一種適用于電改的微電網經濟運營優化方法和系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種適用于電改的微電網經濟運營優化方法和系統，包括獲取微電網成本因素和微電網效益因素，分別建立微電網成本因素模型和微電網效益因素模型；確定微電網優化規劃經濟模型；根據建立的微電網成本因素模型和微電網效益因素模型，計算微電網優化規劃經濟模型。因此，所述的一種適用于電改的微電網經濟運營優化方法和系統能夠解決目前微電網運營模式沒有考慮配電網多源、多用戶能量交換、政府補貼及激勵政策等方面帶來的成本及收益的問題。
【專利說明】
-種適用于電改的微電網經濟運營優化方法和系統
技術領域
[0001] 本發明設及電力技術領域，特別是指一種適用于電改的微電網經濟運營優化方法 和系統。
【背景技術】
[0002] 由微電網的技術經濟特性可知，當微電網作為外部大電網的一部分時，其具有一 定的可控性，既可W獨立運行滿足用戶的用電需求，又可W迅速地為輸配電網供應電力，保 證外部大電網的供電可靠性。微電網有效運營的前提是相關主體之間成本和收益分配的合 理性，因此從整體的角度識別并科學計量微電網的成本和效益，有利于微電網的可持續發 展。
[0003] -般情況下，微電網系統包括靠近消費者的分布式發電設備、自產自銷者、可控負 荷、響應性需求的綜合能源系統。微電網的能量交換可分為內部能量交換和外部能量交換， 并各自對應著相應的經濟關系。內部能量交換，即微電網系統的電力生產W及所覆蓋用戶 的電力消費。外部能量交換，即微電網向外部電網輸送電力或者購買電力。運兩種能量交換 下，需要充分考慮微電網所產生的成本和效益，W便于制定合理的成本和效益分攤機制，保 證各相關主體成本和效益的合理性。
[0004] 由國內外有關微電網的研究可知，微電網所產生的各種影響已經從技術和經濟兩 方面得到了認知和計量。但是對于微電網（主要為分布式電源所發電力）的電價機制尚未明 確，當前的一些電價機制僅考慮了由于微電網并網引起的附加成本，并將運些成本反映為 電網的連接費用，尚未考慮微電網所能夠帶來的正向經濟影響。根據微電網能量交換的方 式，微電網的相關運營主體包括發電企業、電網公司、終端用戶與社會，從正向和負向兩個 方面，分析微電網對不同主體的經濟影響。
[0005] 由微電網運營所帶來的正向經濟影響分析可知，某一項效益可能設及到一個(如 電網公司）或多個主體(如電網公司和終端用戶）。舉例來說，分布式發電所降低的損耗有利 于電網公司實現地方政府規定的電網效率和節能減排目標。
[0006] 另一方面，網損成本的減少將反映到終端用戶的購電電價中，使其支付的電費減 少。此外，損耗降低也意味著減少對環境造成的影響，使整個社會從中受益。從另一方面看， 微電網在運營過程中也會帶來一些負向的經濟影響，主要原因是微電網中分布式電源的間 歇性出力造成的。微電網中的發電機組主要由分布式電源組成(尤其對于風電、光伏發電等 間歇性不可控電力），由于分布式電源發電的間歇性，會造成電能的間歇性變化，此時若將 微電網接入外部配電網中，會由于電能的不穩定性，造成外部配電網的額外的運營管理成 本，具體的負向經濟影響主要包括:分布式電源間歇性出力造成配電網的額外損失(增加電 網公司的成本）；分布式電源間歇性出力造成電壓不穩定(增加電網公司的成本）；分布式電 源叫歇性出力造成配電/電網的升級改造（由于熱值限制；電壓限制；短路限制等情況）；分 布式電源間歇性出力造成額外的電能平衡成本和輔助服務成本等(尤其對于風電、光電等 間歇性不可控電力）。
[0007] 綜上，傳統的微電網運營模式僅僅考慮了用戶與電網能量交換的經濟運營模式， 沒有考慮基于電力體制改革和電網傳輸的多用戶主體間能量交換的運營模式。
【發明內容】
[0008] 有鑒于此，本發明的目的在于提出一種適用于電改的微電網經濟運營優化方法和 系統，能夠解決目前微電網運營模式沒有考慮配電網多源、多用戶能量交換、政府補貼及激 勵政策等方面帶來的成本及收益的問題。
[0009] 基于上述目的本發明提供適用于電改的微電網經濟運營優化方法，包括步驟：
[0010] 獲取微電網成本因素和微電網效益因素，分別建立微電網成本因素模型和微電網 效益因素模型；
[0011] 確定微電網優化規劃經濟模型；
[0012] 根據建立的微電網成本因素模型和微電網效益因素模型，計算微電網優化規劃經 濟模型。
[0013] 在一些實施例中，所述微電網成本因素包括等年值設備投資總費用ai;安裝、運行 維護費用曰2;燃料費用曰3;廢棄后拆卸、治污費用曰4;排污懲罰費用a日;停電賠償費用曰6;備用 容量費日7^及過網費曰8;
[0014] 所述微電網效益因素包括售電效益bl;政府補貼效益b2;節能效益b3;降低損耗效 益b4;碳貿易效益bs;可靠性效益b6;減緩電網投資效益b7;參與電網輔助服務收益bs。
[0015] 在一些實施例中，所述微電網優化規劃經濟模型公式如下：
[0016] (bi+b2+b3+b4+b已+bs+by+bs-曰廣曰2-曰3-曰4-曰已-曰6-曰廣曰S) X 年數。
[0017] 在一些實施例中，所述等年值設備投資總費用ai的模型為：
[001 引
