一种输配网协同的源荷储资源统筹规划方法及系统

技术领域

本发明涉及源荷储资源统筹规划技术领域，尤其涉及一种输配网协同的源荷储资源统筹规划方法及系统。

背景技术

煤炭自备电厂发电系统是一个需要保持瞬时平衡的系统，在传统的煤炭自备电厂发电系统中，发电量主要通过发电机组的旋转惯性和调频能力来调节，即所谓的煤炭自备电厂发电平衡“源随荷动”，与传统电网相比，新型煤炭自备电厂发电系统的电网发展将形成以大电网为主、多种电网形式并存的模式。未来，多层次微电网将在家庭、社区、公园等不同规模地区形成，解决大规模新能源和新负荷大规模接入、即插即用的问题。“源网荷储一体化”是一种可实现能源资源最大化利用的运行模式和技术，通过源源互补、源网协调、网荷互动、网储互动和源荷互动等多种交互形式，从而更经济、高效和安全地提高煤炭自备电厂发电系统功率动态平衡能力，是构建新型煤炭自备电厂发电系统的重要发展路径。整体来看，“源网荷储一体化”的运行模式可充分发挥发电侧、负荷侧的调节能力，促进供需两侧精准匹配，保障煤炭自备电厂发电可靠供应。具体说来，过去电网系统调控主要采取“源随荷动”的模式，其问题在于当用煤炭自备电厂发电突然增高时，一旦电源发电能力不足，就会出现供需不平衡以致严重影响电网的安全运行，随着可再生能源渗透率的提高，风电等可再生能源出力的随机性和波动性进一步增强，如果系统无法提供与之匹配的灵活调节资源，将会严重影响煤炭自备电厂发电系统的安全稳定高效运行，可再生能源消纳问题也会更加突出。为解决上述问题，全面推动煤电机组灵活性改造、加快储能系统建设、提高煤炭自备电厂发电需求侧响应能力，着力增强系统灵活性成为必要任务，科学合理地输配网规划是确保电网结构合理的基本举措，关系到供电区域内社会经济的稳定发展。传统以投资成本或网络损耗最小的单一目标输配网，已无法满足输配网源网荷储协同规划的需要。针对现有技术存在以下问题：

传统的输配网规划方法在进行输配网规划的过程中，多元能源供给系统的建立不完善，电网容易产生波动；传统的输配网规划方法没有充分考虑到可调节负荷资源，对煤炭自备电厂发电供应侧与需求侧各种资源的配置不合理；现有的输配网协同的源荷储资源统筹规划方法没有考虑到不同的源荷储的资源不同，采用统一标准让源荷储主体参与市场，没有发动源荷储参与市场的积极性，源荷储参与市场的机制不健全。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明提供了一种输配网协同的源荷储资源统筹规划方法及系统，能够解决源荷储参与市场的机制不健全等问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案，一种输配网协同的源荷储资源统筹规划方法，包括：

基于输配网源协同荷储各环节能源形式与设备组成，建立输配网源荷储资源系统；

基于输配网源协同荷储各环节资源特性与各环节资源互偶关系，结合所述输配网源荷储资源系统，建立资源统筹规划模型；

基于所述资源统筹规划模型参数权重，提出参数的自适应更新方法并获得输出数值；

基于所述输出数值更新资源统筹规划模型，获取最终统筹规划模型。

作为本发明所述的输配网协同的源荷储资源统筹规划方法的一种优选方案，其中：所述输配网源荷储资源系统包括，

根据冷、热、电、气多能流系统动态特性差异和相互耦合关系，分析冷、热、电、气量测精度差异和模型参数准确性的差异，建立模型驱动和数据驱动相结合的方法评估综合能源系统的运行态势和可行域分析方法，获取多能流动态时间常数差异及高比例可再生能源的不确定性；

