[发明专利]一种源-网-荷-储海量设备的聚合与分层调控方法

说明书

本发明公开了一种源‑网‑荷‑储海量设备的聚合与分层调控方法，针对海量FlexGas用户广泛在接入气电联合系统的调控需求，建立了FlexGas负荷的气‑电能量转换单体模型，并考虑到海量FlexGas负荷的异质性，进一步进行聚合，得到海量FlexGas负荷的聚合模型，然后分别基于所得单体模型和聚合模型，建立了上层的考虑风电不确定性的上层调度模型和下层控制模型，共同构成了基于海量FlexGas负荷的源网荷储协调调度模型，从而实现对源网荷储进行协同调控，不仅能够消纳风电，提高气电联合系统的经济性，还可以实现对海量FlexGas负荷的有效控制。

技术领域

本发明属于电气工程领域，更具体地，涉及一种源-网-荷-储海量设备的聚合与分层调控方法。

背景技术

风力发电技术的快速发展，对电力系统的运行提出了一系列新的挑战。电制气(P2G)技术由于可以利用电能生产天然气并将其储能在天然气网络中，为消纳风电提供了有效的解决方案，并进一步加强了电网与天然气系统的耦合。与此同时，气电联合系统调度中的需求响应也引起了越来越多的兴趣。FlexGas是一种横跨电力，天然气和供暖系统的新兴技术，它可以实现用户在使用能量间的转换，并且在需求响应方面具有很大的潜力。但是由于偏好和生活方式的广泛差异，海量的FlexGas用户之间的用能行为可能会存在很大的差异，故研究一种源-网-荷-储海量设备的聚合与分层调控方法存在重要的意义。

现有的源-网-荷-储海量设备的聚合与分层调控方法主要采用“采集+集中”的模式，然而调度中心直接控制大量异构柔性负载是不现实的，并且该方法未考虑FlexGas负荷为气电联合系统提供的需求响应，弃风成本较高，无法满足海量用户广泛接入气电联合系统的调控需求，故亟需同时兼容现有调度体系和创新市场机制的海量终端设备协同调控技术体系。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种源-网-荷-储海量设备的聚合与分层调控方法，用以解决现有技术由于未考虑FlexGas负荷而导致的弃风成本较高的技术问题。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种源-网-荷-储海量设备的聚合与分层调控方法，包括以下步骤：

S1、根据FlexGas用户的热需求与其燃气锅炉的供热功率和电锅炉的供热功率之间的供需平衡关系，分别为各FlexGas聚合商所控制的各FlexGas用户的供热设备建立FlexGas负荷的气-电能量转换模型；

S2、分别将各FlexGas聚合商所控制的各FlexGas用户供热设备的FlexGas负荷的气-电能量转换模型进行聚合，为各FlexGas聚合商建立能量连续的海量FlexGas负荷的聚合模型；

S3、通过最小化气电联合系统运行成本，且将风电因素引入到约束条件，结合各FlexGas聚合商的海量FlexGas负荷的聚合模型，建立上层调度模型；通过最小化调度中心向FlexGas聚合商下发的电量调度需求与FlexGas聚合商实际的电量聚合结果之差，结合各FlexGas用户供热设备的FlexGas负荷的气-电能量转换模型，为各FlexGas聚合商建立下层控制模型；综合上层调度模型和各FlexGas聚合商的下层控制模型得到源网荷储的协调调控模型；

S4、采集FlexGas用户燃气锅炉和电锅炉的转换效率；并分别计算各FlexGas聚合商所控制的各FlexGas用户的热需求以及各FlexGas聚合商总的热需求；将FlexGas用户燃气锅炉和电锅炉的转换效率、各FlexGas聚合商所控制的各FlexGas用户的热需求、各FlexGas聚合商总的热需求以及气电联合系统的参数，输入到源网荷储的协调调控模型中进行求解，得到各FlexGas聚合商所控制的每一个FlexGas用户设备的调控结果。

进一步优选地，第n个FlexGas聚合商所控制的第m个FlexGas用户的FlexGas负荷的气-电能量转换模型为：