需求响应申报优化方法、相关装置及计算机存储介质与流程

本发明涉及能源系统优化，特别涉及一种需求响应申报优化方法、相关装置及计算机存储介质。

背景技术：

1、在“双碳”目标指引下，光储直柔产业园作为融合分布式光伏、储能、电动汽车及柔性生产设备的新型用能载体，已成为支撑新型电力系统建设的重要形态。园区通过聚合内部可调资源参与电网需求响应，既能辅助电网削峰填谷，也可获取相应经济收益，具有广阔的工程应用前景。

2、当前园区需求响应申报技术中，日前申报方案多依赖于光伏出力预测与负荷预测开展静态优化。然而，现有方法普遍存在以下缺陷：其一，不确定性建模维度单一，多数方案仅单独量化光伏出力随机波动，忽略了园区内不可调基础负荷同样存在明显预测偏差，两类偏差同向叠加时会严重压缩实际可调裕量，导致按日前申报容量执行时极易出现响应能力不足，进而触发电网考核违约。其二，鲁棒优化策略缺乏自适应能力，现有鲁棒模型通常采用固定保守系数处理不确定性，无法根据气象预报可信度的变化动态调整安全裕量，在预报精度较高时过度保守而损失收益，在精度较低时又因裕量不足而面临违约风险。其三，可调资源建模不完整，储能、电动汽车、空气源热泵及柔性生产设备等多类调节资源未在统一框架下协同量化，园区整体柔性调节潜力难以充分释放，综合收益提升空间受限。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种需求响应申报优化方法、相关装置及计算机存储介质，有效提高产业园需求响应申报的可靠性和资源利用率。

2、本发明第一方面提供了一种需求响应申报优化方法，包括：

3、确定响应日的光伏预测出力、不可调基础负荷预测值以及气象预测可信度信息，并采集产业园内可调资源的运行参数；

4、基于所述光伏预测出力以及所述可调资源的运行参数，确定各响应时段对应的园区可调容量；

5、基于历史时段的光伏预测偏差样本和不可调基础负荷预测偏差样本，构建联合不确定集；其中，所述联合不确定集用于限定响应日光伏预测偏差和不可调基础负荷预测偏差联合的取值范围；

6、根据所述气象预测可信度信息确定鲁棒参数，并基于所述联合不确定集和所述鲁棒参数对所述园区可调容量进行修正，得到各响应时段对应的安全可调容量；

7、基于所述联合不确定集和所述安全可调容量，对需求响应申报容量以及可调资源的调度参数进行优化，得到所述响应日的日前需求响应申报容量以及可调资源日前调度方案。

8、可选的，所述可调资源包括分布式光伏、储能系统、电动汽车、空气源热泵和柔性生产设备；所述基于所述光伏预测出力以及所述可调资源的运行参数，确定各响应时段对应的园区可调容量，包括：

9、基于所述光伏预测出力，分别确定所述分布式光伏在削峰需求响应和填谷需求响应下各响应时段对应的可调功率；

10、基于所述储能系统、所述电动汽车、所述空气源热泵和所述柔性生产设备各自对应的运行参数，分别确定各自在削峰需求响应和填谷需求响应下各响应时段对应的可调功率；

11、分别对各所述可调资源在削峰需求响应下的可调功率以及在填谷需求响应下的可调功率进行汇总，得到各响应时段对应的削峰园区可调容量和填谷园区可调容量。

12、可选的，所述基于历史时段的光伏预测偏差样本和不可调基础负荷预测偏差样本，构建联合不确定集，包括：

13、获取多个历史响应周期中与当前响应时段相对应的光伏预测偏差样本和不可调基础负荷预测偏差样本；

14、基于所述光伏预测偏差样本和所述不可调基础负荷预测偏差样本确定两类预测偏差的联合统计特征；

15、基于所述联合统计特征构建以光伏预测偏差和不可调基础负荷预测偏差为两个扰动维度的椭球联合不确定集。

16、可选的，所述基于所述联合不确定集和所述鲁棒参数对所述园区可调容量进行修正，得到各响应时段对应的安全可调容量，包括：

17、基于所述椭球联合不确定集、所述鲁棒参数和光伏预测偏差波动程度，确定扰动量；

18、基于所述扰动量和所述园区可调容量，确定所述安全可调容量。

19、可选的，所述基于所述联合不确定集和所述安全可调容量，对需求响应申报容量以及可调资源的调度参数进行优化，得到所述响应日的日前需求响应申报容量以及可调资源日前调度方案，包括：

