一种考虑合约交易的园区能源互联网运营策略的制作方法

1.本发明涉及一种用于电力市场能源管理领域的考虑合约交易的园区能源互联网运营策略。


背景技术：

2.目前，园区能源互联网在工业园区、办公园区等范围内实现了冷/热/电多种能源的梯级利用和协调运行，可实现更高的能效和可再生能源的接纳能力，为用户提供更加清洁廉价的能源。
3.随着电力市场化的不断推进，园区能源互联网作为增量配电网的一种形式，它的投资、运行和管理都受到众多不确定市场因素的威胁，将从目前固定电价向参与电力市场竞价的运营模式转变。园区能源互联网需要在电力市场、天然气市场与电网目录电价中确定最优购电策略，在零售市场针对冷/热/电等多种能源制定运营策略，对内部分布式电源制定最优调度计划，引导用户需求侧响应，从而最大化自身收益率，降低资本回收周期，平抑风险。
4.因此，在电力市场逐步开放的背景下，开展园区能源互联网的合约交易和运营策略研究有助于提高其经营效益，降低市场风险，从而助力国网公司的能源互联网建设。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种考虑合约交易的园区能源互联网运营策略，用以在批发市场中确定购买的最优合约电量，并在零售市场中确定了多种能源的最优零售价格；针对零售价格，价格弹性矩阵被用来仿真用户自发进行的用能转移；针对电价、负荷需求的不确定性，随机优化和分布鲁棒优化两种方法被用于了模型求解，并分别应用了条件风险价值和最差条件风险价值用于风险管理。
6.实现上述目的的一种技术方案是：一种考虑合约交易的园区能源互联网运营策略，其特征在于，包括园区能源互联网建模模块、概率分布不确定性仿真模块、价格弹性模块、中长期竞价策略模块和风险管理模块；
7.园区能源互联网建模模块考虑园区向内部用户提供电力、制热和制冷的能源形式，模块将园区能源互联网对外通过配电网向电网公司购买电力和通过燃气管道向燃气公司购买天然气作为初始能量来源，将园区利用电制热、电制冷、燃气锅炉实现电能、冷和热能的源形式转换，以及园区内部蓄电池、冰蓄冷和储热对能量波动的平抑加入能源计算；
8.概率分布不确定性仿真模块应用混合分布来描述概率分布的不确定性，该模块同时应用场景树方法描述随机变量的取值不确定性，生成大量场景模拟随机变量的可能取值；
9.价格弹性模块用以描述了用户负荷随价格波动的变化程度；
10.中长期竞价策略模块用以确定各合约、各报价区间的交易电量和购电成本；
11.风险管理模块通过鲁棒分布优化算法实现对园区竞价策略的求解，通过最差条件
风险价值指标评估园区能源互联网在最差概率分布情况下的极端场景下的期望收益，通过对其的优化保证园区在极端条件下的收益情况，抑制超额损失。
12.本发明的一种考虑合约交易的园区能源互联网运营策略，通过数学优化方法在批发市场中确定签订的最优合约电量，确定在现货市场根据现货电价购买的电能。该策略在零售市场中确定了多种能源的最优零售价格，考虑了用户根据能源零售价格自发进行的用能削减和转移。该策略可模拟现货市场中电价、负荷需求等因素的不确定性，并应用了条件风险价值和最差条件风险价值用于风险管理，保证园区在最差情况下的收益不会过低。
附图说明
13.图1为本发明的涉及的园区能源互联网在实施例中的构成架构示意图；
14.图2为园区能源互联网市场架构示意图。
具体实施方式
15.为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例进行详细地说明：
16.本发明的一种考虑合约交易的园区能源互联网运营策略，包含了园区能源互联网建模模块、概率分布不确定性仿真模块、价格弹性模块、中长期竞价策略模块和风险管理模块。
17.园区能源互联网建模模块考虑园区向内部用户提供电力、制热和制冷等多种能源形式。该模块从内部设备结构和市场架构对园区能源互联网进行数字化建模。模块考虑了园区能源互联网对外通过配电网向电网公司购买电力和通过燃气管道向燃气公司购买天然气作为初始能量来源；考虑了园区利用电制热、电制冷、燃气锅炉等装置实现电能、冷和热等多种能源形式转换；考虑了园区内部蓄电池、冰蓄冷和储热等装置对能量波动的平抑作用。该模块对市场架构建模方面，考虑了园区能源互联网在批发市场中购买能源，并组织零售市场向本地用户出售电量的交易模式；考虑了园区与发电集团签订双边合约的机制，考虑了剩余用电需求通过参与日前和实时市场交易获得的机制；考虑了园区根据政府定价向燃气公司购买的机制；考虑了园区能源互联网零售市场中每隔一段时间向用户公布各种能源的零售价格的运营机制；考虑了分时电价和固定电价两种电价模式。
18.概率分布不确定性仿真模块考虑到部分随机变量由于预测时间尺度过长，具有高度不确定性，当随机变量的概率分布函数是难以准确估计时，应用混合分布来描述概率分布的不确定性。该模块同时应用场景树方法描述随机变量的取值不确定性，生成大量场景模拟随机变量的可能取值。
19.价格弹性模块考虑了用户对价格的敏感性，用户根据能源零售价格对用能计划的调整，描述了用户负荷随价格波动的变化程度。该模块考虑了用户针对能源零售价格对负荷的削减或增加，也考虑了用户在各个时间段和多种能源形式之间的用能转移效应。
20.中长期竞价策略模块考虑了对发电集团合约阶梯报价曲线的分析，确定各合约、各报价区间的交易电量和购电成本；考虑了现货市场电价中的最优购电和售电电量的确定；考虑了园区内部电、冷和热三种能量的能量平衡关系，各设备的运行特性约束；考虑了用户用能成本与预期成本的偏差程度，实现对用户满意程度的评估。
21.风险管理模块通过鲁棒分布优化算法实现对园区竞价策略的求解，仅利用随机变量概率分布的部分信息，实现对决策目标的优化；该模块通过最差条件风险价值指标评估园区能源互联网在最差概率分布情况下的极端场景下的期望收益，通过对其的优化保证园区在极端条件下的收益情况，抑制超额损失。
22.实施例：
23.如图1所示，本发明可考虑电、冷、热等多种能源，考虑了与上级电网、燃气公司的市场交易，考虑了本地电制冷、燃气锅炉等设备的运行特性，考虑了蓄电池等多种储能设备，满足用户电、冷、热等多种能源需求。
24.如图2所示，园区能源互联网在电力市场环境中作为中间代理，对外参与批发市场，通过签署双边合约交易和现货市场购电获得电能。对内，通过制定能源零售价格出售能源给园区内部用户。本发明考虑了节点电价、分时电价和固定电价等多种电价机制。
25.本发明的技术路线中园区能源互联网竞价策略建立在随机信息不确定性建模和风险管理指标体系的基础上，通过在竞价策略中综合考虑不确定性和风险指标，提高园区期望收益，管理园区在极端情况下的损失。
26.本发明可以读取园区能源互联网在批发市场中可选的双边合约的阶梯竞价曲线，并确定对各个合约的最优购电量。根据计算本周建议签订总量19mw的双边合约。其中，三个可选合约分别签订了5.5mw,10.5mw和3mw。确定的电价如下表所示:
[0027][0028][0029]
本发明考虑了能源零售价格发布后，用户能源需求相较于预测值的调整，用户自发削减或转移了部分高价时刻的用能需求到低价时刻或者其他能源。
[0030]
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。