一种分布式电源调峰容量优化方法
【技术领域】
[0001] 本发明提出一种分布式电源调峰容量优化方法，属于配电网调峰领域。
【背景技术】
[0002] 据国家电力调度通信中屯、统计，我国各地区电网高峰负荷增长达到百分之十W 上，低谷负荷增幅却不超过百分之五，甚至存在低谷负荷负增长现象。根据某地区的最小日 负荷率进行负荷峰谷分析可知，夏季平均最小日负荷率为0.561，冬季为0.59，峰谷差达到 了25GW。换句话说，负荷峰谷差越来越大，调峰任务艰巨，迫切需要在电网规划中考虑峰值 负荷的控制，运有利于电网的良性发展。
[0003] 传统意义上的配电网规划问题是指在满足对用户供电和网络运行约束的前提下， 寻求一组最优的决策变量(变电站位置和容量、馈线的路径和尺寸等），使投资、运行、检修、 网损和可靠性损失费用之和最小。传统配电网规划一般是基于最大负荷进行规划，运样规 划投资大，灵活性差，并且规划之后的设备利用率低。
[0004] 由于分布式电源具有经济、灵活、环保及延缓配电网建设等优点，得到越来越多的 应用。现有技术中有的根据年负荷持续曲线，基于不同峰值负荷水平下支路过载情况，采用 一种启发式算法进行分布式电源的选址，其中分别考虑了燃油机与燃气机的调峰效果。有 的考虑了电动汽车接入网络时，含V2G功能的电动汽车充电站可利用闲置的电动汽车作为 储能装置在用电高峰期将电能反馈回电网，实现电动汽车作为移动式分布储能单元参与配 电网调峰，实现了配电网的优化。
[0005] 负荷曲线的变化规律是配电网规划的基础。某市新建立的高速圈区域的负荷特点 是办公写字楼较多，其次是居民小区，没有工厂，下面结合具体的数据从曲线走势、峰谷差 率W及峰值负荷持续时间对负荷特性进行分析。具体如下式所示：
(1)
[0007] AT = Tm (2)
[000引式中：％P为峰谷差率，Pmax为最大负荷，Pmin为最小负荷，A T为峰值负荷持续时间， T90%为90%最大负荷持续时间，规定为峰值负荷持续时间。
[0009] 为找出不同时间的峰值特性及调峰容量的特点，选择一年中不同时期的典型日负 荷进行分析，如图1所示。
[0010] 由图1可W看出，除了7月20日负荷曲线具有单峰特性外，其余四天都出现早高峰 与晚高峰;双峰负荷中早高峰比晚高峰高的情况较多;但随着溫度降低，在12月20日晚高峰 负荷高于早高峰;不同的负荷曲线峰值特性对应的峰谷差率差异较大，具有单峰特性的7月 20日峰谷差率达到了78%，而晚高峰高于早高峰的12月20日峰谷差率为62%，早高峰比晚 高峰高的S天峰谷差率分别为52.5%、64%和74%，因此，需要不同的调峰容量。
【发明内容】
[0011] 发明目的：本发明提出一种分布式电源调峰容量优化方法，利用配电网中的分布 式电源出力进行调峰，提高调峰的灵活性和设备使用率。
[0012] 技术方案:本发明提出一种分布式电源调峰容量优化方法，包括W下步骤：
[0013] 1)根据历史数据统计出峰谷差率的分布区间及概率，并建立发电、输电的成本与 容量之间的关系；
[0014] 2)将方差与峰值负荷持续时间进行归一化处理，得出目标函数表达式；
[0015] 3)在各个峰谷差率区间中选定该区间内最大负荷点所在那一天的负荷曲线作为 初始负荷水平；
[0016] 4)进行染色体编码，产生初始种群；
[0017] 5)计算适应度的计算，并进行适应度的比较，保留较大的适应度值；
[0018] 6)判断是否满足终止条件，若满足则跳转步骤7);否则开始选择、交叉、变异并跳 转到步骤5);
[0019] 7)得出最优群体，在群体内进行比较，分别输出方差最小的和经济效益最好的两 个方案。
[0020] 优选地，所述步骤2)中归一化处理后得到的目标函数为：
[0025]式中，f2为归一化后的目标函数，（kf+ks)为单位容量发电成本、输电成本费用系 数，A P为优化容量，f( A P，T)为停电损失费用，与优化容量和持续时间有关，乙;U A'Poov 为分布式电源投资费用;g功减排的二氧化碳量(吨），ai，bi，ci为函数系数，可W根据经验 得出;Pi为分布式电源优化容量;kw为单位二氧化碳减排量所带来的经济效益系数。