[0019] 式中Cgpi-一等年值設備投資費用；Ctgpi-一等年值裝機成本;Csgpi-一等年值二 次設備成本;Ypi-一壽命周期年限;r 一一折現率；
[0020] 安裝、運行維護費用32的模型公式為：
[0021]
[0022] 式中Comi-一安裝、運行維護費用；Pi-一裝機容量;Ku一一安裝單位容量費用； Komi-一設備維護單位容量費用；Cl一一熱啟動費用；Si-一冷啟動費用；Nsuci-一啟停次 數;Ti--冷啟動時間;Toff, i,j--第j次啟動前停運時間；
[0023] 燃料費用曰3的模型公式為：
[0024]
[0025] 式中Cfci-一燃料費用;Mu-一單位電能消耗燃料量;Pu-一單位燃料的價格； Ei--發電量；
[00%]廢棄后拆卸、治污費用曰4為 [0027]
[002引式中Cdi-一拆卸、治污費用;Kdi-一單位裝機容量的拆卸費用;Kpi-一治理單位 裝機容量污染所需費用;Pi-一裝機容量；
[00巧]排污懲罰費用a日的模型公式為：
[0030]
[0031] 式中CEi--排污懲罰費用;m--污染物種類;Ei--發電量;Vk--單位發電量 排放第k種污染物所受罰款。
[0032] 停電賠償費用as的模型公式為：
[0033]
[0034] 式中Cs-一停電賠償費用;m-一微電網與大電網相連的饋線數;Aj-一單位饋線 故障的概率;Lj--饋線的長度;Tj--維修時間；n--負荷種類;Kks--第k種負荷停電 損失費用；APk-一第k種負荷停電量；
[0035] 備用容量費曰7的模型公式為：
[0036] 37 =基本備用容量費=(邊際發電容量成本十邊際輸配電容量成本）X30%;
[0037] 過網費as的模型公式為：
[003引日8二過網費=微電網輸入電量X電價。
[0039] 在一些實施例中，所述售電效益bi的模型公式為：
[0040]
[0041] 式中Psi-一第i種分布式電源的售電電價;Ei-一第巧巾分布式電源的發電量；
[0042] 售電效益bi的模型公式為：
[0043]
[0044] 式電源的售電電價;Ei--第巧巾分布式電源的發電量；
[0045] 為；
[0046]
[0047] 式中m--微電網所含有的可再生能源電源種類;Mc--火電機組生產單位電能 所消耗的煤炭量;Pc-一煤炭價格;Ei-一第i種可再生能源電源的發電量；
[004引降低損耗效益b4的模型公式為：
[0049]
[0050] 式中化Ri-一第i種分布式電源的降低損耗效益;L%-一降損率;Psi-一第i種分 布式電源售電電價;Ei-一第i個分布式電源的發電量；
[0051]碳貿易效益b日的模型公式為：
[0化2]
[0053] 式中Cci一一第i種可再生能源所帶來的碳貿易效益;m-一微電網包含可再生能源 電源種類數;a-一單位煤碳轉換為二氧化碳系數;Ei-一第i種可再生能源電源發電量； Mc一一火電機組生產單位電能所消耗的煤炭量;P-一單位碳交易費用；
[0化4]可靠性效益b6的模型公式為：
[0化5]
[0056] 巧甲Ui--弟1種巧何W W罪巧效益;n--負荷種類;m--微電網與大電網相連 的饋線數;-一單位饋線故障的概率一一饋線的長度;Tj一一維修時間;Kis-一第i種 負荷單位停電損失;Pm-一第j條饋線連接下由分布式能源供給第i種負荷的電量；
[0057] 減緩電網投資效益b7的模型公式為：
[0化引
[0059] 式中LDGi-一第i種分布式電源的負荷，單位為kW; n-一微電網內部的分布式電源 種類;、一一微電網內部分布式電源運行同時率;Ix--微電網接入X電壓等級；
[0060] 參與電網輔助服務收益bs的模型公式為：
[0061] bs =輔助服務費=微電網參與輔助服務電量X輔助服務單位補貼。
[0062] 另外，本發明還提供了一種適用于電改的微電網經濟運營優化系統，包括：
[0063] 微電網成本執行單元，用于獲取微電網成本因素，建立微電網成本因素模型；
[0064] 微電網效益執行單元，用于獲取微電網效益因素，建立微電網效益因素模型；
[0065] 微電網優化執行單元，用于確定微電網優化規劃經濟模型，并根據建立的微電網 成本因素模型和微電網效益因素模型，計算微電網優化規劃經濟模型。
[0066] 在一些實施例中，所述微電網成本因素包括等年值設備投資總費用ai;安裝、運行 維護費用曰2;燃料費用曰3;廢棄后拆卸、治污費用曰4;排污懲罰費用a日;停電賠償費用曰6;備用 容量費日7^及過網費曰8;
[0067] 所述微電網效益因素包括售電效益bi;政府補貼效益b2;節能效益b3;降低損耗效 益b4;碳貿易效益bs;可靠性效益b6;減緩電網投資效益b7;參與電網輔助服務收益bs。
[0068] 在一些實施例中，所述微電網優化規劃經濟模型公式如下：
[0069] (bi+b2+b3+b4+b已+bs+by+bs-曰廣曰2-曰3-曰4-曰已-曰6-曰廣曰S) X 年數。
[0070] 在一些實施例中，所述等年值設備投資總費用ai的模型為：
[0071]
[0072] 式中Cgpi-一等年值設備投資費用；Ctgpi-一等年值裝機成本;Csgpi-一等年值二 次設備成本;Ypi-一壽命周期年限;r 一一折現率；
