率方差；
[0172]
该点的波动性用期望为0的正态分布表示如下：
[0173]
n(0,δ2(ti))
[0174]
当n值足够大时，根据大数定理，该点的功率特性用正态分布来表示如下：
[0175]
p(ti)＝n(pr(ti),δ2(ti))
[0176]
将互动资源在系统各时间点上的功率特性相整合，获得时域功率特性函数如下：
[0177]
p(t)＝n(pr(t),δ2(t))。
[0178]
优选的，所述互动指标计算模块在预先建立的源网荷系统约束模型的约束条件下，以源网荷系统互动指标为目标，代入源网荷系统互动指标相关参数采集数据进行计算时，所述源网荷系统约束模型包括互动潜力模型；
[0179]
在互动潜力模型中，互动资源的互动潜力指互动资源在系统的某一个时刻参与互动后整体功率上下浮动的最大范围与自然值的比；其中，向上浮动范围与自然值的比为正向互动潜力pot
p
，向下浮动范围与自然值的比为反向互动潜力potn，计算表达式如下：
[0180][0181][0182]
互动资源的互动程度i为互动资源经互动后的功率变化量δp与最大功率变化量的比：
[0183][0184]
则：
[0185]
δp＝p0×
pot
×
i。
[0186]
优选的，所述互动指标计算模块在预先建立的源网荷系统约束模型的约束条件下，以源网荷系统互动指标为目标，代入源网荷系统互动指标相关参数采集数据进行计算时，所述源网荷系统约束模型包括互动响应模型；
[0187]
当互动资源以响应电价的方式参与互动时，通过线性方程表示时间段内功率p与电价p之间的关系如下：
[0188]
p＝αp+βp∈[p
min
,p
max
]
[0189]
其中p
min
与p
max
由互动潜力所得，α、β为系数；
[0190]
功率标幺值p*与电价标幺值p*的关系为：
[0191]
p*＝α'p*+β'p*∈[p
min
*,p
max
*]
[0192]
互动程度i与电价标幺值p*间的关系为：
[0193][0194]
对于负荷资源以响应调度的方式参与变化的响应激励型负荷，功率的变化量直接由调度功率pd决定，功率p与调度功率pd的关系为：
[0195]
p＝p0+p
d p∈[p
min
,p
max
]
[0196]
互动程度i与调度功率和自然功率之比的关系为：
[0197][0198]
当负荷资源能够同时响应电价或响应调度的激励机制时，针对响应电价的激励机制，均引入相应的互动潜力pot
p
以及互动程度i
p
，针对响应调度的激励机制，均引入相应的互动潜力potd以及互动程度id，表达式如下：
[0199][0200][0201]
按下式计算功率改变量：
[0202]
δp＝po×
pot
p
×ip
+po×
potd×
id。
[0203]
优选的，所述互动指标计算模块在预先建立的源网荷系统约束模型的约束条件下，以源网荷系统互动指标为目标，代入源网荷系统互动指标相关参数采集数据进行计算时，所述源网荷系统约束模型包括互动成本模型；
[0204]
在响应电价机制下，调度侧通过改变不同的电价机制使得负荷参与互动；
[0205]
设系统的自然值为(p0,p0)，经过互动后改变为(p,p)，当互动资源消耗电能时，调用互动资源的单位互动成本，表示为供电公司售电收入的变化与自然功率值的比：
[0206][0207]
互动成本与互动量的关系为：
[0208][0209]
当互动资源释放电能时，调用互动资源的互动成本，互动成本与互动量的关系为：
[0210][0211]
在响应调度机制下，对于消耗电能的互动资源，表示为：
[0212][0213]
对于释放电能的互动资源，表示为：
[0214][0215]
单位调度成本用线性方程表示为：
[0216]
c2＝k
×
|pot|
×i[0217]
在响应调度的机制下，当互动资源消耗电能时，单位互动成本函数为：
[0218]
c＝c1+c2＝-pot
×i×
p0+k
×
|pot|
×i[0219]
当互动资源释放电能时，单位互动成本为：
