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计及移动式储能的配电网应急调度结算方法、装置及介质 

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申请/专利权人:华中科技大学;国网湖北省电力有限公司黄石供电公司;国家电网公司华中分部

摘要:本发明公开了一种计及移动式储能的配电网应急调度结算方法、装置及介质。方法包括:构建计及移动式储能资源参与的配电网应急调度能量模型;并根据最优能量调度方案,确定所有参与主体在调度时段内的共享能量和微网新能源消纳率;基于共享能量和微网新能源消纳率,采用双边激励机制确定每个参与主体的议价因子;应用非对称纳什议价模型,构建计及移动式储能资源参与的配电网应急调度结算模型;应用优化求解器对配电网应急调度结算模型进行求解,得到配电网的最优结算方案。本发明可有效激励移动式储能参与配电网的应急调度,有效提升配电网应急供电的灵活性、经济性和可靠性。

主权项:1.一种计及移动式储能的配电网应急调度结算方法,其特征在于,包括以下步骤:构建计及移动式储能资源参与的配电网应急调度能量模型,其中,所述配电网应急调度能量模型包括移动式储能约束模型和配电网约束模型;所述构建计及移动式储能资源参与的配电网应急调度能量模型如下式1至7所示:其中,目标函数如式1所示,配电网约束模型如式2至3所示,移动式储能约束模型如式4至6所示,配电网二阶锥潮流约束模型如式7所示; 其中,和分别表示移动式储能集合、配电网络节点集合和应急调度时间集合,N、A和H分别表示移动式储能数量、配电网络节点数量和应急调度时间数量;n表示移动式储能变量,i、j为配电网络节点变量,h为时间段变量;ΔH表示单位调度时段的长度;式1为目标函数,表示应急调度周期内配电网络的总运行成本,包括储能系统、柴机和移动式储能的运行成本,其中移动式储能的运行成本包括动力电池和储能电池的运行成本;储能系统、柴机和移动式储能的运行约束如式2至6所示;g表示单位燃油价格,ai、bi、ci均为常数,分别对应柴机的启停成本系数、运行成本系数和发电成本系数,分别表示储能系统、动力电池和储能电池的折损成本系数,为柴机的最大出力功率;均为决策变量;其中,分别表示柴机的运行状态标志位和启停状态标志位,对应节点i配置的柴机在h时段处于运行状态,对应节点i配置的柴机在h时段处开启状态;对应节点i接入的储能系统在h时段的充电、放电功率;对应柴机的实时出力;分别表示动力电池、储能电池的实时充、放电功率;式2表征储能系统的运行约束模型,包括能量约束和功率约束;其中,表示节点i配置的储能系统的荷电状态,表示储能系统允许的荷电状态上下限;均为常数,表征储能系统的充放电效率系数和有功容量;为决策变量,分别表示储能系统的有功充电功率和有功放电功率,其上下限分别为式3表示柴机和新能源的发电约束;其中,为常数,表示风电、光伏出力上限和柴机的有功、无功出力上下限,为决策变量,代表风电、光伏实时出力;式4表示移动式储能的交通流约束,式5-6表示移动式储能的能量流约束;为移动式储能的位置标志位布尔变量,其中,表示移动式储能n在h时段位于配电网络节点i,表示移动式储能n在h时段不在配电网络节点i;θji表示j、i节点之间的行驶距离; 均为常数,表示动力电池和储能电池的最大有功放电功率、最大有功充电功率、最小无功功率、最大无功功率;为决策变量,表示动力电池和储能电池的实时有功放电功率、有功充电功率、无功功率;表征动力电池和储能电池的荷电状态上下限,且表示动力电池和储能电池的充放电效率系数、有功容量;表示电池在各时段的实时荷电状态;式7为基于配电网二阶锥潮流方程的约束模型;其中,表示配电网络线路构成的集合,B表示配电网络线路数量,i,k表示配电网络节点i、j组成的线路r、x、minv、maxv、maxl均为常数,表示线路电阻、电抗、复电压的平方值上下限和最大传输复电流的平方值;为负荷预测数据,pji,h、qji,h、vi,h、lji,h为潮流方程决策变量,分别表征有功传输功率、无功传输功率、节点复电压的平方值及传输电流的平方值;应用优化求解器求解所述配电网应急调度能量模型的最优能量调度方案,根据所述最优能量调度方案确定所有参与主体在调度时段内的共享能量和微网新能源消纳率;基于所述共享能量和微网新能源消纳率,采用双边激励机制确定每个参与主体的议价因子;所述基于所述共享能量和微网新能源消纳率,采用双边激励机制确定每个参与主体的议价因子,包括:计算每一个微网、每一辆移动式储能的供给能量、消耗能量对总供给能量、总消耗能量的局部贡献度: 其中,表示微网i的供给能量对总供给能量的局部贡献度,表示微网i的消耗能量对总消耗能量的局部贡献度;表示移动式储能n的供给能量对总供给能量的局部贡献度,表示移动式储能n的消耗能量对总消耗能量的局部贡献度;采用双边激励机制,计算移动式储能n的议价因子: 采用双边激励机制,计算微网i的议价因子: 其中,ra和rb为取值为0~1之间的可调参量,分别表示主体不平衡度和供需贡献不平衡度,双边激励机制通过引入ra和rb两个可调参量,在不同的应急调度能量需求下,为参与主体设计不同的议价因子;利用已求得的参与主体的议价因子,应用非对称纳什议价模型构建计及移动式储能资源参与的配电网应急调度结算模型;所述利用已求得的参与主体的议价因子,应用非对称纳什议价模型构建计及移动式储能资源参与的配电网应急调度结算模型,包括:根据不计及移动式储能资源参与的配电网应急调度模型的最优能量调度方案,计算该方案下微网i和移动式储能n的运行成本和根据计及移动式储能资源参与的配电网应急调度模型的最优能量调度方案,计算该方案下微网i和移动式储能n的运行成本和应用非对称纳什议价模型,构建计及移动式储能资源参与的配电网应急调度结算模型: 其中,τn和πi分别表示在计及移动式储能资源参与下,移动式储能n从微网收取的费用,和微网i向移动式储能支付的费用,Ωn和Ωi分别表示移动式储能n和微网i的净利润;应用优化求解器对所述配电网应急调度结算模型进行求解,得到配电网的最优结算方案。

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