[0073] 安裝、運行維護費用32的模型公式為：
[0074]
[0075] 式中CoMi--安裝、運行維護費用；Pi-一裝機容量;Kii一一安裝單位容量費用； KoMi--設備維護單位容量費用；Ci--熱啟動費用；Si--冷啟動費用；Nsuci--啟停次 數;Ti--冷啟動時間;Toff, i,j--第j次啟動前停運時間；
[0076] 燃料費用日3的模型公式為：
[0077]
[007引式中CFCi--燃料費用;Mci--單位電能消耗燃料量;Pci--單位燃料的價格； Ei--發電量；
[0079] 廢棄后拆卸、治污費用曰4為
[0080]
[0081] 式中Cdi-一拆卸、治污費用;Kdi-一單位裝機容量的拆卸費用;Kpi-一治理單位 裝機容量污染所需費用;Pi-一裝機容量；
[0082] 排污懲罰費用a日的模型公式為：
[0083]
[0084] 式中Cei-一排污懲罰費用;m-一污染物種類;Ei-一發電量;Vk-一單位發電量 排放第k種污染物所受罰款。
[0085] 停電賠償費用曰6的模型公式為：
[0086]
[0087] 式中Cs-一停電賠償費用;m-一微電網與大電網相連的饋線數;、一一單位饋線 故障的概率;Lj--饋線的長度;Tj--維修時間；n--負荷種類;Kks--第k種負荷停電 損失費用；APk-一第k種負荷停電量；
[008引備用容量費37的模型公式為：
[0089] 37 =基本備用容量費=(邊際發電容量成本十邊際輸配電容量成本）X30%;
[0090] 過網費as的模型公式為：
[0091] 日8二過網費=微電網輸入電量X電價。
[0092] 在一些實施例中，所述售電效益bi的模型公式為：
[0093]
[0094] 式中Psi-一第i種分布式電源的售電電價;Ei-一第巧巾分布式電源的發電量；
[0095] 售電效益bi的模型公式為：
[0096]
[0097] 售電電價;Ei-第巧巾分布式電源的發電量；
[009引
[0099]
[0100] ^生能源電源種類;Mc--火電機組生產單位電能 所消耗f 第i種可再生能源電源的發電量；
[0101]
[0102]
[0103] 9降低損耗效益;L%-降損率;Psi-第i種分 布式電S ,源的發電量；
[0104]
[0105]
[0106] 帶來的碳貿易效益;m-微電網包含可再生能源 電源種： 化碳系數;Ei-一第i種可再生能源電源發電量； Mc-;炭量;P-單位碳交易費用；
[0107]
[010 引
[0109] 式中CRi--第i種負荷的可靠性效益;n--負荷種類;m--微電網與大電網相連 的饋線數;-一單位饋線故障的概率一一饋線的長度;Tj一一維修時間;Kis-一第i種 負荷單位停電損失;Pm-一第j條饋線連接下由分布式能源供給第i種負荷的電量；
[0110] 減緩電網投資效益b7的模型公式為：
[0111]
[0112] 式中LDGi--第i種分布式電源的負荷，單位為kW; n--微電網內部的分布式電源 種類;、一一微電網內部分布式電源運行同時率;Ix-一微電網接入X電壓等級；
[0113] 參與電網輔助服務收益bs的模型公式為：
[0114] bs =輔助服務費=微電網參與輔助服務電量X輔助服務單位補貼。
[0115] 從上面所述可W看出，本發明提供的一種適用于電改的微電網經濟運營優化方法 和系統，獲取微電網成本因素和微電網效益因素，分別建立微電網成本因素模型和微電網 效益因素模型；確定微電網優化規劃經濟模型;根據建立的微電網成本因素模型和微電網 效益因素模型，計算微電網優化規劃經濟模型。從而，本發明能夠對多源微電網的適用性、 電網傳輸的多用戶能量交換W及政策導向等方面進行填補，構建了一種適應于電改的微電 網優化規劃經濟模型。
【附圖說明】
[0116] 圖1為本發明實施例中適用于電改的微電網經濟運營優化方法的流程示意圖；
[0117] 圖2為本發明實施例中適用于電改的微電網經濟運營優化系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0118] 為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，W下結合具體實施例，并參照 附圖，對本發明進一步詳細說明。
[0119] 需要說明的是，本發明實施例中所有使用"第一"和"第二"的表述均是為了區分兩 個相同名稱非相同的實體或者非相同的參量，可見"第一""第二"僅為了表述的方便，不應 理解為對本發明實施例的限定，后續實施例對此不再一一說明。
[0120] 參閱圖1所示，為本發明實施例中適用于電改的微電網經濟運營優化方法的流程 示意圖，所述適用于電改的微電網經濟運營優化方法包括：
[0121] 步驟101，獲取微電網成本因素和微電網效益因素。
[0122] 在實施例中，本發明設及到的微電網成本因素包括等年值設備投資總費用ai;安 裝、運行維護費用曰2;燃料費用曰3;廢棄后拆卸、治污費用曰4;排污懲罰費用a日;停電賠償費用 as;備用容量費日7^及過網費曰8。
