一种基于峰谷电价的区域电网经济调度系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电网经济调度领域，尤其是一种基于峰谷电价的区域电网经济调度系 统及方法。
【背景技术】
[0002] 为了缓解能源危机，构建可持续能源系统，同时满足用户对电力的多样性需求，区 域电网调度系统越来越受到重视。区域电网经济调度系统能够预先确定其可再生能源的功 率输出值、合理分配电能，并根据经济调度策略控制区域电网的底层设备的输出功率和投 切负荷，以实现区域电网经济运行。
[0003] 由于现有的区域电网系统中可再生能源发电装置的种类繁多，而且每种可再生能 源发电装置和储能装置的特性又各不相同，必须要建立新的经济调度模型才能适应区域电 网经济运行的要求；而且在以可再生能源为主的区域电网系统中，还需要考虑可再生能源 利用率最大化等运行优化策略，以确保区域电网高效、经济地运行。为此，国内外许多学者 提出了多种经济调度方法，常用的有： 1、 对实际的区域电网跨省交易电量进行分析，采用考虑电煤运输损耗等因素的综合煤 耗作为经济调度依据； 2、 根据负荷特性和可再生能源的发电特性提高可再生能源发电的消纳能力； 3、 以最小跨区电力传输风险为目标达到区域电网间电力交易收益的最大化。
[0004] 以上的调度方法仅仅涉及可再生能源发电、负荷、输电和发电成本等因素，并不能 结合电价信息、一天内的区域电网运行情况进行深入分析，不能确保区域电网调度的稳定 性和最优经济性。因此，如何解决上述的问题，为亟待解决的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种基于峰谷电价的区域电网经济调度方法，能 够综合考虑一天内可再生电源发电、负荷、储能装置和电价信息的变化情况，并根据电价信 息进行分段，对不同的分段实行不同的经济调度策略，确保区域电网调度的稳定性和最优 经济性。
[0006] 本发明的另一目的是为了实施上述的方法，而提供的一种基于峰谷电价的区域电 网经济调度系统。
[0007] 为了解决上述技术问题，一种基于峰谷电价的区域电网经济调度系统，其中包括 区域电网调度中心、集中控制器以及至少一个分别与区域电网母线线路连接的可再生能源 发电系统、储能装置和负荷，所述区域电网调度中心通过网络与集中控制器建立通讯，所述 集中控制器通过RS485通讯接口分别与可再生能源发电系统、储能装置以及负荷连接。
[0008] 上述技术方案的进一步改进方案： 上述的区域电网经济调度系统，在可再生能源发电系统、储能装置、负荷与区域电网母 线之间的线路上设有投切开关，集中控制器通过RS485通讯接口与各投切开关连接。
[0009] 上述的区域电网经济调度系统，所述的可再生能源发电系统为光伏发电系统或风 力发电系统。
[0010] 采用本发明所述的区域电网经济调度系统，区域电网调度中心是由多台计算机组 成，通过区域电网调度中心通过网络与集中控制器建立通讯，使区域电网调度中心与集中 控制器交换调度信号;通过集中控制器通过RS485通讯接口分别与可再生能源发电系统、储 能装置以及负荷连接，以监测可再生能源发电系统、储能装置和负荷的状态信息;使用本发 明，能够全面分析一天内可再生能源信息、负荷信息、储能装置信息等可变信息的变化情 况，使区域电网经济调度能够达到高效、经济运行的目的。
[0011] -种基于峰谷电价的区域电网经济调度方法，其中包括以下步骤： 第一步:将一天内的电价时段划分为多个分别对应相应经济调度策略的电价价段，并 设定区域电网调度中心的实时调度周期； 第二步：实时监测可再生能源发电系统、储能装置的出力，并监测储能装置的S0C值 (State of charge,荷电状态)和负荷状态，以判断当前时刻所处的电价价段； 第三步:根据当前电价价段对应的经济调度策略，对区域电网进行实时调度。
[0012] 上述技术方案的进一步改进方案： 上述的区域电网经济调度方法，所述的多个电价价段为高峰电价段、平电价段、低谷电 价段，所述的高峰电价段、平电价段、低谷电价段对应有高峰电经济调度策略、平电经济调 度策略、低谷电经济调度策略。
[0013] 上述的区域电网经济调度方法，所述的高峰电经济调度策略包括以下步骤:检测 区域电网的净负荷，若是区域电网的净负荷大于0，则执行方案一，若是区域电网的净负荷 小于0,则执行方案二； 方案一:优先利用储能装置进行放电，以满足区域电网的净负荷需求，若是储能装置的 放电功率不能满足区域电网的净负荷需求，则通过向外部电网购电来满足区域电网的净负 荷需求； 方案二:优先利用储能装置进行充电，以满足区域电网的净负荷需求，若是储能装置的 充电功率不满足区域电网的净负荷需求，则储能装置以最大充电功率进行充电，并计算剩 余的净负荷需求并判断可再生能源发电系统是否有出力，若是，则限制可再生能源发电系 统输出功率。