[00%]优选地，所述步骤2)还包括W下约束条件：
[0027] Lmin < L < Lmax
[00%]式中L是负荷水平，Lmin是年最小负荷,Lmax是年最大负荷；
[0029] Pg < P"ax
[0030] 式中Pg是分布式电源备用容量，Pmax是调峰负荷；
[0031] %Pimin< %Pi< %Pimax
[0032] 式中％Pi为峰谷差率，％Pimax是最大峰谷差率，％Pimin是最小峰谷差率；
[0033] A Timin < A Ti < A Timax
[0034] 式中A Ti为峰值负荷持续时间，A Timax为最大峰值负荷持续时间，A Timin为最小峰 值负荷持续时间。
[0035] 优选地，所述步骤4)中染色体编码采用实数编码，Wo. IMW为单位，染色体长度等 于配电网划分区域数。
[0036] 优选地，所述步骤6)中的终止条件是迭代次数达到最大迭代次数。所述步骤6)中 所述选择为最优保存策略。所述步骤6)中所述交叉为单点交叉。
[0037] 有益效果:本发明根据年负荷曲线绘制出年负荷持续曲线，在最大负荷下一个峰 值调节负荷水平下进行配电网规划。因此本发明降低了投资金额，并提高了设备利用率。
【附图说明】
[0038] 图1为某高速圈典型日负荷曲线图；
[0039] 图2为光伏出力曲线图；
[0040] 图3为风力发电机出力曲线图；
[0041 ]图4为接入太阳能光伏发电后的等效负荷曲线图；
[0042] 图5为接入风力发电机后的等效负荷曲线图；
[0043] 图6为接入不同容量太阳能光伏电源等效负荷图；
[0044] 图7为某市高速圈区域划分图；
[0045] 图8为本发明操作流程图；
[0046] 图9为优化容量配置之后的等效负荷曲线图。
【具体实施方式】
[0047] 下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解运些实施例仅用于说明 本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各 种等同形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0048] 太阳能和风能属于清洁可再生能源，全世界都在大力发展太阳能光伏发电和风力 发电，在分布式发电领域将对配电网的等效负荷产生较大的影响，下面首先对太阳能光伏 发电和风力发电的出力特性进行分析。
[0049] 光伏电池的典型出力曲线如图2所示，在某一时刻t的实际出力Pt可表示为：
剧
[0051] 式中：Tstc是标准条件下光伏板的出力，对应的太阳福射强度Istc为1000W/m2,溫度 Tstc = 25°C; Irt为t时刻实际的太阳福射强度，Tt为t时刻光伏板的溫度。可W看出光伏电池 实际出力主要受太阳福射强度与溫度的影响。
[0052] 由图2可W看出在中午十二点时溫度最高，光照强度最大，光伏发电系统出力较 大;早晚光照强度很低，出力也小。
[0053] 风轮机发出的风能功率可表示为：
[0054] = 1/2MK'句淨;)3 (4)
[0055] 式中:W(V)为风机出力水平，Pr为风机额定功率，P为空气密度，A为风轮扫略面积，V 为风速，Vr为额定风速，Cp为风轮的功率系数。
[0056] 图3为2013年7月20日某风力发电机出力曲线，可W看出此风力发电机出力的最小 风速为6m/s，全天的风速都没有达到额定风速，所W风力发电出力是持续变化的曲线。由于 白天尤其是中午风速较低，导致发电此时出力基本为零;傍晚时由于风速较大，风力发电机 出力较大。
[0057] W图I中2013年7月10日的负荷为基础，分别选取容量为500kW光伏电源和风力发 电机，最大出力按80%计算，风力发电机的启动风速为6m/s，额定功率下的风速为15m/s，停 机风速为25m/s，等效负荷前后的曲线分别如图4和图5所示，调峰效果对比结果如表