根据工商业用户互动特性和多能互补弹性，分析计及多重随机场景的日前计划决策方法；

根据多能流调度响应差异性和多元用户用能需求的多样性，分析计及预测误差的日内鲁棒滚动调度方法；

根据多能流安全需求差异性和综合供能可靠性，分析兼顾安全和效率的实时校正方法。

作为本发明所述的输配网协同的源荷储资源统筹规划方法的一种优选方案，其中：所述资源统筹规划模型包括，

P

ifρ

P

ifρ

P

ifρ

P

ifρ

其中，P

当ρ

作为本发明所述的输配网协同的源荷储资源统筹规划方法的一种优选方案，其中：所述资源统筹规划模型还包括，

W

W

其中，ρ

作为本发明所述的输配网协同的源荷储资源统筹规划方法的一种优选方案，其中：所述皮尔逊系数包括，

其中，R表示皮尔逊相关系数，x

作为本发明所述的输配网协同的源荷储资源统筹规划方法的一种优选方案，其中：所述自适应更新方法包括，

具体表现如下：

其中，

作为本发明所述的输配网协同的源荷储资源统筹规划方法的一种优选方案，其中：所述最终统筹规划模型包括，

所述煤炭自备电厂采用减少发电出力至小于发电基准方式；

所述负荷侧资源通过增加用煤炭自备电厂发电或减少发电出力方式，促进能源消纳；

所述储能设施，在输配网负荷低谷、弃风、弃光时段储存煤炭自备电厂发电，并根据所需时段释放煤炭自备电厂发电，从而进行调峰。

一种输配网协同的源荷储资源统筹规划系统，其特征在于：所述包括系统构建模块、模型建立模块、自适应更新模块以及统筹规划模块，

系统构建模块，所述系统构建模块用于基于输配网源协同荷储各环节能源形式与设备组成，建立输配网源荷储资源系统；

模型建立模块，所述模型建立模块用于基于输配网源协同荷储各环节资源特性与各环节资源互偶关系，结合所述输配网源荷储资源系统，建立资源统筹规划模型；

自适应更新模块，所述自适应更新模块用于基于所述资源统筹规划模型参数权重，提出参数的自适应更新方法并获得输出数值；

统筹规划模块，所述统筹规划模块用于基于所述输出数值更新资源统筹规划模型，获取最终统筹规划模型。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。

本发明的有益效果：本发明提出一种输配网协同的源荷储资源统筹规划方法及系统，通过建立源荷储各环节的综合能源系统运行模块，通过考虑冷、热、电、气多能流系统动态特性差异和相互耦合关系，考虑冷、热、电、气量测精度差异和模型参数准确性的差异建立风险评估指标体系和风险模型，实现各智能体间的协调互动，形成多能源综合配用电系统的分层分布调度结构，协同输配网的各项资源。

通过源荷储参与市场机制、煤炭自备电厂参与市场机制、负荷侧资源参与市场机制、储能设施参与市场机制的相互作用下，通过储能系统作为综合能源系统重要的组成部分，配置灵活，传输便捷，实现了储能设备和综合能源系统间的能量互动，增强了系统运行的稳定性，可缓解供电压力和过高的负荷波动，维持系统供用电平衡，而且通过不同的市场参与机制激发了源荷储主体对参与市场的积极性，有利于建立完善的市场参与机制，具有方便完善市场参与机制的优点。

通过建立安全多元能源供给系统、发展可再生能源、风力发电、水力发电和光伏发电的相互作用下，通过利用源网荷储一体化和风光水火互补开发模式，并且建成水电项目推进小水电绿色转型，促进流域生态恢复，增强与电网的友好互动，实现源、网、荷、储的深度协同，探索煤炭自备电厂发电能源服务的新型商业运营模式，提高能源综合利用效率，实现资源优势和技术优势相结合，促进了地区能源可持续性，以输配网综合成本最小和分布式新能源安装容量的结果，达到输配网系统的源荷储资源最优化利用，提高了输配网运行的灵活可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明一个实施例提供的一种输配网协同的源荷储资源统筹规划方法及系统的方法流程图；

图2为本发明一个实施例提供的一种输配网协同的源荷储资源统筹规划方法及系统的计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

参照图1-2，为本发明的第一个实施例，该实施例提供了一种输配网协同的源荷储资源统筹规划方法及系统，包括：

步骤102，基于输配网源协同荷储各环节能源形式与设备组成，建立输配网源荷储资源系统；

其中，所述输配网源荷储资源系统包括，根据冷、热、电、气多能流系统动态特性差异和相互耦合关系，分析冷、热、电、气量测精度差异和模型参数准确性的差异，建立模型驱动和数据驱动相结合的方法评估综合能源系统的运行态势和可行域分析方法，获取多能流动态时间常数差异及高比例可再生能源的不确定性；

更进一步的，根据工商业用户互动特性和多能互补弹性，分析计及多重随机场景的日前计划决策方法；

更进一步的，根据多能流调度响应差异性和多元用户用能需求的多样性，分析计及预测误差的日内鲁棒滚动调度方法；

更进一步的，根据多能流安全需求差异性和综合供能可靠性，分析兼顾安全和效率的实时校正方法

步骤104，基于输配网源协同荷储各环节资源特性与各环节资源互偶关系，结合所述输配网源荷储资源系统，建立资源统筹规划模型；

应说明的是，所述资源统筹规划模型包括，

P

ifρ

P

ifρ

P

ifρ

P

ifρ

其中，P

当

更进一步的，即当第N个月所有时间的煤炭自备电厂发电和负荷侧资源之间的皮尔逊系数为正数，且第N个月的所有时间的煤炭自备电厂发电和储能设施之间的皮尔逊系数为负数或零时，M天内时间段的煤炭自备电厂发电和负荷侧资源之间的皮尔逊系数大于第N个月的电量负荷侧资源负荷有关的相关阈值参数，M天内时间段的煤炭自备电厂发电和储能设施之间的皮尔逊系数大于第N个月的电量储能设施负荷有关的相关阈值参数，N取值为1-12，M取值为30-365；

更进一步的，当第N个月所有时间的煤炭自备电厂发电和负荷侧资源之间的皮尔逊系数与第N个月的所有时间的煤炭自备电厂发电和储能设施之间的皮尔逊系数均为正数，M天内时间段的煤炭自备电厂发电和负荷侧资源之间的皮尔逊系数大于第N个月的电量负荷侧资源负荷有关的相关阈值参数，M天内时间段的煤炭自备电厂发电和储能设施之间的皮尔逊系数小于第N个月的电量储能设施负荷有关的相关阈值参数。