[0220]
c＝c1+c2＝pot
×i×
p0+k
×
|pot|
×i[0221]
若互动资源消耗电能，当以综合响应的激励方式参与互动后，单位互动成本表示为：
等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0237]
如图1所示，本发明提出的一种源网荷最优互动策略生成方法，包括以下步骤：
[0238]
s1、构建源网荷系统基本信息。
[0239]
源-网-荷互动系统的形成基于三侧内部互动资源的参与以及新型电力电子设备的配合，源-网-荷互动系统的互动资源分类如下：
[0240]
(1)电源侧
[0241]
外网等值电源：指领域电网的功率支援，功率记为p
os
；
[0242]
常规电源：指源侧水电厂、火电厂等常规电源，功率记作p
scs
；
[0243]
间歇性电源：指源侧风电场，太阳能发电厂等间歇性电源，功率记作p
sis
；
[0244]
电源侧储能：指电源侧的大型储能设施，功率记作p
ss
；
[0245]
(2)负荷侧
[0246]
常规负荷：指居民、传统工业、商业、农业、非居民照明等常规用户的总和，对于这类负荷已经有较为成熟的建模研究，因此，可以将其归并到一类进行考虑，功率记作l
cl
；
[0247]
可控负荷：指可灵活调节用电的负荷，一类主要以电动汽车，智能家居为主，功率记作l
ctrl
，另一类指与供电公司签订合同，当系统出现功率不平衡时，供电公司可以切断的负荷，与此同时供电公司需要根据合同向被切断负荷单位提供相应赔偿，即可中断负荷，功率记作l
irl
；
[0248]
负荷侧可控电源：指负荷侧的可控小规模分布式电源，如柴油发电机、汽油发电机等，功率记作p
lctrs
；
[0249]
负荷侧间歇性电源：指负荷侧的间歇性分布式电源，如小型风电机，太阳能电池板等，功率记作p
lis
；
[0250]
负荷侧储能：指负荷侧的小型储能设施，功率记作p
ls
，通常与负荷侧的间歇性电源配合，联合出力，记作p
lis-ls
。
[0251]
(3)电网侧
[0252]
本网输电能力：指本网能够输送的电能，功率记作t
itc
；
[0253]
过网输电能力：指当本网输送能力不够时可借邻域电网输送的容量，记作t
otc
。
[0254]
s2、建立源网荷系统约束模型，包括：源网荷互动资源的功率动态概率模型、互动潜力模型、激励动态概率模型、互动成本模型、其他约束条件。
[0255]
步骤2-1、源网荷互动资源的功率动态概率模型。
[0256]
互动资源的自然特性指在未经互动时表现出的功率特性，对于一种典型互动资源的已知功率曲线，可以将曲线分解为规律部分和随机部分，规律部分对应基础曲线，而随机部分对应波动曲线：
[0257]
p(t)＝pr(t)+δ(t)
[0258]
式中p(t)为自然功率曲线，pr(t)为基础曲线，δ(t)为波动曲线。
[0259]
将各互动资源的互动特性分解成为基础部分和波动部分来表征互动资源自然功率特性。
[0260]
表征方法如下：
[0261]
首先选取历史曲线中外界干扰相近的n条曲线进行叠加；
[0262]
在每一个时间点上取各曲线在该点的功率平均值，即：
[0263][0264]
式中pr(ti)为该点功率平均值，p
rk
(ti)为曲线k在该点的功率。
[0265]
求出该点的功率方差：
[0266][0267]
式中δ2(ti)为该点的功率方差。
[0268]
该点的波动性用期望为0的正态分布表示：
[0269]
n(0,δ2(ti))
[0270]
当n值足够大时，根据大数定理，该点的功率特性可用正态分布来表示：
[0271]
p(ti)＝n(pr(ti),δ2(ti))
[0272]
将互动资源在系统各时间点上的功率特性相整合，最终获得时域功率特性函数：
[0273]
p(t)＝n(pr(t),δ2(t))
[0274]
针对不同的互动资源，在不同的典型外界条件下，如可针对不同季节，不同天气情况，不同社会条件下通过上述方法，给出不同的自然功率特性函数模型作为模型库来进行研究。