[0123] 而本發明微電網的綜合效益評估要考慮其可靠性效益、節能效益、降損效益、環境 效益和延緩輸電網投資的效益等等。在一個優選地實施例中，所述微電網效益因素包括售 電效益bl;政府補貼效益b2;節能效益b3;降低損耗效益b4;碳貿易效益bs;可靠性效益b6;減 緩電網投資效益b7;參與電網輔助服務收益bs。
[0124] 步驟102,分別建立微電網成本因素模型和微電網效益因素模型。
[0125] 作為實施例，針對于微電網成本因素等年值設備投資總費用ai;安裝、運行維護費 用曰2;燃料費用曰3;廢棄后拆卸、治污費用曰4;排污懲罰費用a日;停電賠償費用曰6;備用容量費 日7^及過網費日8。分別建立的模型為：
[0126] 等年值設備投資總費用ai考慮逐年投資成本能夠體現市場運行狀況。分布式能源 投資包含一次、二次設備。
[0127]
[01巧]巧甲Ccpi--導平但巧爸巧貨費用；打CPi--導平值裝機成本；Cscpi--等年值二 次設備成本;Ypi-一壽命周期年限;r 一一折現率。
[0129]安裝、運行維護費用32的模型公式為：
[01301
[0131] 式中Comi-一安裝、運行維護費用；Pi-一裝機容量;Ku一一安裝單位容量費用； Komi-一設備維護單位容量費用；Cl一一熱啟動費用；Si-一冷啟動費用；Nsuci-一啟停次 數;T i--冷啟動時間;Tof f, i, j--第j次啟動前停運時間。
[0132] 優選地，此部分運行維護費用的計算依據為：第一年運行維護費為總投資額的 5 %，W后各年運行維護費W前一年基礎上遞增2 %來計算。
[0133] 燃料費用曰3的模型公式為：
[0134]
[0135] 式中CFCi--燃料費用;Mci--單位電能消耗燃料量;Pci--單位燃料的價格； Ei--發電量。
[0136] 廢棄后拆卸、治污費用34,考慮產品生命周期計算廢棄后的費用。
[0137]
[0138] 式中Cdi-一拆卸、治污費用;Kdi-一單位裝機容量的拆卸費用;Kpi-一治理單位 裝機容量污染所需費用;Pi-一裝機容量。
[0139] 排污懲罰費用a日的橫巧公式為：
[0140
[0141] 式中Cei-一排污懲罰費用;m-一污染物種類;Ei-一發電量;Vk-一單位發電量 排放第k種污染物所受罰款。
[0142] 停電賠償費用as的模型公式為：
[0143]
[0144] 巧甲U--信巧贈償貿用；m--傲電網與大電網相連的饋線數;Aj--單位饋線 故障的概率;Lj--饋線的長度;Tj--維修時間；n--負荷種類;Kks--第k種負荷停電 損失費用；APk--第k種負荷停電量。
[0145] 還有，隨著電力市場改革的逐步推進，微電網側在售電側與電網側的關系將會發 生變化，微電網既是配電網的用戶端，優勢配電網的電源點（內部包含不同類型的分布式電 源）。微電網的電源特性，會使得其隨著電力市場的發展，將會被收取備用容量費，而備用容 量費的收取將會是此部分的考慮的重點。
[0146] 邊際成本制定備用容量費是根據用戶電力的增加而引起的電力企業成本增加來 確定。其成本結構取決于長期邊際成本計算結果，可W根據用戶的不同負荷特性、不同供電 電壓，分別計算各類用戶的供電成本W及合理的固定成本與變動成本之比例。
[0147] 采用長期邊際成本法計算基本備用容量費，在計算過程中需要用到邊際容量成 本，即邊際發電容量成本與邊際輸配電容量成本之和。
[0148] 運樣將有30%的容量成本轉化為基本備用容量費，在基本備用容量費中分攤;其 余將依據電量電費來核算。因此備用容量費37的模型公式為：
[0149] 37 =基本備用容量費=(邊際發電容量成本十邊際輸配電容量成本）X30%
[0150] 另外，微電網作為配電網側的負荷點，當內部分布式電源供應負荷不足W滿足微 網內部用戶需求時，需要向電網側輸入電量，而運部分電量與配套電價乘積，便是所謂的過 網費。因此過網費曰8的模型公式為：
[0151] as =過網費=微電網輸入電量X電價
[0152] 作為另一個實施例，針對于微電網效益因素售電效益bi;政府補貼效益b2;節能效 益b3;降低損耗效益b4;碳貿易效益bs;可靠性效益b6;減緩電網投資效益b7;參與電網輔助服 務收益bs。分別建立的模型為：
[0153] 售電效益bi的模型公式為：
[0154]
[0155] 式中Psi--第i種分布式電源的售電電價瓜--第巧巾分布式電源的發電量。
[0156]《分布式發電管理辦法》明確分布式發電W單位發電量方式獲得補貼，政府補貼效 益b2的模型公式為：
[0157；
[0158] 式中Cbi-一第i種分布式電源的補貼效益；n-一微電網所含分布式電源種類； Pbi--第i種分布式電源的補貼電價瓜一一第i種分布式電源的發電量。
[0159] 還有，微電網中往往采用可再生清潔能源，可W大大減少化石能源的消耗;另一方 面，目前正在大力推廣的熱電聯產，可W通過能源的綜合利用，大大提高能源的利用效率。 運里定義微電網在電能生產環節中的節能效益為:相對常規火電機組，分布式電源供應同 等電能和熱能所節約的化石能源的價值。
[0160] 利用可再生能源發電減少化石能源消耗帶來的費用，W常規火電機組發電消耗煤 炭費用作為參考。節能效益b3的模型公式為：
[0161]