更进一步的，所述综合能源系统运行模型还包括，当第N个月所有时间的煤炭自备电厂发电和负荷侧资源之间的皮尔逊系数与第N个月的所有时间的煤炭自备电厂发电和储能设施之间的皮尔逊系数均为负数或零时，M天内时间段的煤炭自备电厂发电和负荷侧资源之间的皮尔逊系数大于第N个月的电量负荷侧资源负荷有关的相关阈值参数，M天内时间段的煤炭自备电厂发电和储能设施之间的皮尔逊系数大于第N个月的电量储能设施负荷有关的相关阈值参数；

应说明的是，当第N个月所有时间的煤炭自备电厂发电和负荷侧资源之间的皮尔逊系数与第N个月的所有时间的煤炭自备电厂发电和储能设施之间的皮尔逊系数均为负数或零时，M天内时间段的煤炭自备电厂发电和负荷侧资源之间的皮尔逊系数小于第N个月的电量负荷侧资源负荷有关的相关阈值参数，M天内时间段的煤炭自备电厂发电和储能设施之间的皮尔逊系数大于第N个月的电量储能设施负荷有关的相关阈值参数。

应说明的是，所述资源统筹规划模型还包括，

W

W

其中，

步骤106，基于所述资源统筹规划模型参数权重，提出参数的自适应更新方法并获得输出数值；

更进一步的，所述自适应更新方法包括，

具体表现如下：

其中，

步骤108，基于所述输出数值更新资源统筹规划模型，获取最终统筹规划模型。

其中，所述储能基地源荷储统一调配包括，煤炭自备电厂、负荷侧资源和储能设施参与市场机制。

更进一步的，所述储能基地源荷储统一调配还包括，所述煤炭自备电厂采用减少发电出力至小于发电基准方式；

更进一步的，所述负荷侧资源通过增加用煤炭自备电厂发电或减少发电出力方式，促进能源消纳；

更进一步的，所述储能设施，在输配网负荷低谷、弃风、弃光时段储存煤炭自备电厂发电，并根据所需时段释放煤炭自备电厂发电，从而进行调峰。

应说明的是，通过建立储能基地对局域电网实现统一管控、居中调度，以“风光火储”互补发电模式，搭建新能源全额消纳的智慧平台，利用火电、储能系统实现深度调峰。

应说明的是，所述煤炭自备电厂参与市场机制针对燃煤自备电厂靠近终端负荷、输配环节少、对需求响应迅速、管理效率高等优点，减少发电出力至小于发电基准(自用负荷)的方式。

应说明的是，所述负荷侧资源参与市场机制通过可调节负荷资源主体在电网负荷低谷、新能源消纳困难及电网调整困难时段，增加用煤炭自备电厂发电或减少发电出力方式，促进清洁能源优先消纳。

应说明的是，所述储能设施参与市场机制通过化学或物理方法，在电网负荷低谷或弃风、弃光时段储存煤炭自备电厂发电，在需要时段释放煤炭自备电厂发电，从而提供调峰服务，参加煤炭自备电厂发电辅助服务市场

应说明的是，在消纳条件好、发展潜力大、渗透率高的地区，推进以可再生能源为主、分布式电源多元互补、与储能、氢能等深入融合、无需大电网调峰支撑的新能源电网，大规模发展光伏发电、风电，综合考虑资源禀赋、生态环境承载力、电网消纳特点，利用源网荷储一体化和风光水火互补开发模式，并且建成水电项目。

一种输配网协同的源荷储资源统筹规划系统，其特征在于：所述包括系统构建模块、模型建立模块、自适应更新模块以及统筹规划模块，

系统构建模块，所述系统构建模块用于基于输配网源协同荷储各环节能源形式与设备组成，建立输配网源荷储资源系统；

模型建立模块，所述模型建立模块用于基于输配网源协同荷储各环节资源特性与各环节资源互偶关系，结合所述输配网源荷储资源系统，建立资源统筹规划模型；

自适应更新模块，所述自适应更新模块用于基于所述资源统筹规划模型参数权重，提出参数的自适应更新方法并获得输出数值；

统筹规划模块，所述统筹规划模块用于基于所述输出数值更新资源统筹规划模型，获取最终统筹规划模型。

上述各单元模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图2所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种输配网协同的源荷储资源统筹规划方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

基于输配网源协同荷储各环节能源形式与设备组成，建立输配网源荷储资源系统；

基于输配网源协同荷储各环节资源特性与各环节资源互偶关系，结合所述输配网源荷储资源系统，建立资源统筹规划模型；

基于所述资源统筹规划模型参数权重，提出参数的自适应更新方法并获得输出数值；

基于所述输出数值更新资源统筹规划模型，获取最终统筹规划模型。

实施例2

参照图1-2，为本发明的一个实施例，提供了一种输配网协同的源荷储资源统筹规划方法及系统，为了验证本发明的有益效果，通过对比实验进行科学论证。

表1传统技术手段与本发明申请的区别特征

表2资源统筹规划结果

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。