[0275]
显然，可控性高的互动资源如常规电源，储能设施等其波动性不明显，δ2(t)整体比较小，而对于随机性高、波动性明显的互动资源如间歇性电源，外网等值电源等，δ2(t)整体比较大。
[0276]
步骤2-2、负荷资源互动潜力模型。
[0277]
互动资源的互动潜力指该互动资源在系统的某一个时刻参与互动后整体功率的上下浮动的最大范围与自然值的比。其中，向上浮动范围与自然值的比称为正向互动潜力，记作pot
p
，向下浮动范围与自然值的比称为反向互动潜力，记作potn。
[0278][0279][0280]
互动资源的互动程度i表示互动资源经互动后的功率变化量δp与其最大功率变化量的比，即：
[0281][0282]
通过上式可以看出：
[0283]
δp＝p0×
pot
×i[0284]
步骤2-3、负荷资源互动响应模型。
[0285]
(1)响应电价型负荷
[0286]
当互动资源以响应电价的方式参与互动时，考虑在一小段时间内功率p的变化量不大，将其看作一个恒定的量，因此，可以给出在这一小段时间内功率p与电价p之间的关系，同样可以通过线性方程来表示：
[0287]
p＝αp+βp∈[p
min
,p
max
]
[0288]
其中p
min
与p
max
由互动潜力所得，α、β为系数。同时，可以获得功率标幺值p*与电价标幺值p*的关系：
[0289]
p*＝α'p*+β'p*∈[p
min
*,p
max
*]
[0290]
根据前文所给出的互动潜力，互动程度的定义可给出互动程度i与电价标幺值p*间的关系：
[0291][0292]
(2)响应激励型负荷
[0293]
当负荷资源以响应调度的方式参与变化时，功率的变化量直接由调度功率pd决定，功率p与调度功率pd的关系为方程：
[0294]
p＝p0+p
d p∈[p
min
,p
max
]
[0295]
根据前文所给出的互动潜力，互动程度的定义可给出互动程度i与调度功率和自然功率之比的关系为：
[0296][0297]
(3)综合响应型负荷
[0298]
当负荷资源既可以响应电价，又可以以响应调度的激励机制时，针对响应电价激励机制均引入相应的互动潜力pot
p
以及互动程度i
p
，针对响应调度激励机制均引入相应的互动潜力potd以及互动程度id：
[0299][0300][0301]
功率改变量可以表示为：
[0302]
δp＝po×
pot
p
×ip
+po×
potd×
id[0303]
步骤2-4、负荷资源互动成本模型。
[0304]
(1)响应电价型负荷
[0305]
在响应电价机制下，调度侧通过改变不同的电价机制使得负荷参与互动。
[0306]
设系统的自然值为(p0,p0)，经过互动后改变为(p,p)。当该类互动资源消耗电能时，调用此类互动资源的单位互动成本可表示为供电公司售电收入的变化与自然功率值的比，即：
[0307][0308]
联立如下方程：
[0309][0310]
可得互动成本与互动量的关系为：
[0311][0312]
当互动资源释放电能时，调用此类互动资源的互动成本可表示为供电公司购电支出的变化自然功率值的比，可得互动成本与互动量的关系为：
[0313][0314]
(2)响应激励型负荷
[0315]
在响应调度机制下，调度侧可以更直接快速地控制互动资源，其互动成本由两部分组成，一部分是由于功率的改变而造成供电公司收益的变化。对于消耗电能的互动资源，可以表示为：
[0316]
[0317]
对于释放电能的互动资源，可以表示为：
[0318][0319]
另一部分为基于事先签订的合同而产生的互动基本费用以及随着互动程度的加深而产生的互动成本，总称单位调度成本，可以用线性方程表示：
[0320]
c2＝k
×
|pot|
×i[0321]
综上，在响应调度的机制下，当互动资源消耗电能时，其单位互动成本函数可表示为：
[0322]
c＝c1+c2＝-pot