[0162] 式中m-一微電網所含有的可再生能源電源種類;Mc-一火電機組生產單位電能 所消耗的煤炭量;Pc-一煤炭價格;Ei-一第i種可再生能源電源的發電量。
[0163] 由于分布式電源配置在負荷的附近，在送電過程中的電能損耗必然比遠距離輸送 同等容量電能的損耗要小，因此分布式電源的合理配置可W降低輸配電網的損耗。微電網 的降損效益與配電網的網架結構、運行方式、集中式發電的輸電距離、負荷情況及分布式電 源的位置分布、容量等因素密切相關。
[0164] 分布式能源配置于負荷附近減少了集中式遠距離供電在網絡傳輸上的損耗，降低 損耗效益b4的模型公式為：
[01 化]
[0166] 式中化Ri--第i種分布式電源的降低損耗效益;L%-一降損率;Psi-一第i種分 布式電源售電電價;Ei--第i個分布式電源的發電量。
[0167]另外，根據碳排放權交易機制（emissions trading scheme,ETS)企業在規定時間 內碳的排放量低于監管機構分配的量可將剩余的出售給排放水平高的企業來獲得利潤;而 光伏發電、風機發電屬于清潔發展機制（clean development mechanism,CDM)范疇。運里采 用可再生能源電源相對于火電機組發相同電量少排放C02進行交易。碳貿易效益bs的模型 公式為：
[016 引
[0169] 式中Cu-一第i種可再生能源所帶來的碳貿易效益;m-一微電網包含可再生能源 電源種類數;a-一單位煤碳轉換為二氧化碳系數;Ei-一第i種可再生能源電源發電量； Mc一一火電機組生產單位電能所消耗的煤炭量;P-一單位碳交易費用。
[0170] 微電網通過先進的電力電了技術將分布式電源、負荷和儲能裝置集成在一起，既 可W與配電系統并網運行，也可W與配電系統解列后孤島運行。在配電網發生停電時，微電 網可通過孤島運行來保證對本地負荷的供電，從而提高供電可靠性。
[0171] 從社會的角度來看，微電網提高供電可靠性所帶來的效益可用期望停電損失的減 少來衡量。停電損失可W用期望缺供電量乘W電能中斷損失率（interr叩ted energy assessment rate IEAR)RIEAR來計算。電能中斷損失率RIEAR，定義為由于電網供電中斷造 成用戶因得不到單位電量而引起的經濟損失，用W描述某一類或全社會用戶每承受IkW ? h 的電能中斷所遭受的經濟損失。常用的估算RIEAR的方法包括產電比法、平均電價折算倍數 法、用戶損失函數法等。
[0172] 考慮到與大電網相連的輸電線路發生故障時微電網內的分布式能源仍持續向負 荷供電，從而提高了微電網供電可靠性，可靠性效益b6的模型公式為：
[0173]
[0174] 式中CRi--第i種負荷的可靠性效益;n--負荷種類;m--微電網與大電網相連 的饋線數;-一單位饋線故障的概率一一饋線的長度;Tj一一維修時間;Kis-一第i種 負荷單位停電損失;Pm-一第j條饋線連接下由分布式能源供給第i種負荷的電量。
[0175] 由于微電網并網而降低的微電網內部用戶的負荷需求而減緩配電網投資的效益。 微電網的發展能夠對部分的負荷增量進行有效的消化，當某個地區的負荷需求提升時，如 果沒有微電網的運行就需要配電網擴容或者升級改造來滿足用戶的需求，而配電網為滿足 負荷增量需求產生的資金投入，即為減緩電網投資效益，減緩電網投資效益b7的模型公式 為：
[0176]
[0177] 式中LDCi--第i種分布式電源的負荷，單位為kW;n--微電網內部的分布式電源 種類;、一一微電網內部分布式電源運行同時率;Ix-一微電網接入X電壓等級(X:為llOkV， IOkV等電壓等級)單位千瓦投資，單位為萬元/kW。
[0178] 當電力批發市場價格升高或系統可靠性受威脅時，電力用戶接收到供電方發出的 誘導性減少負荷的直接補償通知或者電力價格上升信號后，改變其固有的習慣用電模式， 達到減少或者推移某時段的用電負荷而響應電力供應，從而保障電網穩定，并抑制電價上 升的短期行為。微電網參與了電網輔助服務而獲得的補償，包括需求響應調峰、調頻、備用 補償，可中斷負荷補償等，因此參與電網輔助服務收益b8的模型公式為：
[0179] bs =輔助服務費=微電網參與輔助服務電量X輔助服務單位補貼
[0180] 步驟103，確定微電網優化規劃經濟模型。
[0181] 在實施例中，在微電網成本收益分析過程中，需要充分的考慮影響微電網推廣的 因素，根據科學性、全面性和客觀性的原則分析微電網運行效益，微電網優化規劃經濟模型 公式如下：
[0182] (bi+b2+b3+b4+b已+bs+by+bs-曰廣曰2-曰3-曰4-曰已-曰6-曰廣曰S) X年數
[0183] 步驟104,根據建立的微電網成本因素模型和微電網效益因素模型，計算微電網優 化規劃經濟模型。
[0184] 在該實施例中，可W將采集的獲取微電網成本因素數據和微電網效益因素數據分 別代入微電網成本因素模型和微電網效益因素模型進行計算，然后將各因素模型的結果代 入微電網優化規劃經濟模型中，最后獲得適用于電改的微電網經濟運營優化規劃經濟指 標。
[0185] 需要說明的是，步驟103可W在步驟102之后進行，步驟103也可W在步驟101之后 進行。或者，步驟103可W在步驟101之前進行，也可W在進行步驟101或步驟102的同時執 行。即步驟103的執行不僅限于圖1中所示的順序。
