[发明专利]一种基于价格激励机制的配电网和微电网协调优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种配电网和微电网协调优化方法，属于主动配电网优化调度领域。

背景技术

伴随着传统化石能源的日渐枯竭和环境污染问题的日益加重，开发利用可再生能源、实现经济的可持续发展成为各国政府的共识。作为高效利用可再生能源的有效载体，微电网技术近年来得到了大力的发展。可以预见，伴随着微电网技术的成熟和应用的广泛，由多个互联微电网集成而成的主动配电网将成为未来智能电网的重要组成部分。因此，如何实现多个微电网和配电网之间的协调运行，发挥多微网系统在能源互补上的优势成为新的研究热点。对于此问题，主要存在两个方面的挑战：1)微电网在运行过程中面临着诸多不确定性的影响，例如光伏、风机等可再生分布式电源出力、微电网内本地负荷功率及市场实时电价等，这些不确定性因素给微电网的运行带来了挑战，需要设计合理、有效的能量管理方法，实现不确定环境下微电网的经济运行；2)配电网和微电网分属不同的利益主体，在运行过程中两者都希望最大化自身的利益，因此需要设计合理的市场机制，保证各方收益的平衡。此外，配电网需要对接入其中的微电网进行合理有效的管理，确保系统各节点电压、支路功率等在安全约束范围内。

针对不确定环境下微电网的经济调度方法，目前主要采用基于场景的方法和随机规划方法。其中，基于场景的方法利用典型的场景对备选解决方案的性能，如经济性等进行评估，最终的方案需要在各场景下都有较好的性能表现；随机规划方法则基于各场景的概率得到备选方案的表现期望值，从而进行筛选，确定最佳方案。无论是基于场景的方法还是随机规划方法，两者的关键都在于生成典型的场景用以描述微电网内的不确定信息，因此方案的性能取决于场景的选取，主要存在以下几个问题：

1)在微电网实际运行中，负荷功率和可再生分布式电源出力等不确定变量的概率曲线很难准确的获取，导致最终的模型不够准确；

2)采用大量的场景对不确定变量信息进行描述，在计算前需要利用场景削减技术对场景进行合理的筛选，使得算法复杂度提高，计算量加大。

另一方面，针对配电网和微电网的协调优化问题，目前的研究中或者忽略了配电网的潮流分布，未考虑微电网和配电网之间的功率交换可能引起的潮流越限问题；或者忽略了微电网内的不确定性，以确定性模型考虑微电网的经济调度。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是克服现有技术的不足，结合配电网和微电网实际运行的需要，提供一种配电网和微电网协调优化方法，本发明基于价格激励综合考虑了微电网运行的不确定性和配电网的安全运行约束，能够实现配电网和微电网的协调优化调度。本发明的技术方案如下

1.一种基于价格激励机制的配电网和微电网协调优化方法，其特征在于，

(1)配电网和微电网互动机制架构如下：

1)配电网公布和各个微电网的双边交易电价；

2)各微电网在接收到日前电价后，根据自身的风险承受能力，选取合适的鲁棒调节参数范围，基于可再生分布式电源出力和非弹性负荷功率的预测及相应的预测偏差，确定最优的经济调度方案，并上报和配电网各时段的交换功率上下限；

3)配电网调度中心根据各微电网提交的交易方案、自身的负荷信息以及系统电压、潮流约束等，对系统潮流进行优化，得到有功网损最小的购售电方案，之后根据上级电网的电价和潮流优化的结果，以运行成本最小为目标更新和各微电网的双边电价；

4)返回步骤1)，直至配电网确定最终的日前电价和交易方案；

5)各微电网将最终交易方案中各时段和配电网的交换功率作为已知参数，优化得到微型燃气轮机、储能及需求响应负荷的协调调度方案，此互动机制包含微电网基于日前电价的经济调度优化和配电网基于微电网调度结果的优化；

(2)在微电网基于日前电价的经济调度优化方面：通过分析微电网内各设备的运行特性和运行约束，建立微电网的线性经济调度模型，对于其中的非线性项，采用线性化方法进行处理，模型中包含0/1变量和各设备输出功率连续变量，建立混合整数线性规划问题；为进一步考虑微电网中随机变量波动特性的影响，采用不确定集描述不确定变量的随机特性，在优化过程中随机变量有机会取到不确定集中的任意值；结合鲁棒优化确定最坏场景下最优调度方案的本质，构建微电网两阶段鲁棒优化模型，对0/1变量和连续变量分阶段求解，同时通过优化手段找到微电网给定不确定集内所面临的最恶劣运行场景，最终得到配电网给定日前交易电价下最优的经济调度方案。