×i×
p0+k
×
|pot|
×i[0323]
当互动资源释放电能时，其单位互动成本可以表示为：
[0324]
c＝c1+c2＝pot
×i×
p0+k
×
|pot|
×i[0325]
(3)综合响应型负荷
[0326]
在综合响应机制下，互动资源的总互动成本为响应电价部分所产生的互动支出与响应调度部分所产生的互动支出之和。若互动资源消耗电能，当以综合响应的激励方式参与互动后，单位互动成本可以表示为：
[0327][0328]
若互动资源释放电能，当以综合响应的激励方式参与互动后，单位互动成本可以表示为：
[0329][0330]
s3、建立系统互动指标，表征系统互动需求的指标，包括：能量平衡指标、不可控电源消纳指标、系统备用需求指标、电网负载指标、系统经济性指标。
[0331]
步骤3-1、能量平衡指标。
[0332]
源网荷互动的根本目标是使系统达到瞬时的功率平衡及一段时间内的能量平衡，更好地满足负荷的需求：
[0333]
瞬时功率平衡可以表示为：
[0334]
p
os
+p
scs
+p
sis
+p
ss
＝t
itc
+t
otc
＝l
cl
+l
ctrl
+l
irl-p
lctrs-p
lis-p
ls
[0335]
一段时间内的能量平衡即考虑上式的时域形式，可表示为：
[0336][0337]
为方便网侧与源侧的互动分析，将系统负荷的期望值记为l。
[0338]
调度中心通过对电网侧的调控使其作为联接负荷侧与源侧的桥梁，能够安全、稳定、高效地输送电能，因此其参与互动的方式主要以响应调度的方式为主。电力系统中某一时刻电网侧输电能力由两部分组成：本网的输电能力，以及过网输电能力：
[0339]
l＝t＝t
itc
+t
otc
[0340]
式中t表示电网侧的整体输电能力。
[0341]
由于t
otc
功率值受到的邻域电网状况的影响，因此为一个不可控量。可利用概率密度函数f
otc
(t
otc
)来表示。邻域电网需要完成的输电任务为：
[0342]
t
otc
＝l-t
itc
[0343]
其完成输电任务的概率为：
[0344][0345]
根据电力系统的实际情况为prn设定阀值σ
n1
、σ
n2
、σ
n3
。
[0346]
当prn≥σ
n1
时说明电网的整体输电能力良好，能够安全可靠地完成输电任务。
[0347]
当σ
n2
≤prn＜σ
n1
则说明在正常的运行模式下电网侧不能确保安全可靠地电能传输，需要互动资源提高互动程度，可根据实际情况和经济性调用本网的备用输电裕度，或调用更多地邻域电网输电资源。
[0348]
当σ
n3
≤prn＜σ
n2
时说明电网存严重隐患，需要大范围提高资源的互动程度，尽可能调用本网的输电裕度及邻域电网的输电资源，或突破限制条件使电网中某些强度高的节点在短时间内运行在非平衡状态下。假如在多个时间点出现这种情况，则需要对电网进行扩容改造，加大其输电能力，以保证电力系统安全可靠运行。
[0349]
当prn＜σ
n3
此时说明电网无法完成输电任务，亟需对电网进行扩容，或寻找邻域电网进行疏流。
[0350]
在源侧，可控电源p
ctr
包括p
scs
以及p
ss
，不可控电源p
uctr
包括p
os
以及p
sis
。不可控电源的出力受到外网供电能力以及风力、太阳能等一系列不确定因素的制约，因此，其出力可表示为一个联合概率密度函数：
[0351]fuctr
(p
uctr
)＝f
os
(p
os
)+f
sis
(p
sis
)
[0352]
其需要完成的出力任务为：
[0353]
p
uctr
＝l-p
scs-p
ss
[0354]
不可控电源完成其出力任务的概率为：
[0355][0356]
根据电网供需要求为prs设定阀值σ
s1
、σ
s2
、σ
s3
。可将此时刻电力系统状态分为如下四等：
[0357]
当prs≥σ
s1
时说明这一时刻供需关系良好，系统可以在留有备用的情况下，保证功率平衡。
[0358]
当σ
s2
≤prs＜σ
s1