[0186] 在本發明的另一個方面，參閱圖2所示，為本發明實施例中適用于電改的微電網經 濟運營優化系統的結構示意圖。所述適用于電改的微電網經濟運營優化系統包括微電網成 本執行單元201、微電網效益執行單元202 W及微電網優化執行單元203,其中微電網成本執 行單元201、微電網效益執行單元202分別與微電網優化執行單元203相連。具體來說，微電 網成本執行單元201能夠獲取微電網成本因素，建立微電網成本因素模型。而微電網效益執 行單元202能夠獲取微電網效益因素，建立微電網效益因素模型。最后，微電網優化執行單 元203確定微電網優化規劃經濟模型，并根據微電網成本執行單元201和微電網效益執行單 元202，計算微電網優化規劃經濟模型。
[0187] 在一個較佳地實施例中，微電網成本執行單元201 (如圖2中所示)包括微電網成本 因素獲取模塊和微電網成本因素模型計算模塊。
[0188] 其中，微電網成本因素獲取模塊設及到的微電網成本因素包括等年值設備投資總 費用ai;安裝、運行維護費用曰2;燃料費用曰3;廢棄后拆卸、治污費用曰4;排污懲罰費用a日;停電 賠償費用日6;備用容量費日7^及過網費曰8。
[0189] 進一步地，微電網成本因素模型計算模塊是分別確立等年值設備投資總費用ai; 安裝、運行維護費用曰2;燃料費用曰3;廢棄后拆卸、治污費用曰4;排污懲罰費用a日;停電賠償費 用36;備用容量費37?及過網費as的模型公式，然后根據建立的模型公式分別進行計算。其 中，每個微電網成本因素模型公式在上面所述適用于電改的微電網經濟運營優化方法中已 經進行了說明，在此不再重復。
[0190] 在另一個較佳地實施例中，微電網效益執行單元202(如圖2中所示)包括微電網效 益因素獲取模塊和微電網效益因素模型計算模塊。
[0191] 其中，微電網的綜合效益評估要考慮其可靠性效益、節能效益、降損效益、環境效 益和延緩輸電網投資的效益等等。所述微電網效益因素獲取模塊設及到的微電網效益因素 包括售電效益bl;政府補貼效益b2;節能效益b3;降低損耗效益b4;碳貿易效益bs;可靠性效益 b6;減緩電網投資效益b7;參與電網輔助服務收益bs。
[0192] 進一步地，微電網效益因素模型計算模塊是分別確立微電網效益因素包括售電效 益bl ;政府補貼效益b2 ;節能效益b3 ;降低損耗效益b4 ;碳貿易效益bs ;可靠性效益b6 ;減緩電 網投資效益b。參與電網輔助服務收益bs的模型公式，然后根據建立的模型公式分別進行計 算。其中，每個微電網效益因素模型公式在上面所述適用于電改的微電網經濟運營優化方 法中已經進行了說明，在此不再重復。
[0193] 另外，在微電網成本收益分析過程中，微電網優化執行單元203需要充分的考慮影 響微電網推廣的因素，根據科學性、全面性和客觀性的原則分析微電網運行效益，微電網優 化規劃經濟模型公式如下：
[0194] (bi+b2+b3+b4+b已+bs+by+bs-曰廣曰2-曰3-曰4-曰已-曰6-曰廣曰S) X年數
[01M]然后，可W將微電網成本執行單元201、微電網效益執行單元202計算獲得的數據 代入，最后獲得適用于電改的微電網經濟運營優化規劃經濟指標。
[0196] 綜上所述，本發明提供的一種適用于電改的微電網經濟運營優化方法和系統，倉U 造性地確定合理的微電網運營模式，采用公平的費用分攤和收益共享機制，最小化微電網 運營所帶來的負向經濟影響；并且，實現正向經濟影響的最大化，達到主體之間共贏的效 果，最終促進微電網在中國的可持續發展;而且，本發明能夠對不同類型(工業、商業、農村、 海島）多源微電網的適用性、電網傳輸的多用戶能量交換W及"電改9號文"的政策導向等因 素而新形成的微電網運營成本、收益進行補充，包含了微電網工程投資、建設、運營全生命 周期的各種費用，構建了一種適應于電改的微電網優化規劃經濟模型；與此同時，將工程的 投資、建設、運營數據應用于模型中，計算出經濟指標，在項目的設計階段，針對合理預測的 運營數據計算分析得出的經濟可行性略低的項目進行及時調整;此外，該模型能夠對現階 段微電網項目缺失的政策性激勵進行預測、指引，實現微電網項目的經濟性優化;從而，可 W看出本發明具有廣泛、重大的推廣意義;最后，整個所述的適用于電改的微電網經濟運營 優化方法和系統緊湊，易于控制。
[0197] 所屬領域的普通技術人員應當理解：W上任何實施例的討論僅為示例性的，并非 旨在暗示本公開的范圍（包括權利要求)被限于運些例子;在本發明的思路下，W上實施例 或者不同實施例中的技術特征之間也可W進行組合，步驟可W W任意順序實現，并存在如 上所述的本發明的不同方面的許多其它變化，為了簡明它們沒有在細節中提供。
[0198] 另外，為簡化說明和討論，并且為了不會使本發明難W理解，在所提供的附圖中可 W示出或可W不示出與集成電路（IC)忍片和其它部件的公知的電源/接地連接。此外，可W W框圖的形式示出裝置，W便避免使本發明難W理解，并且運也考慮了 W下事實，即關于運 些框圖裝置的實施方式的細節是高度取決于將要實施本發明的平臺的（即，運些細節應當 完全處于本領域技術人員的理解范圍內）。在闡述了具體細節(例如，電路）W描述本發明的 示例性實施例的情況下，對本領域技術人員來說顯而易見的是，可W在沒有運些具體細節 的情況下或者運些具體細節有變化的情況下實施本發明。因此，運些描述應被認為是說明 性的而不是限制性的。
