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一种适用于电改的微电网经济运营优化方法和系统  

2016-11-07 11:17:14|  分类: 生产工艺 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 介绍一种适用于电改的微电网经济运营优化方法和系统,该发明的申请人为北京国电通网络技术有限公司、国家电网公司、国网天津市电力公司、国网浙江省电力公司。发明人为李思维、岳靓 、王茜、刘晓丹、付雪丹、厉俊、王思宁、刘茁出、王敏。

  摘要

微电网运营

  本发明公开了一种适用于电改的微电网经济运营优化方法和系统,包括获取微电网成本因素和微电网效益因素,分别建立微电网成本因素模型和微电网效益因素模型;确定微电网优化规划经济模型;根据建立的微电网成本因素模型和微电网效益因素模型,计算微电网优化规划经济模型。因此,所述的一种适用于电改的微电网经济运营优化方法和系统能够解决目前微电网运营模式没有考虑配电网多源、多用户能量交换、政府补贴及激励政策等方面带来的成本及收益的问题。

  1 .一种适用于电改的微电网经济运营优化方法,其特征在于,包括步骤:

  获取微电网成本因素和微电网效益因素,分别建立微电网成本因素模型和微电网效益因素模型;确定微电网优化规划经济模型;根据建立的微电网成本因素模型和微电网效益因素模型,计算微电网优化规划经济模型。

  2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述微电网成本因素包括等年值设备投资总费用a1;安装、运行维护费用a2;燃料费用a3;废弃后拆卸、治污费用a4;排污惩罚费用a5;停电赔偿费用a6;备用容量费a7以及过网费a8;所述微电网效益因素包括售电效益b1;政府补贴效益b2;节能效益b3;降低损耗效益b4;碳贸易效益b5;可靠性效益b6;减缓电网投资效益b7;参与电网辅助服务收益b8。

  3 .根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述微电网优化规划经济模型公式如下:

  (b1+b2+b3+b4+b5+b6+b7+b8-a1-a2-a3-a4-a5-a6-a7-a8)× 年数。

  4 .根据权利要求2或3所述的方法,其特征在于,所述等年值设备投资总费用a1的模型为:

a1的模型

  式中CCPi——等年值设备投资费用;CTCPi——等年值装机成本;CSCPi——等年值二次设备成本;Ypi——寿命周期年限;r——折现率;安装、运行维护费用a2的模型公式为:

运行维护费用a2的模型

  式中CO M i——安装、运行维护费 用; Pi——装机容量 ;K i i——安装单位容量费 用;KOMi——设备维护单位容量费用;ξ i——热启动费用;δ i——冷启动费用;NSUCi——启停次数;τ i——冷启动时间;Toff, i, j——第j次启动前停运时间;燃料费用a3的模型公式为:

  式中CFCi——燃料费用;MCi——单位电能消耗燃料量;PCi——单位燃料的价格;Ei——发电量;废弃后拆卸、治污费用a4为

  式中CDi——拆卸、治污费用;Kdi——单位装机容量的拆卸费用;Kpi——治理单位装机容量污染所需费用;Pi——装机容量;排污惩罚费用a5的模型公式为:


  6.一种适用于电改的微电网经济运营优化系统,其特征在于,包括:微电网成本执行单元,用于获取微电网成本因素,建立微电网成本因素模型;微电网效益执行单元,用于获取微电网效益因素,建立微电网效益因素模型;微电网优化执行单元,用于确定微电网优化规划经济模型,并根据建立的微电网成本因素模型和微电网效益因素模型,计算微电网优化规划经济模型。

  7 .根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述微电网成本因素包括等年值设备投资总费用a1;安装、运行维护费用a2;燃料费用a3;废弃后拆卸、治污费用a4;排污惩罚费用a5;停电赔偿费用a6;备用容量费a7以及过网费a8;所述微电网效益因素包括售电效益b1;政府补贴效益b2;节能效益b3;降低损耗效益b4;碳贸易效益b5;可靠性效益b6;减缓电网投资效益b7;参与电网辅助服务收益b8。

