[发明专利]考虑储能和分布式发电的工业用户参与调峰需求响应方法

权利要求书

1.考虑储能和分布式发电的工业用户参与调峰需求响应方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)将参与调峰的工业用户分为储能工业用户、分布式发电工业用户与其它工业用户三种类型，统计各工业用户的生产流程，量测其工序运行时间、启动时间及各时刻总负荷稳态有功功率，根据各种类型工业用户的发电特征，以总负荷稳态有功功率与各工序稳态有功功率和之差最小为目标，建立优化模型求解各时刻所有类型工业用户各工序的实际稳态有功功率；

(2)根据(1)中求解得到的各时刻所有类型工业用户各工序的实际稳态有功功率，计算各调峰时段工业用户各工序的需求响应调峰能力，即该用户各工序在该时段能够通过转移负荷来提供需求响应参与调峰的最大容量；

(3)根据(2)中求得的各调峰时段工业用户各工序的需求响应调峰能力，计算该工业用户在各调峰时段的所有工序需求响应调峰能力之和，作为约束条件之一，以由各种类型工业用户组成的负荷聚合商参与调峰提供需求响应获益最大为目标，考虑各种类型工业用户的发电特征的约束条件，建立优化模型求解各调峰时段所有类型工业用户提供需求响应的容量；

步骤(1)具体方法如下：将参与调峰的工业用户分为储能工业用户、分布式发电工业用户与其它工业用户三种类型，对于参与调峰提供需求响应的各工业用户，统计其工业生产流程顺序、工序i所需运行时间T_i，工序i中设备的最早启动时间E_i以及最晚启动时间L_i，以及储能工业用户各时刻电池剩余电量要求的最小值与最大值分布式风力发电工业用户各时刻风速要求的最小值W_t^min与最大值W_t^max，分布式光伏发电工业用户各时刻光照强度要求的最小值与最大值量测工业生产过程中时刻t总负荷稳态有功功率P_L(t)、工序i中设备的实际启动时间t_io和实际关停时间t_ic，储能工业用户的电池剩余电量SOC_t、分布式风力发电工业用户的风速W_t、分布式光伏发电工业用户的光照强度I_t,建立所有类型工业用户都适用的基于实际生产流程的优化模型，求解该工业用户在时刻t工序i的稳态有功功率P_i(t)；

目标函数为时刻t总负荷稳态有功功率与各工序稳态有功功率和之差的最小值：

上式中，P_L(t)表示量测得到的时刻t总负荷稳态有功功率；n表示该工业用户工序总数；M_i(t)表示时刻t工序i是否运行的标志，M_i(t)＝1为时刻t工序i运行，M_i(t)＝0为时刻t工序i不运行；P_i(t)表示该工业用户在时刻t工序i的稳态有功功率；

其中，对于除了储能和分布式发电工业用户以外的其它工业用户，时刻t工序i的运行标志M_i(t)定义如下：

上式中，E_i和L_i分别表示工序i中设备的最早启动时间和最晚启动时间，T_i表示工序i所需运行时间，t_io和t_ic分别表示工序i中设备的实际启动时间和实际关停时间；

对于储能工业用户，时刻t工序i的运行标志M_i(t)定义如下：

上式中，和SOC_t分别表示储能工业用户各时刻电池剩余电量要求的最小值、最大值与储能工业用户在时刻t的电池剩余电量；

同理，对于分布式风力发电工业用户和分布式光伏发电工业用户，时刻t工序i的运行标志M_i(t)定义如下：

上式中，W_t^min、W_t^max和W_t分别表示分布式风力发电工业用户各时刻风速要求的最小值、最大值与分布式风力发电工业用户在时刻t的风速，和I_t分别表示分布式光伏发电工业用户各时刻光照强度要求的最小值、最大值与分布式光伏发电工业用户在时刻t的光照强度；

该模型的约束条件为：

上式中，P_i^min和P_i^max分别表示该工业用户工序i的有功功率下限和上限；

步骤(2)具体方法如下：

根据求解得到的工业用户在时刻t工序i的稳态有功功率P_i(t)，计算该工业用户在时刻t工序i的需求响应调峰能力

①若E_i＝L_i，则工序i的最早启动时间和最晚启动时间相等，不具备可转移负荷的调峰能力，

②若E_i＜L_i，则工序i的最早启动时间和最晚启动时间不相等，具备可转移负荷的调峰能力，设工序i的转移时间为0≤Δt≤L_i-E_i，则工序i的Δt时段的调峰能力

步骤(3)具体方法如下：

根据(2)中求得的工业用户工序i在Δt时段的需求响应调峰能力计算负荷聚合商中的所有类型工业用户j在Δt时段的需求响应调峰能力：

以此作为约束条件之一，建立所有类型工业用户都适用的优化模型，其目标函数为由各种类型的工业用户组成的负荷聚合商参与调峰经济效益的最大值：

上式中，f_GLA表示负荷聚合商参与调峰的收益；N表示负荷聚合商中各种类型工业用户总数；M表示调峰时间单元个数；表示工业用户j的响应量，为正数；表示工业用户j的响应报价，r,s均为正数，a'_Δt,b'_Δt,c'_Δt表示Δt时段调峰成本系数；

该模型的约束条件如下：

①所有类型工业用户调峰能力约束：

上式中，表示工业用户j在Δt时段的调峰能力；表示负荷聚合商在Δt时段的调峰能力；γ表示负荷聚合商的调峰意愿且0＜γ＜1；

②储能工业用户充放速率约束：

在Δt时段，储能工业用户j处于充电状态，满足充电效率约束：

0≤W_ch(Δt)η_ch≤P_eΔt

上式中，W_ch(Δt)表示储能单元Δt时段充电量，η_ch表示储能装置的充能效率，P_e表示储能装置的功率；

在Δt时段，储能工业用户j处于放电状态，满足放电效率约束：

上式中，W_dis(Δt)表示储能单元Δt时段放电量，η_dis表示储能装置的放能效率；

求解该模型可以得到负荷聚合商中所有类型工业用户j在Δt时段提供需求响应调峰的容量