[发明专利]计及沼气发电与新能源消纳机制的配网电力资源优化分配方法

说明书

一种计及沼气发电与新能源消纳机制的配网电力资源优化分配方法，根据规模化沼气工程的发酵条件，构建微生物发酵动力学模型，并通过微生物发酵动力学模型测算规模化沼气工程在发酵时期的沼气产率；对规模化沼气工程的类电池特性进行建模，得到规模化沼气工程的类电池特性模型，并通过类电池特性模型测算新能源消纳能力；以电量销售收入与运行成本之差的利润最大化为目标函数，构建电力交易双层优化模型，其中：电力交易双层优化模型的上层模型基于配电网运营商进行构建，下层模型基于需求响应负荷供应商进行构建；通过电力交易双层优化模型对计及沼气发电与新能源消纳机制的配网电力交易进行规划；本发明可以实现配电网运营商与需求响应负荷供应商的收益最大化。

技术领域

本发明涉及的是一种电网控制领域的技术，具体是一种计及沼气发电与新能源消纳机制的配网电力资源优化分配方法。

背景技术

沼气作为一种可再生能源，广泛存在于农村地区。与其他波动性可再生能源不同的是，沼气具有类电池特性：沼气可通过电加热来提高沼气产量，再转化为电能来进行“电能-化学能(沼气)-电能”的转换，因此具有促进波动性可再生能源(RES)消纳的潜力。通常，可再生能源就近接入配网，由配电网运营商(DSO)制定调度策略，尽量促进就地消纳。而RES波动的特性提高了就地消纳的难度，通过输电网倒送又存在功率损耗，加大系统潮流断面饱和的风险。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种计及沼气发电与新能源消纳机制的配网电力资源优化分配方法，本发明能够基于沼气的产量与温度强相关，且能量转化效率与温度、微生物含量、厌氧池容积和水力滞留时间强相关的特点，通过沼气对波动性可再生能源进行存储来分析其是否具有高成本效益依赖于详细、全面的模型。同时由于配电网运营商与需求响应负荷供应商受成本效益驱动，因此需要对交易策略进行优化，使得配电网运营商与需求响应负荷供应商的利润同时最大化，以保证规模化沼气工程参与配网交易的经济可行性。另外，还考虑到规模化沼气工程和需求响应负荷供应商都均能促进可再生能源的就地消纳，但处在不同交易级别中(规模化沼气工程受区域配电网运营商调度而需求响应负荷供应商属于配电网运营商下级服务提供商)，因此建立双层能量交易框架，可以实现配电网运营商与需求响应负荷供应商的收益最大化。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种计及沼气发电与新能源消纳机制的配网电力交易规划方法，包括：

步骤1)根据规模化沼气工程的发酵条件，构建微生物发酵动力学模型，并通过微生物发酵动力学模型测算规模化沼气工程在发酵时期的沼气产率；

步骤2)对规模化沼气工程的类电池特性进行建模，得到规模化沼气工程的类电池特性模型，并通过类电池特性模型测算新能源消纳能力；

步骤3)以电量销售收入与运行成本之差的利润最大化为目标函数，构建电力交易双层优化模型，其中：电力交易双层优化模型的上层模型基于配电网运营商进行构建，下层模型基于需求响应负荷供应商进行构建；

步骤4)通过电力交易双层优化模型对计及沼气发电与新能源消纳机制的配网电力交易进行规划。

所述的发酵条件包括：高温发酵、中温发酵或低温发酵中任一项，其中高温发酵为50℃～65℃，中温发酵为20℃～45℃，低温发酵为小于20℃。

所述的微生物发酵动力学模型，通过微生物的发酵系数计算发酵时微生物最大生长率和微生物发酵动力学参数，进而构建出规模化沼气工程的微生物发酵动力学模型。

所述的微生物的发酵系数包括：规模化沼气工程中厌氧池的厌氧池容积以及投入厌氧池中生物质原料的微生物的甲烷势、含固率、水力滞留时间。

所述的类电池特性包括：产气过程、储气过程和用气过程。