  8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述微电网优化规划经济模型公式如下:

  (b1+b2+b3+b4+b5+b6+b7+b8-a1-a2-a3-a4-a5-a6-a7-a8)× 年数。

  9.根据权利要求7或8所述的系统,其特征在于,所述等年值设备投资总费用a1的模型为:


  技术领域

  本发明涉及电力技术领域,特别是指一种适用于电改的微电网经济运营优化方法和系统。

  背景技术

  由微电网的技术经济特性可知,当微电网作为外部大电网的一部分时,其具有一定的可控性,既可以独立运行满足用户的用电需求,又可以迅速地为输配电网供应电力,保证外部大电网的供电可靠性。微电网有效运营的前提是相关主体之间成本和收益分配的合理性,因此从整体的角度识别并科学计量微电网的成本和效益,有利于微电网的可持续发展。

  一般情况下,微电网系统包括靠近消费者的分布式发电设备、自产自销者、可控负荷、响应性需求的综合能源系统。微电网的能量交换可分为内部能量交换和外部能量交换,并各自对应着相应的经济关系。内部能量交换,即微电网系统的电力生产以及所覆盖用户的电力消费。外部能量交换,即微电网向外部电网输送电力或者购买电力。这两种能量交换下,需要充分考虑微电网所产生的成本和效益,以便于制定合理的成本和效益分摊机制,保证各相关主体成本和效益的合理性。

  由国内外有关微电网的研究可知,微电网所产生的各种影响已经从技术和经济两方面得到了认知和计量。但是对于微电网(主要为分布式电源所发电力)的电价机制尚未明确,当前的一些电价机制仅考虑了由于微电网并网引起的附加成本,并将这些成本反映为电网的连接费用,尚未考虑微电网所能够带来的正向经济影响。根据微电网能量交换的方式,微电网的相关运营主体包括发电企业、电网公司、终端用户与社会,从正向和负向两个方面,分析微电网对不同主体的经济影响。

  由微电网运营所带来的正向经济影响分析可知,某一项效益可能涉及到一个(如电网公司)或多个主体(如电网公司和终端用户)。举例来说,分布式发电所降低的损耗有利于电网公司实现地方政府规定的电网效率和节能减排目标。

  另一方面,网损成本的减少将反映到终端用户的购电电价中,使其支付的电费减少。此外,损耗降低也意味着减少对环境造成的影响,使整个社会从中受益。从另一方面看,微电网在运营过程中也会带来一些负向的经济影响,主要原因是微电网中分布式电源的间歇性出力造成的。微电网屮的发电机组主要由分布式电源组成(尤其对于风电、光伏发电等间歇性不可控电力),由于分布式电源发电的间歇性,会造成电能的间歇性变化,此时若将微电网接入外部配电网中,会由于电能的不稳定性,造成外部配电网的额外的运营管理成本,具体的负向经济影响主要包括:分布式电源间歇性出力造成配电网的额外损失(增加电网公司的成本);分布式电源间歇性出力造成电压不稳定(增加电网公司的成本);分布式电源叫歇性出力造成配电/电网的升级改造(由于热值限制;电压限制;短路限制等情况);分布式电源间歇性出力造成额外的电能平衡成本和辅助服务成本等(尤其对于风电、光电等间歇性不可控电力)。

  综上,传统的微电网运营模式仅仅考虑了用户与电网能量交换的经济运营模式,没有考虑基于电力体制改革和电网传输的多用户主体间能量交换的运营模式。

  发明内容

  有鉴于此,本发明的目的在于提出一种适用于电改的微电网经济运营优化方法和系统,能够解决目前微电网运营模式没有考虑配电网多源、多用户能量交换、政府补贴及激励政策等方面带来的成本及收益的问题。

  基于上述目的本发明提供适用于电改的微电网经济运营优化方法,包括步骤:获取微电网成本因素和微电网效益因素,分别建立微电网成本因素模型和微电网效益因素模型;