20、基于产业园需求响应前后的功率变化量，确定需求响应收益和碳资产收益，并基于所述需求响应收益和所述碳资产收益确定综合收益；

21、在所述椭球联合不确定集限定的扰动范围内，确定光伏预测偏差和不可调基础负荷预测偏差对应的综合收益，并确定所述综合收益的最小值；

22、基于所述安全可调容量、需求响应申报容量和所述可调资源的调度参数，对所述综合收益的最小值进行优化，得到日前需求响应申报容量以及所述可调资源日前调度方案。

23、可选的，所述基于所述联合不确定集和所述安全可调容量，对需求响应申报容量以及可调资源的调度参数进行优化，得到所述响应日的日前需求响应申报容量以及可调资源日前调度方案之后，还包括：

24、在响应日获取当前响应时段的光伏实际出力和不可调基础负荷实际值；

25、根据所述光伏实际出力相对于所述光伏预测出力的偏差以及所述不可调基础负荷实际值相对于所述不可调基础负荷预测值的偏差，确定当前响应时段对应的实时功率偏差；

26、基于所述实时功率偏差判断日前调度方案对应的功率变化是否满足日前需求响应申报容量；

27、若日前调度方案对应的功率变化不满足日前需求响应申报容量，在保持所述可调资源对应运行约束的条件下调整所述可调资源的功率分配，使调整后的功率变化满足所述日前需求响应申报容量。

28、可选的，所述需求响应申报优化方法，还包括：

29、在接收到实时需求响应指令时，获取当前响应时段之前的多个连续短时段对应的光伏实测出力；

30、基于所述光伏实测出力确定当前响应时段对应的光伏短时波动程度，并根据所述光伏短时波动程度确定动态短时鲁棒参数；

31、确定当前具备响应能力的可调资源对应的实时可调容量，并基于所述动态短时鲁棒参数对所述实时可调容量进行修正，得到实时安全可申报容量；

32、以所述实时安全可申报容量为容量约束，对实时需求响应申报容量进行优化，得到实时需求响应申报容量，并根据所述实时需求响应申报容量调整所述可调资源的功率分配。

33、本发明第二方面提供了一种需求响应申报优化装置，包括：

34、数据获取模块，用于确定响应日的光伏预测出力、不可调基础负荷预测值以及气象预测可信度信息，并采集产业园内可调资源的运行参数；

35、可调容量确定模块，用于基于所述光伏预测出力以及所述可调资源的运行参数，确定各响应时段对应的园区可调容量；

36、联合不确定集构建模块，用于基于历史时段的光伏预测偏差样本和不可调基础负荷预测偏差样本，构建联合不确定集；其中，所述联合不确定集用于限定响应日光伏预测偏差和不可调基础负荷预测偏差联合的取值范围；

37、鲁棒修正模块，用于根据所述气象预测可信度信息确定鲁棒参数，并基于所述联合不确定集和所述鲁棒参数对所述园区可调容量进行修正，得到各响应时段对应的安全可调容量；

38、申报优化模块，用于基于所述联合不确定集和所述安全可调容量，对需求响应申报容量以及可调资源的调度参数进行优化，得到所述响应日的日前需求响应申报容量以及可调资源日前调度方案。

39、可选的，所述可调资源包括分布式光伏、储能系统、电动汽车、空气源热泵和柔性生产设备；所述可调容量确定模块，包括：

40、第一可调功率确定模块，用于基于所述光伏预测出力，分别确定所述分布式光伏在削峰需求响应和填谷需求响应下各响应时段对应的可调功率；

41、第二可调功率确定模块，用于基于所述储能系统、所述电动汽车、所述空气源热泵和所述柔性生产设备各自对应的运行参数，分别确定各自在削峰需求响应和填谷需求响应下各响应时段对应的可调功率；

42、汇总模块，用于分别对各所述可调资源在削峰需求响应下的可调功率以及在填谷需求响应下的可调功率进行汇总，得到各响应时段对应的削峰园区可调容量和填谷园区可调容量。

