[发明专利]计及条件风险价值的综合能源系统经济调度方法

摘要

本发明公开了一种计及条件风险价值的综合能源系统经济调度方法：确定各个不确定量的每个场景s对应的成本；建立计及CVaR的综合能源系统经济调度模型，得到最优的调度策略；计及CVaR的综合能源系统经济调度模型包括目标函数和计及CVaR经济调度的约束条件；计及CVaR经济调度的成本函数最小为目标函数；计及CVaR经济调度的约束条件包括能量平衡约束、电池储能约束、蓄热约束、技术条件约束、需求响应约束、风电出力约束。本发明以包含热电联产机组、锂电池储电、蓄热和燃气锅炉的EH为基础，采用条件风险价值理论处理不确定量可能带来的风险，建立计及CVaR的IES经济调度模型，研究综合能源系统的调度策略和风险评估问题。

主权项

1.计及条件风险价值的综合能源系统经济调度方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，确定各个不确定量的每个场景s对应的成本，按以下公式计算：Cs＝CE+CG+CES+CHS+CDR其中，CDR＝λDR(udown，t，sLdown，t，s+uup，t，sLup，t，s)式中，C_E为购电成本；C_G为天然气购买成本；C_ES为电池储能的成本；C_HS为蓄热装置HS的成本；C_DR为需求响应DR对应的成本；为场景s时段t对应的市场电价；λ^W为风电电价；和分别为场景s时段t对应的电网购电值和风电调度出力值；λ^G为天然气价格；Q_gas为天然气的低热值，即9.97kWh/m³；为场景s时段t对应的天然气总购气功率；为电池储能的运行成本，理解为单位充放电量对应的电池损耗成本；和分别为场景s时段t对应的ES充电功率和放电功率；和为0‑1变量，当ES充电时为1，反之，为1；为HS的运行成本；和分别为场景s时段t对应的蓄放热功率；和为0‑1变量，当HS蓄热时为1，反之，为1；λ^H为单位供热功率的价格；λ^DR为单位负荷转移量对应的成本；L_down，t，s和L_up，t，s分别为场景s时段t对应的下调负荷转移量和上调负荷转移量；u_down，t，s和u_up，t，s为0‑1变量，当电力需求侧提供下调转移响应服务时，u_down，t，s为1，反之，u_up，t，s为1；步骤二，在场景s对应的成本的基础上，建立计及CVaR的综合能源系统经济调度模型，进而得到最优的调度策略；计及CVaR的综合能源系统经济调度模型包括目标函数和计及CVaR经济调度的约束条件。其中，计及CVaR经济调度的成本函数最小为目标函数如下所示：min C＝βCEX+(1‑β)CCVaR式中，C为成本函数，CEX为EH经济调度的期望成本；CCVaR为EH经济调度的CVaR；β∈[0，1]为权重系数；s为场景编号；S场景总数，即不确定量的场景数目的乘积；ρs和Cs分别为场景s对应的概率和成本；ζ为计算CVaR引入的辅助决策变量，其最优值ζ*就是VaR[28]；α为置信水平，其大小反映了决策者对风险的厌恶水平；表达式[x]+＝max{x，0}；其中，计及CVaR经济调度的约束条件，包括能量平衡约束、电池储能约束、蓄热约束、技术条件约束、需求响应约束、风电出力约束；①能量平衡约束电能平衡约束如下：式中，为场景s时段t对应的电负荷；η^T和η^W分别为变压器和AC/AC变换器的效率；为CHP的电效率；为总购气功率输入到CHP的天然气功率；热平衡约束如下：式中，为场景s时段t对应的热负荷；为CHP的热效率；和分别为燃气锅炉的效率和输入到燃气锅炉的天然气功率；其中，输入到CHP的天然气功率和输入到燃气锅炉的天然气功率满足以下约束：②电池储能约束式中，为场景s时段t对应的ES状态；为ES的总容量；和分别为ES的最小和最大容量比例；和分别为ES的最小和最大允许充放电比例；和分别为ES的充放电效率；T为总的调度时段；③蓄热约束式中，为场景s时段t对应的HS蓄热状态；为HS的总容量；和分别为HS的最小和最大容量比例；和分别为HS的最小和最大允许充放电比例；和分别为HS的蓄放热效率；④技术条件约束式中，和分别为电网允许的最大输入功率和变压器允许的最大输入功率；为天然气网络允许的最大购气功率；为CHP允许的最大输入量；为燃气锅炉允许的最大输入量；⑤需求响应约束uup，t，s+udown，t，s＝1式中，和分别为最大上调和最大下调负荷比例；⑥风电出力约束式中，为风电机组在场景s时段t的出力；与风速满足以下关系：式中，v_t为时段t的风速；v_in、v_out和v_r分别为风机的切入速度、切出速度和额定速度；为风机的额定功率。