[发明专利]一种源网荷储多时间尺度统一协同调度方法和系统

说明书

本发明公开一种源网荷储多时间尺度统一协同调度方法和系统，属于电力系统领域。针对现有的基于离散时间的源网荷储协同调度模型忽略了负荷在时段内的爬坡需求而无法反应实际物理过程的变化，本发明提出了基于连续时间的调度模型，以计及时段内系统调节能力的供需关系，实现了时段间和时段内耦合的源网荷储统一协同调控。通过Hermite和Bernstein多项式样条曲线相结合，前者用于量化一阶导数，后者用于处理具有对应的边界约束，将代数模型转化到函数空间，从而将原本的连续时间尺度过渡到离散形式进行求解。此外，通过对基于微分方程的变频空调进行建模，充分挖掘空调负荷参与需求响应的能力，提高电力系统的爬坡灵活性。

技术领域

本发明属于电力系统领域，更具体地，涉及一种源网荷储多时间尺度统一协同调度方法和系统。

背景技术

“需求响应”是指电力用户根据市场的价格信号或激励机制做出响应，并改变固有电力消费模式的市场参与行为，以促进电力资源优化配置，降低市场运行的风险，提高电力系统和电力市场的稳定性。对需求响应行为进行准确建模是实现灵活互动智能用电、需求侧管理和科学合理定价的前提和基础，同时也是为了更好地匹配可再生能源和分布式发电，有效提高能源管理效率。

现有技术中一种典型的需求响应资源以空调、热水器、电冰箱等为代表的温控负荷，在直接负荷控制方式下，对于负荷的温度或热量进行储存，从而提供调节能力，已成为需求响应控制的关注点。空调负荷可挖掘潜力大，调度方式灵活，已广泛应用于需求响应的各个方面。然而，装设有空调负荷的建筑物内的等效热参数模型属于微分方程，在计算N台空调各离散时段的聚合功率需求时，很难体现出时段内的变化情况。

此外，现有调度方法往往采用在同一个较大的时间尺度内对电源和负荷进行调度，从而忽略了负荷在时段内的爬坡调节能力。而且，这种阶梯式调度方法与实际物理过程不符，无法反应实际物理过程的变化，从而可能造成运行风险。

发明内容

针对现有调度方法难以解决多时间尺度的源荷协同调度问题，本发明提供了一种源网荷储多时间尺度统一协同调度方法和系统，其目的在于通过建立源荷的连续时间模型，通过对时段间和时段内进行耦合，达到不同时间尺度下的源网荷储统一协同调控，此外，通过Hermite和Bernstein插值方法将连续时间模型转换成离散模型，以便于求解。

为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一种源网荷储多时间尺度统一协同调度方法，该方法包括以下步骤：

S1.建立源网荷储多时间尺度统一协同调度模型，所述调度模型以最小化调度范围内的电网总运行成本为目标，所述电网总运行成本包含变频空调负荷聚合商参与需求响应的补偿成本，所述调度模型以变频空调负荷提供需求响应的连续时间模型作为约束条件；

S2.对所述调度模型进行求解，得到离散形式的调度方案后，再将其转换为连续时间尺度的形式输出。

优选地，所述变频空调负荷提供需求响应的连续时间模型包括：

式子(1)，用于模拟每个变频空调聚合商参与响应的总功率和不同用户舒适度等级之间的关系：

式子(2)，用于保证在每个舒适度等级内可调度的变频空调响应功率不超过该级的最大值；

式子(3)，用于模拟每个变频空调聚合商参与响应的总功率和单个变频空调响应功率之间的关系：

式子(4)～(7)，用于模拟单台变频空调响应容量与温度的关系：