[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

摘要

一种微电网功率和运行储备容量的优化规划方法，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；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。在微电网应用的背景下，本发明提出了双层模型方法，以最小化耦合设计和运营成本。在方法中，提出了供电机构和微电网的非共线双层功率和储量规划公式，供电机构可以从微电网规划器请求备用容量，微电网规划器的目的是最小化其规划和操作成本。所提出的模型还可以更好地表示微网规划器与供电机构之间可能存在冲突的关系。

主权项

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ly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Cy(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ζi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：Pimin≤Pie(y,t)≤Pimax‑Ri  (7)0≤Pie(y,t)≤xi‑Ri  (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vi取决于所安装的存储技术的类型，较大的vi表示更快的充电和放电存储设备，反之亦然；Ei(y,t)＝Ei(y,t‑1)+ηPi(y,t)Δt  (10)0≤Ei(y,t)≤vi(xi‑Ri)  (11)‑(xi‑Ri)≤Pi(y,t)≤xi‑Ri  (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xi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。