[发明专利]一种微电网功率和运行储备容量的优化规划方法

权利要求书

1.一种微电网功率和运行储备容量的优化规划方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1.规划和设计上层问题

上层目标函数为式(1)，总计划和运营成本按因子γ转换为函数值，其中l_y为资本回收系数；

其中，其中是年度y的碳排放量的成本，而C_y(P)的定义如下：

运行成本C_y(P)的第一部分分为两部分：第一部分包括电力系统正常运行期间的发电成本，并乘以任何预先选定的意外事件ρ(0)未发生的概率，而第二部分包括微电网中的偶然性k∈K期间的成本并乘以其出现的概率ρ(k)，ρ(k)是根据预期的平均故障时间数据计算的值；

上层目标受投资预算分配的约束和购买的允许碳许可约束分别为时(3)、(4)：

其中ζ_i是资源i的排放系数；

上层问题进一步受到每小时发电和负载平衡的限制，同时考虑了热负荷和电负荷，电力平衡由下式(5)给出：

而火电平衡需要:

每小时调度问题进一步受到可调度发电资源的最大和最小的限制，包括下面给出的CHP：

P_i^min≤P_i^e(y,t)≤P_i^max-R_i (7)

0≤P_i^e(y,t)t≤x_i-R_i (8)

其中i∈B，t∈T和y∈Y，热电联产的热量输出由(9)给出：

其中i∈N，t∈T和y∈Y；

微电网中的电存储系统ESS的运作也受到式(10)-(12)的约束，(12)中的常数v_i取决于所安装的存储技术的类型，较大的v_i表示更快的充电和放电存储设备，反之亦然；

E_i(y,t)＝E_i(y,t-1)+ηP_i(y,t)Δt (10)

0≤E_i(y,t)≤(x_i-R_i) (11)

-v_i(x_i-R_i)≤P_i(y,t)Δt≤v_i(x_i-R_i) (12)

随后，调度问题也受限于需求侧的限制，式(13)、(14)、(15)描述了对可用于需求响应的每小时电能的限制：

S2.规划设计下层问题

下层的问题代表了供电机构的目标，即最大化微电网提供的备用容量以支持电力系统的运行；

式(16)中描述的目标函数通过在应急k期间最小化给定时段t内的未交付容量以及最小化备用容量的成本来最小化中断成本，其中，是根据长期合同确定的；

下限的目标受DER容量x_i，和可用储备能量限制的约束：

其中，现有资产的x_i是已知的并且等于P_i^max，而x_i，是上层问题传递的决策变量的一部分；

下层问题，还必须满足加权平衡(19)：

其中λ(y，k，t)和是与这些约束相关的拉格朗日乘数，

S3.转化双层问题为MPEC；

所提的双层问题是NP-hard问题，因此，它可以转化为单一水平问题并联合解决，只要较低水平的理性反应集非空并且其可诱导区域是单个，对于上层变量x_i的每个值，下层问题可证明是线性的，鉴于此，原始-对偶方法适用于这项工作；如下所述，转换包括用其原始约束(17)-(19)及其双重约束(23)和(24)替换下层的问题，式(25)和上层问题(3)，(16)组合以构成变换后的MPEC：

约束条件：

式(3)-(15) (21)

式(17)-(19) (22)

二重约束：

强对偶等式：

其中，所有拉格朗日乘数都是正变量。