[发明专利]一种计及电动汽车和热泵的配电网节点电价计算方法

说明书

本发明公开了一种计及电动汽车和热泵的配电网节点电价计算方法，包括负荷聚合商按照优化模型指定初始用电计划，配电网运营商计算配电网节点电价并在日前电力市场关闭前将节点电价发给各个负荷聚合商，负荷聚合商对节点电价做出响应并重新制定用电计划。本发明针对配电网中高渗透率EV和HP，采用DLMP缓解EV和HP集中用电带来的阻塞问题，缓解电网运行压力，同时保证电网电压在规定范围之内，确保配电网安全、经济运行。

技术领域

本发明涉及一种计及电动汽车和热泵的配电网节点电价计算方法，属于智能配电网领域。

背景技术

随着智能电网技术的不断发展与应用，以及配电网中分布式能源(DistributedEnergy Resources,DER)如分布式电源(Distributed Generation,DG)、电动汽车、热泵和储能装置等的渗透率不断提高，现代配电系统的运行状态变得更加复杂，配电网由被动向着主动方向发展。在此背景下，节点边际电价(Locational Marginal Price,LMP)作为重要的市场价格机制得到了广泛地研究，节点电价对优化电力市场环境下的能源组合，引导灵活资源的合理用电等方面发挥着重要作用。节点边际电价表示满足某节点新增1MW电量需求时的系统边际成本，电网中不同节点的单位电量有着不同的价格。对于输电系统中LMP的研究已经比较成熟，随着部分学者对LMP的研究，已经将节点边际电价(LMP)的概念从输电系统扩展到配电系统，并且逐渐应用于需求侧管理、配电网的阻塞管理和可靠性评估等方面。

现有的配电网节点电价计算方法在DSO(配电系统运营商)侧仅考虑线路功率传输能力这一系统约束。而在实际配电网中，采用更复杂的约束描述配电网络的状态。这些参数包括网络损耗、节点电压水平以及无功功率。且由于EV和热泵高渗透率会对配电网的节点电压以及线路损耗产生不利影响，使得电压越限，尤其是网络末端节点电压会大幅下降，影响正常用电，同时会导致线路负载损耗增加，运行不经济。基于上述背景，本发明在上层DSO模型中在考虑支路传输功率能力这一约束时计及网损因素，此外还考虑系统节点电压约束。并且采用配电网节点电价方法进行网络阻塞管理，缓解电动汽车和热泵集中用电带来的网络阻塞问题，保证电网安全运行。

发明内容

发明目的：本发明提出一种计及电动汽车和热泵的配电网节点电价计算方法，计及了网损和节点电压约束，缓解电网运行压力，确保配电网安全经济运行。

技术方案：本发明采用的技术方案为一种计及电动汽车和热泵的配电网节点电价计算方法，包括以下步骤：

1)配电网运营商根据自身的预测或从负荷聚合商处获取灵活需求的数据；

2)负荷聚合商根据基础电价c_t，按照优化模型制定初始用电计划，并将用电计划上报给配电网运营商；

3)配电网运营商收集网络信息，检验是否发生网络阻塞或者电压越限，同时计算配电网节点电价，并在日前电力市场关闭之前将节点电价发布给各个负荷聚合商；

4)负荷聚合商对DSO发布的节点电价做出响应，重新制定用电计划；

5)负荷聚合商将其调整后的用电计划提交至日前电力市场。

所述步骤1)中灵活需求的数据包括电动汽车EV充电负荷和热泵HP负荷，其中

电动汽车充电负荷模型：根据EV的数量、驾驶里程、可用性和电池荷电状态SOC建立EV充电负荷模型，包括：

a、电池荷电状态约束

设电动汽车的初始荷电状态为S₀，t时刻EV充电功率为EV驾驶放电功率为d_t，荷电状态为S_t，为了延长EV电池的使用寿命，其SOC需要在一定的范围之内，应当满足：