[发明专利]一种点对点平台与综合能源运营商协同运行调度方法

权利要求书

1.一种点对点平台与综合能源运营商协同运行调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：根据分布式能源产消者的需求特性，建立基于点对点平台的能量共享匹配模型，得出点对点产消者之间的能量共享匹配方案；

步骤2：基于点对点产消者之间的能量共享匹配方案，同时根据不同能源系统特性，建立区域综合能源系统协同运行模型；

步骤3：采用交替迭代方式求解点对点平台与综合能源运营商协同运行模型，得到调度方案，输出结果；

所述步骤1建立点对点平台的能量共享匹配模型为：

点对点交易匹配过程将实现所有产消者收益最优作为目标，以此实现最优点对点能量共享匹配策略，该模型包括目标函数、产消者约束和能量共享量约束3个部分：

1)目标函数

目标函数为最小化生产者成本与消费者收益的差值，具体目标函数如下：

式中：为生产者成本函数，为产消者η的售电量，为消费者收益函数；为产消者η的购电量，N^s为产消者中生产者对应的集合，N^b为产消者中消费者对应的集合；

2)产消者约束

生产者与消费者分别满足出力和购电量的限制，具体约束如下：

式中：分别为生产者的售电量和消费者的购电量，分别为售电量和购电量的上、下限；

3)能量共享量约束

一组完成匹配的能量共享ω的共享量为生产者出力的总和，同时也是生产者购电量的总和，具体能量共享量模型如下：

式中：T_ω为对应能量共享ω的共享量，Ω为能量共享匹配结果的集合，Ω_η为与产消者η对应的能量共享匹配结果集合，N^s为产消者中生产者对应的集合，N^b为产消者中消费者对应的集合；

所述步骤2建立区域综合能源系统协同优化模型：

综合能源运营商获得点对点平台的能量共享匹配结果，并对剩余资源进行统一协调调度，保证能量共享能够满足系统结构约束，同时向产消者收取网络使用费，该模型包括目标函数、区域配电系统约束、区域配气系统约束与网络收费4个部分；

1)目标函数

目标函数分别为区域配电系统和区域配气系统的运行成本，以最小化系统运行成本为目标：

式中：C_G,i、C_η,j分别为上级电网节点i对应的机组G的电价与电网节点j对应的点对点能量共享电价；N_G、N_e分别为机组G所在的发电机节点集合与普通电力产消者节点集合；C_S,m、C_η,n分别为上级气网节点m对应的气源点S的气价与气网节点n对应的点对点能量共享气价；N_s、N_r分别为气源点S所在的气源点集合与普通天然气产消者节点集合；P_G,i为上级电网节点i对应的机组G的电价有功出力，为电网节点j对应的点对点能量共享功率；f_S,m为上级气网节点m对应的气源点S的天然气出力，气网节点n对应的点对点能量共享天然气出力；

2)区域配电系统约束

式中：P_G,j与Q_G,j为上级电网节点j对应的机组G注入区域配电系统的有功、无功功率；P_ij、Q_ij为线路ij上的有功、无功传输功率；P_jl、Q_jl为流出电网节点j的线路jl上的有功、无功功率；P_L,j、Q_L,j为节点j的有功、无功负荷；为电网节点j对应点对点能量共享的购电量；U_i、U_j为i、j节点电压；r_ij、x_ij、l_ij为线路ij上的电阻、电抗和电流；分别为节点i的电压幅值的上、下限；为支路ij的有功、无功功率的上、下限；和分别为上级电网注入节点j的有功、无功功率的上、下限；λ_α为燃气轮机节点α的转换效率；Ψ_α为配电网与配气网燃气轮机耦合节点集合；为气网节点m对应的点对点能量共享购气量；

3)区域配气系统约束

(f_mn)²/(C_mn)²＝(π_m)²-(π_n)²

τ_k＝C_kf_Ck

式中：f_S,m为m节点对应的上级气源S的出力；为气网节点m的点对点能量共享购气量；f_L,m为m节点负荷；τ_k为加压站k的损耗；f_mn为天然气管道mn流量；f_Ck为流过加压站k的流量；GC(m)为注入节点为m的加压站的集合；GN(m)为与m节点相连的节点的集合，C_mn为管道mn的韦茅斯系数；π_m、π_n为m、n节点气压，分别为节点m的气压上、下限；分别为节点m注入功率上、下限；τ_k为加压站k的损耗；C_k为加压站k的损耗系数，λ_β为电转气节点β的转换效率；Ψ_β为配电网与配气网的P2G耦合节点集合；为电网节点j对应的点对点能量共享购电量；

4)网络收费

通过将购电侧电价与售电侧电价差值除以2，得到网络使用费用，并将网络使用费平分给买卖双方，这样一种平分收费的策略可以激励买卖双方平等地使用配电或配气网并从点对点能量共享中获益：

式中：分别为对应能量共享ω的购电侧b与售电侧s的边际电价，为能量共享ω的网络收费；

所述步骤3采用交替迭代方式求解点对点平台与综合能源运营商协同运行模型，得到调度方案，输出结果，该交替迭代协同优化过程包括如下步骤：

步骤1：点对点平台生成一组潜在能量共享集合Ω，建立生产者与消费者的点对点能量共享联系；

步骤2：点对点平台匹配产消者之间的能量共享，形成一组新的能量共享集合Ω^*；

步骤3：综合能源运营商根据点对点平台传达的能量共享集合Ω^*，进行最优潮流运行调度；

步骤4：通过判断能量共享集合Ω^*是否发生变化，若未发生变化则迭代，进入步骤8，否则进入下一步；

步骤5：根据节区域配电系统与区域配气系统的运行约束，计算节点价格

步骤6：计算网络收费

步骤7：更新能量共享成本并进入步骤2；

成本函数与利益函数更新如下:

式中：分别为对应能量共享ω的购电侧b与售电侧s的边际电价，为能量共享ω的网络收费；

步骤8：输出能量共享结果与协同运行优化调度结果。