时说明这一时刻的供需关系存在一定隐患，无法保证留出备用，需要提升小部分资源的互动程度以保证系统的功率平衡。由于负荷侧互动资源种类繁多，且许多互动资源通过响应电价的方式改变，需要更多的时间，因此需要更早地调用源侧效应调度的互动资源，以做好准备，如可以根据实际情况与经济性，提前开启少量的备用可控电源，或在短时间内提高部分储能装置的吞吐能力。
[0359]
当σ
s3
≤prs＜σ
s2
时说明这一时刻的供需关系存在比较大的隐患，基本无法在留出备用的情况下满足系统的供需平衡，需要大量提升互动资源的互动程度以确保系统的功率平衡。同样的需要更早地调用源侧的互动资源，如提前开启所有的备用可控电源，在短时间内提高所有储能装置的吞吐能力。如果系统在多个时间点均需要采用重度互动，则需要对源侧结构进行优化，对发电容量进行扩充。
[0360]
当prs＜σ
s3
时说明系统无法满足供需平衡，源侧亟需进行容量扩充，或者联合多个电源中心对负荷侧进行供给。
[0361]
步骤3-2、不可控电源接入消纳指标。
[0362]
同时需要考虑源侧不可控电源能否在储能设施的配合下被系统安全地实时消纳，设不可控电源超出系统实时消纳能力的概率为prs′
，可表示为：
[0363][0364]
式中表示源侧储能装置的最大吸收功率能力。
[0365]
给出指标σs′
，当prs′
≤σs′
则说明不可控电源的最大出力可以被电网安全地实时消纳，否则，需要考虑准备在一定时刻放弃部分间歇性电源出力，或者增大储能设备的容量。
[0366]
步骤3-3、备用指标。
[0367]
电力系统的主备用由源侧可控电源以及源侧储能设施提供。当系统未参与互动时，系统所需要的自然备用为：
[0368]bn
＝(l
cl
+l
ctrl
+l
irl
)
×
μ+p
sis
×
υ
[0369]
电源侧可控电源与储能设施能够提供的备用即为系统自然可用备用，可表示为：
[0370][0371]
式中∑δb
na
为系统可用备用波动量之和。
[0372]
如果b
na
≥bn则满足备用指标，否则，需要进行互动，来满足系统对备用的需求。
[0373]
互动后，系统所需要的备用可表示为：
[0374]
b＝(l
cl
+l
ctrl
+l
irl
)
×
μ+p
sis
×
υ-∑δb
[0375]
互动后电源侧可控电源与储能设施能够提供的备用为：
[0376][0377]
设定指标σb，若prb＝pr(ba≥b)≥σb则说明互动后能够满足系统的备用需求，否则需要再次对互动资源进行调用调整，使得系统满足备用要求。
[0378]
步骤3-4、电网负载指标。
[0379]
对比各主要支路的预测负载量以及其保证输电能力备用条件下的最大输电能力，计算达到或超出最大输电能力的越限支路比例γ，当γ＝0说明支路负载情况良好，0＜γ≤1则说明本网内存在一定的输电隐患，γ值越大说明系统的隐患越大，需要通过互动来转移或降低高负载线路的压力。
[0380]
步骤3-5、经济性指标。
[0381]
经济性指标即使调用源网荷资源的成本最小，即：
[0382]
min(∑ci)
[0383]
式中，ci表示互动资源i的调用成本，可以表示为：
[0384]ci
＝pi×ci
[0385]
s4、输出最优互动策略。
[0386]
日前调度由于周期较长，时间充裕，因此可以利用间接且响应较慢的经济调控以
及直接且响应快速的调度调控，因此响应电价、响应调度以及综合响应的互动资源均可以进行调用。实时调度中，为保证响应速度，只能够调用响应调度的互动资源，以及综合响应中响应调度的部分。本发明所提出的方法，系统的整体调度策略为先通过日前调度确定粗略的互动资源调用方案，再根据每个时间点系统的实际情况作实时调度进行修正。
[0387]
实施例2
[0388]
参见图2，本发明的另一实施例还提出一种源网荷最优互动策略生成系统，包括：
[0389]
互动指标建立模块1，用于根据电源侧、负荷侧、电网侧的互动资源，建立源网荷系统互动指标；
[0390]
