一种基于有源配网的输出功率互补方法及系统与流程

1.本发明涉及有源配网技术领域，尤其是一种基于有源配网的输出功率互补方法及系统。


背景技术：

2.大规模新能源接入导致配电网就地消纳能力不足。随着分布式新能源大规模接入配电网，部分地区已出现电力倒送现象，配电网就地消纳新能源面临极大压力。海宁尖山地区分布式新能源渗透率达105％，在节假日地区负荷较低时，分布式新能源出力已超过地区负荷，导致110kv尖山变发生电力倒送情况。未来高比例分布式新能源接入配电网，必将对配电网和大电网安全稳定运行带来冲击，因此，有必要进一步提升配电网就地消纳分布式新能源能力。现有分布式新能源设有孤岛运行和并网运行两种方式，在孤岛运行模式下，分布式电源和部分负荷将组成一个自给自足的孤岛，由分布式电源独立向负荷供电。参考中国专利公开号为cn104504524a的一种应用于有源配网的负荷削减法，有源配网处于孤岛区，包括负荷点、分布式电源及蓄电池，该方法包括：步骤11：设定初始时刻、终止时刻及时间间隔，计算负荷点在其削减状态为1时在时间间隔内的总电量，确定初始时刻为模拟时钟时间；步骤12：在当前确定的模拟时钟时间，计算孤岛区的第一净交换功率，判断第一净交换功率是否大于0，如果否，则控制分布式电源为蓄电池充电，根据蓄电池的电池参数确定其在时间间隔内的实际吸收功率，根据实际吸收功率计算并更新电池参数，执行步骤13；如果是，则根据电池参数确定蓄电池在时间间隔内的最大放电功率；判断最大放电功率是否满足预设条件，如果是，则计算蓄电池在时间间隔内的实际释放功率，根据实际释放功率计算并更新电池参数，执行步骤13，如果否，则确定总电量最小的负荷点，设定其削减状态为0，执行步骤13；步骤13：将模拟时钟时间与时间间隔的和作为当前确定的模拟时钟时间，执行步骤12，直至模拟时钟时间与终止时刻相等，统计并记录负荷点的削减状态。有源配网在并网模式下能够与市电进行功率互补，能够利用市电对有源配网进行充电用于电网削峰填谷。然而这两种模式都不能实现分布式电源之间的功率互济，不利于配电网就地消纳。