[0199] 盡管已經結合了本發明的具體實施例對本發明進行了描述，但是根據前面的描 述，運些實施例的很多替換、修改和變型對本領域普通技術人員來說將是顯而易見的。例 如，其它存儲器架構(例如，動態RAM(DRAM))可W使用所討論的實施例。
[0200] 本發明的實施例旨在涵蓋落入所附權利要求的寬泛范圍之內的所有運樣的替換、 修改和變型。因此，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何省略、修改、等同替換、改進 等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種適用于電改的微電網經濟運營優化方法，其特征在于，包括步驟： 獲取微電網成本因素和微電網效益因素，分別建立微電網成本因素模型和微電網效益 因素模型； 確定微電網優化規劃經濟模型； 根據建立的微電網成本因素模型和微電網效益因素模型，計算微電網優化規劃經濟模 型。2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述微電網成本因素包括等年值設備投資 總費用a1;安裝、運行維護費用a 2;燃料費用a3;廢棄后拆卸、治污費用iu;排污懲罰費用a5;停 電賠償費用a 6;備用容量費a7以及過網費as; 所述微電網效益因素包括售電效益b1;政府補貼效益b2;節能效益b3;降低損耗效益b 4; 碳貿易效益b5;可靠性效益b6;減緩電網投資效益b7;參與電網輔助服務收益b8。3. 根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述微電網優化規劃經濟模型公式如下： (bi+b2+b3+b4+b5+b6+b7+b8-ai_a2-a3-a4-a5-a6-a7-a8) X 年數。4. 根據權利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述等年值設備投資總費用&1的模型 為：式中Ccpi-一等年值設備投資費用;Ctcpi-一等年值裝機成本;Cscpi-一等年值二次設 備成本;Ypi 壽命周期年限;r 折現率； 安裝、運行維護費用&2的模型公式為：式中CQMi--安裝、運行維護費用；Pi--裝機容量；Kii--安裝單位容量費用； Komi--設備維護單位容量費用；L--熱啟動費用；Si--冷啟動費用;Nsuci--啟停次 數;T i一一冷啟動時間；TciffAj-一第j次啟動前停運時間； 燃料費用a3的模型公式為：式中CFCi--燃料費用;Mci--單位電能消耗燃料量;Pci--單位燃料的價格;E i-- 發電量； 廢棄后拆卸、治污費用￡14為式中CDi--拆卸、治污費用;Kdi-單位裝機容量的拆卸費用;KPi-治理單位裝機 容量污染所需費用一一裝機容量； 排污懲罰費用a5的模型公式為：式中Ce1-一排污懲罰費用;m-一污染物種類;E1-一發電量;Vk-一單位發電量排放第 k種污染物所受罰款。 停電賠償費用a6的模型公式為：式中Cs-一停電賠償費用;m-一微電網與大電網相連的饋線數;\一一單位饋線故障 的概率;Lj 饋線的長度;Tj 維修時間；η 負荷種類;Kks 第k種負荷停電損失 費用；APk-一第k種負荷停電量； 備用容量費a7的模型公式為： a7 =基本備用容量費=(邊際發電容量成本十邊際輸配電容量成本）X30%; 過網費a8的模型公式為： as =過網費=微電網輸入電量X電價。5.根據權利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述售電效益匕的模型公式為：式中Psi--第i種分布式電源的售電電價;Ei--第i種分布式電源的發電量； 售電效益匕的模型公式為：式中Psi--第i種分布式電源的售電電價;Ei--第i種分布式電源的發電量； 節能效益b3的模型公式為：式中m-一微電網所含有的可再生能源電源種類;Mc-一火電機組生產單位電能所消耗 的煤炭量;P。--煤炭價格;Ei--第i種可再生能源電源的發電量； 降低損耗效益b4的模型公式為：式中Vuu-一第i種分布式電源的降低損耗效益;L%-一降損率;psl-一第i種分布式 電源售電電價;Ei--第i個分布式電源的發電量； 碳貿易效益b5的模型公式為：式中Cci一一第i種可再生能源所帶來的碳貿易效益;m-一微電網包含可再生能源電源 種類數;α--單位煤碳轉換為二氧化碳系數;Ei--第i種可再生能源電源發電量;Mc-- 火電機組生產單位電能所消耗的煤炭量;P-一單位碳交易費用； 可靠性效益b6的模型公式為：式中Ciu--第i種負荷的可靠性效益;η--負荷種類;m--微電網與大電網相連的饋 線數;--單位饋線故障的概率;Lj--饋線的長度;Tj--維修時間;Kis--第i種負荷 單位停電損失;Pw-一第j條饋線連接下由分布式能源供給第i種負荷的電量； 減緩電網投資效益b7的模型公式為：式中LDCi--第i種分布式電源的負荷，單位為kW;n--微電網內部的分布式電源種 類-一微電網內部分布式電源運行同時率;Ix-一微電網接入X電壓等級； 參與電網輔助服務收益bs的模型公式為： b8 =輔助服務費=微電網參與輔助服務電量X輔助服務單位補貼。