[发明专利]一种电力系统节能发电调度控制器及调度方法

权利要求书

1.一种电力系统节能发电调度控制器，其特征在于，由能量信号采集单元(2)、节能发电调度单元(1)、信号处理单元(3)和预警指示单元(4)组成；

节能发电调度单元(1)分为三个模块，模块一：发布需求响应信号：节能发电调度单元根据预测的系统负荷变化情况和批发市场电价λ_iso的大小发布需求响应信号；模块二：用户类型划分：考虑到可控负荷用户功率调整成本以及对电价响应的差异性，以可控负荷增功率或减功率历史报价信息：报价θ_di和功率调整量上限值ΔP_di为聚类特征，将用户划分成负荷功率增加类型和负荷功率减少类型；模块三：预测用户选择：节能发电调度单元根据可控负荷参与需求响应的特点，根据聚类划分的用户类型结果，选择可控负荷功率调整量通过电网网络损耗最小进行电网调度；

能量信号采集单元(2)由检测单元(5)、第一信号导线(6)、第二信号导线(7)、电阻(8)、单片机8096(12)和直流电源(11)组成，监控配电网能量变换的程序被存储在单片机8096(12)的内存中，监控配电网能量变换的程序分为三个模块，即参数拟合模块、参数计算模块和预警模块；检测单元(5)由电流互感器，电压互感器，功率因素测量单元组成；能量信号采集单元(2)实时监测配电网一次侧的有功与无功功率流向；

预警指示单元(4)由与单片机8096(12)连接的双色发光二极管(13)和喇叭(14)组成；

信号处理单元(3)是根据节能发电调度控制器的指示进行电网调度，其基于潮流方程的电网网络损耗数学模型：

式(5)中，K表示节点数目；V_i、V_j、θ_i、θ_j以及R_ij、X_ij分别表示节点i、节点j的电压、相角以及节点i与节点j之间的电阻、电抗；得到电网网络损耗最小化目标函数：

式(6)中，P_gi、P_gj分别表示节点i与节点j的注入有功功率，B_iQ、B_ij、B_QQ为电网网络损耗计算系数；

信号处理单元(3)根据水电站、火电站、光伏电站的运行特点分别得到相应的运行约束条件，进行电网的优化调度，包括如下基本步骤：

(1)系统参数初始化，主要包括配电网系统的基本参数以及蝙蝠迭代算法的基本参数；

(2)选取第一代蝙蝠迭代最优解；

(3)根据蝙蝠算法，更新速度与位置；

(4)定义一个满足[0,1]均匀分布的随机数rand，判断rand与R_i是否满足约束条件；如果满足，转到(5)；反之，进行局部搜索，直到满足约束条件，进入步骤(5)；

(5)获取位置新解；

(6)判断位置新解是否优于原来的最优解，并判断rand是否满足rand＜A_i；如果满足，转到(7)；反之，回到(3)；

(7)更新位置参数；

(8)判断位置新解是否优于当前解；如果满足，转到(9)；反之，转到(10)；

(9)以位置新解代替当前最优解，再次更新位置、速度；

(10)判断是否达到最大迭代次数；如果满足，转到(11)；反之，回到(2)；

(11)输出蝙蝠算法最优解；

(12)算法结束。

2.一种基于如权利要求1所述电力系统节能发电调度控制器的调度方法，其特征在于，利用经济措施诱导用户参与需求响应计划，增加或减少负荷功率，以促进用户主动改变用电方式，实现有效的需求侧管理和系统削峰填谷的目的；

首先，电力系统节能发电调度控制器根据系统实时状况和天气情况提前一天或几个小时预测当前操作日剩余时间内的电量变化和批发市场电价λ_iso的大小情况；当预测的系统电量变化较大，供需不平衡或者批发市场电价λ_iso较大时，电力系统节能发电调度控制器将会提前发布需求响应信号；选取一次函数形式来描述可控负荷功率调整成本，即：

式中：为可控负荷i功率调整的真实成本，分为增功率和减功率成本ΔP_di为功率调整量，分为增功率和减功率为用户类型参数，即真实成本系数，包括增成本系数减成本系数是用户的私有信息，表示功率调整的边际成本，随用户类型的不同而不同；a_di为成本的常数项

对于用户而言，参与需求响应项目的收益来自于电力系统节能发电调度控制器给予的经济补偿和功率调整成本的差值，则用户i参与需求响应获得的收益U_di为：

式中，λ为补偿电价，包括增功率补偿电价λ⁺、减功率补偿电价λ^-；

用户增、减功率量与用户类型参数、补偿电价和需求弹性系数之间满足如下关系：

式中：分别为可控负荷i的功率增加和减少量；分别为可控负荷i增、减功率的用户类型参数，即功率调整边际成本系数；ε是需求弹性系数；分别为用户没有参与调度，负荷功率增、减之前的负荷需求量；

用户根据需求响应补偿电价λ，决定上报可控负荷报价θ_di和功率调整量上限值增、减功率补偿电价分别与用户类型参数的差值在一定程度上反映了用户愿意参与电网调度和市场交易的程度；电力系统节能发电调度控制器根据用户需求响应上报的信息和负荷实施情况，考虑输电网安全约束，进行统一电网能量调度，并发布系统调度结果。