  确定微电网优化规划经济模型;

  根据建立的微电网成本因素模型和微电网效益因素模型,计算微电网优化规划经济模型。

  在一些实施例中,所述微电网成本因素包括等年值设备投资总费用a1;安装、运行维护费用a2;燃料费用a3;废弃后拆卸、治污费用a4;排污惩罚费用a5;停电赔偿费用a6;备用容量费a7以及过网费a8;

  所述微电网效益因素包括售电效益b1;政府补贴效益b2;节能效益b3;降低损耗效益b4;碳贸易效益b5;可靠性效益b6;减缓电网投资效益b7;参与电网辅助服务收益b8。

  在一些实施例中,所述微电网优化规划经济模型公式如下:

  (b1+b2+b3+b4+b5+b6+b7+b8-a1-a2-a3-a4-a5-a6-a7-a8)× 年数。


  在一些实施例中,所述等年值设备投资总费用a1的模型为:

  式中CCPi——等年值设备投资费用;CTCPi——等年值装机成本;CSCPi——等年值二次设备成本;Ypi——寿命周期年限;r——折现率;

  安装、运行维护费用a2的模型公式为:

  式中COMi——安装、运行维护费用;Pi——装机容量;Kii——安装单位容量费用;KOMi——设备维护单位容量费用;ξ i——热启动费用;δ i——冷启动费用;NSUCi——启停次数;τ i——冷启动时间;Toff, i, j——第j次启动前停运时间;

  燃料费用a3的模型公式为:

  式中CFCi——燃料费用;MCi——单位电能消耗燃料量;PCi——单位燃料的价格;Ei——发电量;

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  从上面所述可以看出,本发明提供的一种适用于电改的微电网经济运营优化方法和系统,获取微电网成本因素和微电网效益因素,分别建立微电网成本因素模型和微电网效益因素模型;确定微电网优化规划经济模型;根据建立的微电网成本因素模型和微电网效益因素模型,计算微电网优化规划经济模型。从而,本发明能够对多源微电网的适用性、电网传输的多用户能量交换以及政策导向等方面进行填补,构建了一种适应于电改的微电网优化规划经济模型。

  附图说明

  图1为本发明实施例中适用于电改的微电网经济运营优化方法的流程示意图;

  图2为本发明实施例中适用于电改的微电网经济运营优化系统的结构示意图。

  具体实施方式

  为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。

  需要说明的是,本发明实施例中所有使用 “ 第一”和 “ 第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量,可见 “ 第一” “ 第二”仅为了表述的方便,不应理解为对本发明实施例的限定,后续实施例对此不再一一说明。

  参阅图1所示,为本发明实施例中适用于电改的微电网经济运营优化方法的流程示意图,所述适用于电改的微电网经济运营优化方法包括:

  步骤101,获取微电网成本因素和微电网效益因素。

  在实施例中,本发明涉及到的微电网成本因素包括等年值设备投资总费用a1;安装、运行维护费用a2;燃料费用a3;废弃后拆卸、治污费用a4;排污惩罚费用a5;停电赔偿费用a6;备用容量费a7以及过网费a8。

  而本发明微电网的综合效益评估要考虑其可靠性效益、节能效益、降损效益、环境效益和延缓输电网投资的效益等等。在一个优选地实施例中,所述微电网效益因素包括售电效益b1;政府补贴效益b2;节能效益b3;降低损耗效益b4;碳贸易效益b5;可靠性效益b6;减缓电网投资效益b7;参与电网辅助服务收益b8。

  步骤102,分别建立微电网成本因素模型和微电网效益因素模型。

  作为实施例,针对于微电网成本因素等年值设备投资总费用a1;安装、运行维护费用a2;燃料费用a3;废弃后拆卸、治污费用a4;排污惩罚费用a5;停电赔偿费用a6;备用容量费a7以及过网费a8。分别建立的模型为:

  等年值设备投资总费用a1考虑逐年投资成本能够体现市场运行状况。分布式能源投资包含一次、二次设备。

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  附图说明:

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