6. -種適用于電改的微電網經濟運營優化系統，其特征在于，包括： 微電網成本執行單元，用于獲取微電網成本因素，建立微電網成本因素模型； 微電網效益執行單元，用于獲取微電網效益因素，建立微電網效益因素模型； 微電網優化執行單元，用于確定微電網優化規劃經濟模型，并根據建立的微電網成本 因素模型和微電網效益因素模型，計算微電網優化規劃經濟模型。7. 根據權利要求6所述的系統，其特征在于，所述微電網成本因素包括等年值設備投資 總費用a1;安裝、運行維護費用a 2;燃料費用a3;廢棄后拆卸、治污費用iu;排污懲罰費用a5;停 電賠償費用a 6;備用容量費a7以及過網費as; 所述微電網效益因素包括售電效益b1;政府補貼效益b2;節能效益b3;降低損耗效益b 4; 碳貿易效益b5;可靠性效益b6;減緩電網投資效益b7;參與電網輔助服務收益b8。8. 根據權利要求7所述的系統，其特征在于，所述微電網優化規劃經濟模型公式如下： (bi+b2+b3+b4+b5+b6+b7+b8-ai_a2-a3-a4-a5-a6-a7-a8) X 年數。9. 根據權利要求7或8所述的系統，其特征在于，所述等年值設備投資總費用&1的模型 為：式中Ccpi-一等年值設備投資費用;Ctcpi-一等年值裝機成本;Cscpi-一等年值二次設 備成本;Ypi 壽命周期年限;r 折現率； 安裝、運行維護費用&2的模型公式為：式中CciMi--安裝、運行維護費用；Pi--裝機容量；Kii--安裝單位容量費用； KoMi--設備維護單位容量費用；Ii--熱啟動費用；Si--冷啟動費用;Nsuci--啟停次 數; Ti 冷啟動時間；Toff, i,j 第j次啟動前停運時間； 燃料費用a3的模型公式為：式中CFCi--燃料費用;Mci--單位電能消耗燃料量;Pci--單位燃料的價格;E i-- 發電量； 廢棄后拆卸、治污費用￡14為式中CDi--拆卸、治污費用;Kdi--單位裝機容量的拆卸費用;Kpi--治理單位裝機 容量污染所需費用一一裝機容量； 排污懲罰費用a5的模型公式為： 式中Ce1-一排污懲罰費用;m-一污染物種類;E1-一發電量;Vk-一單位發電量排放第 k種污染物所受罰款。 停電賠償費用a6的模型公式為：式中Cs-一停電賠償費用;m-一微電網與大電網相連的饋線數;\一一單位饋線故障 的概率;Lj 饋線的長度;Tj 維修時間；η 負荷種類;Kks 第k種負荷停電損失 費用；APk-一第k種負荷停電量； 備用容量費a7的模型公式為： a7 =基本備用容量費=(邊際發電容量成本十邊際輸配電容量成本）X30%; 過網費a8的模型公式為： as =過網費=微電網輸入電量X電價。10.根據權利要求7或8所述的系統，其特征在于，所述售電效益匕的模型公式為：式中Psi--第i種分布式電源的售電電價;Ei--第i種分布式電源的發電量； 售電效益匕的模型公式為：式中Psi--第i種分布式電源的售電電價;Ei--第i種分布式電源的發電量； 節能效益b3的模型公式為：式中m-一微電網所含有的可再生能源電源種類;Mc-一火電機組生產單位電能所消耗 的煤炭量;P。--煤炭價格;Ei--第i種可再生能源電源的發電量； 降低損耗效益b4的模型公式為：式中Vuu-一第i種分布式電源的降低損耗效益;L%-一降損率;psl-一第i種分布式 電源售電電價;Ei--第i個分布式電源的發電量； 碳貿易效益b5的模型公式為：式中Cci一一第i種可再生能源所帶來的碳貿易效益;m-一微電網包含可再生能源電源 種類數;α--單位煤碳轉換為二氧化碳系數;Ei--第i種可再生能源電源發電量;Mc-- 火電機組生產單位電能所消耗的煤炭量;P-一單位碳交易費用； 可靠性效益b6的模型公式為：式中Ciu--第i種負荷的可靠性效益;η--負荷種類;m--微電網與大電網相連的饋 線數;--單位饋線故障的概率;Lj--饋線的長度;Tj--維修時間;Kis--第i種負荷 單位停電損失;Pw-一第j條饋線連接下由分布式能源供給第i種負荷的電量； 減鍵由_將咨徒的模型公式為：式中LDCi--第i種分布式電源的負荷，單位為kW;n--微電網內部的分布式電源種 類-一微電網內部分布式電源運行同時率;Ix-一微電網接入X電壓等級； 參與電網輔助服務收益bs的模型公式為： b8 =輔助服務費=微電網參與輔助服務電量X輔助服務單位補貼。
【文檔編號】G06Q10/04GK106022537SQ201610377737
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月31日
【發明人】李思維, 岳靚, 王茜, 劉曉丹, 付雪丹, 厲俊, 王思寧, 劉茁出, 王敏
【申請人】北京中電飛華通信股份有限公司, 北京國電通網絡技術有限公司, 國家電網公司, 國網天津市電力公司, 國網浙江省電力公司