[0014] 上述的区域电网经济调度方法，所述的平电经济调度策略包括以下步骤:预测该 平电价段的下一时段，若下一时段是低谷电价段，则执行方案一，若下一时段是高峰电价 段，则执行方案二； 方案一，采用高峰电价段的经济调度，以降低区域电网从外部电网中的购电成本 方案二，仍采用高峰电价段的经济调度，若区域电网有多余功率则储存在储能装置 中，若区域电网功率不足则利用外部电网电能对储能装置进行充电，需要保证区域电网中 储能装置的S0C处于正常值。
[0015] 上述的区域电网经济调度方法，所述的低谷电经济调度策略包括以下步骤： 检测区域电网的净负荷，若是区域电网的净负荷大于〇，则执行方案一，若是区域电网 的净负荷小于〇，则执行方案二； 方案一:利用外部电网的电能充分满足负荷用电，区域电网调度中心判断储能装置的 SOC值是否达到正常，若否，则利用外部电网的电能给储能装置充电，恢复储能装置的SOC值 到正常值； 方案二：区域电网调度中心判断储能装置的S0C值是否达到正常，若否，则利用外部电 网的电能给储能装置充电，恢复储能装置的S0C值到正常值。
[0016] 采用本发明所述的区域电网经济调度方法，综合考虑一天内可再生能源、负荷、储 能装置和电价信息的变化情况，并划分的高峰电价段、平电价段、低谷电价段对应实行高峰 电经济调度策略、平电经济调度策略、低谷电经济调度策略，使电网系统在不同时刻都能够 达到最优经济的运行;而通过可再生能源分布式发电的安全接入，与电网供电互为补充，提 高供电稳定性，且在一定程度上避免出现因过充或过放电而导致电能浪费的问题，提高了 电能的利用率。
【附图说明】
[0017] 下面将结合附图中的具体实施例对本发明作进一步详细说明，但不构成对本发明 的任何限制。
[0018] 图1为本发明区域电网经济调度系统的结构框图； 图2为本发明区域电网经济调度方法的流程图； 图3为本发明高峰电价段的经济调度策略流程图； 图4为本发明平电价段的经济调度策略流程图； 图5为本发明低谷电价段的经济调度策略流程图； 图6为本发明区域电网并网运行经济调度仿真波形图。
[0019] 图中：1为区域电网调度中心，2为集中控制器，3为可再生能源发电系统，4为储 能装置，5为负荷，6为RS485通讯接口，7为投切开关。
【具体实施方式】
[0020] 如图1所示，一种基于峰谷电价的区域电网经济调度系统，包括区域电网调度中心 1、集中控制器2以及分别与区域电网母线线路连接的三个可再生能源发电系统3、三个储能 装置4和三个负荷5,所述区域电网调度中心1通过网络与集中控制器2建立通讯，所述集中 控制器2通过RS485通讯接口 6分别与可再生能源发电系统3、储能装置4以及负荷5连接;在 可再生能源发电系统3、储能装置4、负荷5与区域电网母线之间的线路上设有投切开关7,集 中控制器2通过RS485通讯接口 6与各投切开关7连接;可再生能源发电系统3为光伏发电系 统或风力发电系统。
[0021] 如图2所示，一种基于峰谷电价的区域电网经济调度方法，其包括以下步骤： 第一步:将一天内的电价时段划分为多个分别对应相应经济调度策略的电价价段，并 设定区域电网调度中心的实时调度周期； 第二步:实时监测可再生能源发电系统、储能装置的出力，并监测储能装置的S0C值和 负荷状态，以判断当前时刻所处的电价价段； 第三步:根据当前电价价段对应的经济调度策略，对区域电网进行实时调度。
[0022] 如图3所示，高峰电价段的经济调度策略为先检测区域电网的净负荷;根据净负荷 的结果分配具体方案如下： 若区域电网的净负荷大于0,则优先利用储能装置进行放电，检测储能装置输出功率是 否满足区域电网运行的需求，若满足，则储能装置根据净负荷确定放电功率，若不满足，储 能装置以最大放电功率进行放电，区域电网中央控制器计算剩余的净负荷需求，通过向大 电网购电来满足剩余的净负荷需求； 若区域电网的净负荷小于0,则优先利用储能装置充电，检测储能装置功率是否满足区 域电网的净负荷需求，若满足，则根据净负荷确定储能装置充电功率并充电，若不满足，储 能装置以最大充电功率进行充电，区域电网调度中心计算剩余的净负荷需求，区域电网调 度中心判断可再生能源发电系统是否有出力，若是，为了维持区域电网功率平衡，则对可再 生能源发电系统进行限功率运行； 如图4所示，平电价段的经济调度策略为先判断该平电价段的下一时段是区域电网的 低谷电价段或高峰电价段，根据判断结果分配具体方案如下： 若是该平电价段的下一时段是区域电网的低谷电价段，则区域电网的经济调度采用高 峰电价段的经济