互动指标计算模块2，用于在预先建立的源网荷系统约束模型的约束条件下，以源网荷系统互动指标为目标，代入源网荷系统互动指标相关参数采集数据进行计算，判断源网荷系统是否稳定，如果源网荷系统不稳定，则以系统成本最小，迭代计算互动资源的互动策略，所述互动策略的内容包括互动资源互动后的功率动态概率、互动资源的激励策略、互动资源的互动成本、源网荷系统互动资源的总互动成本以及互动资源互动后的备用动态概率；
[0391]
最优互动策略生成模块3，用于根据互动策略的迭代计算结果，生成满足全部源网荷系统互动指标的最优互动策略。
[0392]
在一种可能的实施方式中，对应实施例1所提出的方法，互动指标建立模块1根据电源侧、负荷侧、电网侧的互动资源，建立源网荷系统互动指标时，电源侧的互动资源包括外网等值电源的功率p
os
，常规电源的功率p
scs
，间歇性电源的功率p
sis
以及电源侧储能的功率p
ss
，负荷侧的互动资源包括常规负荷的功率l
cl
，可控负荷的功率，负荷侧可控电源的功率p
lctrs
，负荷侧间歇性电源的功率p
lis
以及负荷侧储能设备的功率p
ls
，可控负荷包括设备可控负荷的功率l
ctrl
与供电公司可中断负荷的功率l
irl
；电网侧的互动资源包括本网可输送电能的功率t
itc
以及当本网输送能力不够时借邻域电网输送的功率t
otc
。
[0393]
在一种可能的实施方式中，互动指标建立模块1所建立的源网荷系统互动指标包括能量平衡指标、不可控电源消纳指标、系统备用需求指标、电网负载指标、系统经济性指标。
[0394]
在一种可能的实施方式中，还包括约束模型建立模块4，互动指标计算模块2在预先建立的源网荷系统约束模型的约束条件下，以源网荷系统互动指标为目标，代入源网荷系统互动指标相关参数采集数据进行计算时，约束模型建立模块4预先建立的源网荷系统约束模型包括源网荷互动资源的功率动态概率模型、互动潜力模型、互动响应模型、互动成本模型。
[0395]
实施例3
[0396]
一种电子设备，包括：
[0397]
存储器，存储至少一个指令；及
[0398]
处理器，执行所述存储器中存储的指令以实现所述的源网荷最优互动策略生成方法。
[0399]
实施例4
[0400]
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的源网荷最优互动策略生成方法。
[0401]
所述计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读存储介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器、随机存取存储器、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。为了便于说明，以上内容仅示出了与本发明实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照本发明实施例方法部分。该计算机可读存储介质是非暂时性的，可以存储在各种电子设备形成的存储装置当中，能够实现本发明实施例方法记载的执行过程。
[0402]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0403]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解为可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0404]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0405]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0406]
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。