43、可选的，所述联合不确定集构建模块，包括：

44、预测偏差样本获取模块，用于获取多个历史响应周期中与当前响应时段相对应的光伏预测偏差样本和不可调基础负荷预测偏差样本；

45、联合统计特征确定模块，用于基于所述光伏预测偏差样本和所述不可调基础负荷预测偏差样本确定两类预测偏差的联合统计特征；

46、椭球联合不确定集构建模块，用于基于所述联合统计特征构建以光伏预测偏差和不可调基础负荷预测偏差为两个扰动维度的椭球联合不确定集。

47、可选的，所述鲁棒修正模块，包括：

48、扰动量确定模块，用于基于所述椭球联合不确定集、所述鲁棒参数和光伏预测偏差波动程度，确定扰动量；

49、安全可调容量确定模块，用于基于所述扰动量和所述园区可调容量，确定所述安全可调容量。

50、可选的，所述申报优化模块，包括：

51、综合收益确定模块，用于基于产业园需求响应前后的功率变化量，确定需求响应收益和碳资产收益，并基于所述需求响应收益和所述碳资产收益确定综合收益；

52、综合收益的最小值确定模块，用于在所述椭球联合不确定集限定的扰动范围内，确定光伏预测偏差和不可调基础负荷预测偏差对应的综合收益，并确定所述综合收益的最小值；

53、优化模块，用于基于所述安全可调容量、需求响应申报容量和所述可调资源的调度参数，对所述综合收益的最小值进行优化，得到日前需求响应申报容量以及所述可调资源日前调度方案。

54、可选的，所述的需求响应申报优化装置，还包括：

55、实际值获取模块，用于在响应日获取当前响应时段的光伏实际出力和不可调基础负荷实际值；

56、实时功率偏差确定模块，用于根据所述光伏实际出力相对于所述光伏预测出力的偏差以及所述不可调基础负荷实际值相对于所述不可调基础负荷预测值的偏差，确定当前响应时段对应的实时功率偏差；

57、判断模块，用于基于所述实时功率偏差判断日前调度方案对应的功率变化是否满足日前需求响应申报容量；

58、调整模块，用于若日前调度方案对应的功率变化不满足日前需求响应申报容量，在保持所述可调资源对应运行约束的条件下调整所述可调资源的功率分配，使调整后的功率变化满足所述日前需求响应申报容量。

59、可选的，所述的需求响应申报优化装置，还包括：

60、接收模块，用于在接收到实时需求响应指令时，获取当前响应时段之前的多个连续短时段对应的光伏实测出力；

61、动态短时鲁棒参数确定模块，用于基于所述光伏实测出力确定当前响应时段对应的光伏短时波动程度，并根据所述光伏短时波动程度确定动态短时鲁棒参数；

62、实时安全可申报容量确定模块，用于确定当前具备响应能力的可调资源对应的实时可调容量，并基于所述动态短时鲁棒参数对所述实时可调容量进行修正，得到实时安全可申报容量；

63、优化调整模块，用于以所述实时安全可申报容量为容量约束，对实时需求响应申报容量进行优化，得到实时需求响应申报容量，并根据所述实时需求响应申报容量调整所述可调资源的功率分配。

64、本发明第三方面提供了一种电子设备，包括：

65、一个或多个处理器；

66、存储装置，其上存储有一个或多个程序；

67、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面任意一项所述的需求响应申报优化方法。

68、本发明第四方面提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面任意一项所述的需求响应申报优化方法。

69、由以上方案可知，本发明提供一种需求响应申报优化方法、相关装置及计算机存储介质，通过确定响应日的光伏预测出力、不可调基础负荷预测值及气象预测可信度信息，并基于光伏预测出力以及可调资源的运行参数，确定各响应时段对应的园区可调容量，使需求响应申报建立在园区实际资源调节能力基础上；进一步利用历史光伏预测偏差样本和不可调基础负荷预测偏差样本构建联合不确定集，将响应日可能出现的两类预测偏差纳入同一扰动范围，由此避免仅考虑单一光伏波动而低估园区实际功率偏差。在此基础上，根据气象预测可信度确定鲁棒参数，并利用联合不确定集和鲁棒参数对园区可调容量进行修正，使预测可信度较低时能够增加对预测扰动的防御程度，预测可信度较高时减少不必要的容量保留，从而得到与响应日预测条件相匹配的安全可调容量。最后以该安全可调容量和联合不确定集约束需求响应申报容量及可调资源调度参数，使得到的日前申报容量能够同时考虑光伏与不可调基础负荷的预测扰动，在降低实际可调能力不足导致的响应违约风险的同时，减少固定保守裕量造成的可调能力浪费，提高产业园需求响应申报的可靠性和资源利用率。