技术实现要素：

3.本发明解决了现有分布式电源运行模式不能实现功率互济的问题，提出一种基于有源配网的输出功率互补方法及系统，通过设置交换基站实现分布式电源之间的功率互济，有利于配电网就地消纳。
4.为实现上述目的，提出以下技术方案：
5.一种基于有源配网的输出功率互补方法，包括以下步骤：
6.s1，构建目标区域分布式电源网络拓扑图，所述分布式电源网络拓扑图包括若干微网单元和连接若干微网单元的交换基站；
7.s2，在一定周期内获取各微网单元的盈余负荷功率和负荷功率；
8.s3，计算目标区域内所有微网单元的总盈余负荷功率，及各微网单元的负荷功率
比；
9.s4，根据总盈余负荷功率和负荷功率比计算每个微网单元的目标盈余负荷功率；
10.s5，从盈余差最大的微网单元开始，利用扩散法，使得各微网单元的盈余负荷功率等于目标盈余负荷功率。
11.本发明是在一定区域内对所有分布式电源进行统一调控，每个分布式电源及其覆盖范围作为一个微网单元，一定区域内设有若干个微网单元，每个微网单元都连接于交换基站，交换基站和微网单元连接构成一张能量流通网，实现微网单元的功率互济，是一种新型的并网运行模式，有利于配电网就地消纳。
12.作为优选，所述s2中负荷功率＝微网单元的总输出功率-运行功率，所述运行功率为维持微网单元自身运行所需的功率；所述盈余负荷功率＝负荷功率-实际负荷功率，所述实际负荷功率为一定周期内用电设备消耗的功率。
13.作为优选，所述总盈余负荷功率p
总
＝p1+p2+p3+
…
+pn，pn为第n个微网单元的盈余负荷功率，所述负荷功率比＝a1:a2:a3:
…
:an，an为第n个微网单元的负荷功率。
14.作为优选，所述目标盈余负荷功率p
目标n
＝p
总an
/(a1+a2+a3+
…
+an)。
15.作为优选，所述s5具体包括以下步骤：
16.s501，获取盈余差最大的微网单元，盈余差＝p
n-p
目标n
；
17.s502，以盈余差最大的微网单元为中心，通过交换基站向邻近微网单元输送功率，直至盈余差最大的微网单元的盈余负荷功率等于p
目标n
；
18.s503，相邻的微网单元若盈余负荷功率小于p
目标n
，则先截留功率，使其盈余负荷功率等于p
目标n
后，再向其邻近微网单元扩散；若相邻的微网单元若盈余负荷功率大于p
目标n
，则直接向其邻近微网单元扩散，直至所有微网单元的盈余负荷功率等于p
目标n
。
19.一种基于有源配网的输出功率互补系统，采用上述的一种基于有源配网的输出功率互补方法，包括：
20.微网单元，用于输出一定功率对在其所属区域内的用电设备进行供电；
21.电网主网，用于对交换基站进行充电；
22.交换基站，用于监控微网单元和电网主网的输出功率，并且对微网单元以及电网主网进行充放电；
23.综合调控中心，用于接收需求侧发出的功率需求，生成并发送调控指令到交换基站，控制交换基站对微网单元以及电网主网进行充放电。
24.作为优选，所述微网单元设有供电边界，所述供电边界围成微网单元的供电范围，在一定区域内设有若干微网单元，所述若干微网单元的供电范围不重合。
25.作为优选，所述微网单元的供电边界的拓扑图为正六边形，相邻两个微网单元设有两个交换基站，相邻的两个交换基站通过信息流道通信连接，所述微网单元设有若干能量通道，所述能量通道与交换基站连接，用于微网单元与交换基站之间进行能量交换。本发明微网单元的供电边界的拓扑图为正六边形，使得交换基站和微网单元构成的能量流通网的拓扑图为蜂窝状，能够快速有效的用于能量流动分析。
26.作为优选，所述交换基站包括接口模块、换流模块、储能模块、通信模块、监控模块和主控模块，所述储能模块通过换流模块与接口模块连接，所述接口模块用于连接外部微网单元和电网主网，所述监控模块用于获取接口模块、微网单元和电网主网的运行信息通
过通信模块发送到主控模块，换流模块和储能模块通过通信模块与主控模块进行信息交互，所述主控模块与综合调控中心电连接。
27.本发明的有益效果是：本发明是在一定区域内对所有分布式电源进行统一调控，每个分布式电源及其覆盖范围作为一个微网单元，一定区域内设有若干个微网单元，每个微网单元都连接于交换基站，交换基站和微网单元连接构成一张能量流通网，实现微网单元的功率互济，是一种新型的并网运行模式，有利于配电网就地消纳。
附图说明
28.图1是实施例系统的拓扑图；
29.图2是实施例交换基站的构成图；
30.其中：1、微网单元2、交换基站3、能量通道4、信息流道5、供电边界。
具体实施方式
31.实施例：
32.一种基于有源配网的输出功率互补方法，包括以下步骤：
33.s1，构建目标区域分布式电源网络拓扑图，分布式电源网络拓扑图包括若干微网单元和连接若干微网单元的交换基站；
34.s2，在一定周期内获取各微网单元的盈余负荷功率和负荷功率；s2中负荷功率＝微网单元的总输出功率-运行功率，运行功率为维持微网单元自身运行所需的功率；盈余负荷功率＝负荷功率-实际负荷功率，实际负荷功率为一定周期内用电设备消耗的功率。
35.s3，计算目标区域内所有微网单元的总盈余负荷功率，及各微网单元的负荷功率比；总盈余负荷功率p
总
＝p1+p2+p3+
…
+pn，pn为第n个微网单元的盈余负荷功率，负荷功率比＝a1:a2:a3:
…
:an，an为第n个微网单元的负荷功率。
36.s4，根据总盈余负荷功率和负荷功率比计算每个微网单元的目标盈余负荷功率；目标盈余负荷功率p
目标n
＝p
总an
/(a1+a2+a3+
…
+an)。
37.s5，从盈余差最大的微网单元开始，利用扩散法，使得各微网单元的盈余负荷功率等于目标盈余负荷功率。s5具体包括以下步骤：
38.s501，获取盈余差最大的微网单元，盈余差＝p
n-p
目标n
；
39.s502，以盈余差最大的微网单元为中心，通过交换基站向邻近微网单元输送功率，直至盈余差最大的微网单元的盈余负荷功率等于p
目标n
；
40.s503，相邻的微网单元若盈余负荷功率小于p
目标n
，则先截留功率，使其盈余负荷功率等于p
目标n
后，再向其邻近微网单元扩散；若相邻的微网单元若盈余负荷功率大于p
目标n
，则直接向其邻近微网单元扩散，直至所有微网单元的盈余负荷功率等于p
目标n
。
41.本发明是在一定区域内对所有分布式电源进行统一调控，每个分布式电源及其覆盖范围作为一个微网单元，一定区域内设有若干个微网单元，每个微网单元都连接于交换基站，交换基站和微网单元连接构成一张能量流通网，实现微网单元的功率互济，是一种新型的并网运行模式，有利于配电网就地消纳。
42.一种基于有源配网的输出功率互补系统，采用上述的一种基于有源配网的输出功率互补方法，包括：
43.微网单元，用于输出一定功率对在其所属区域内的用电设备进行供电；
44.电网主网，用于对交换基站进行充电；
45.交换基站，用于监控微网单元和电网主网的输出功率，并且对微网单元以及电网主网进行充放电；
46.综合调控中心，用于接收需求侧发出的功率需求，生成并发送调控指令到交换基站，控制交换基站对微网单元以及电网主网进行充放电。参考图2，交换基站包括接口模块、换流模块、储能模块、通信模块、监控模块和主控模块，储能模块通过换流模块与接口模块连接，接口模块用于连接外部微网单元和电网主网，监控模块用于获取接口模块、微网单元和电网主网的运行信息通过通信模块发送到主控模块，换流模块和储能模块通过通信模块与主控模块进行信息交互，主控模块与综合调控中心电连接。
47.参考图1，微网单元1设有供电边界5，供电边界5围成微网单元1的供电范围，在一定区域内设有若干微网单元1，若干微网单元1的供电范围不重合。微网单元1的供电边界5的拓扑图为正六边形，相邻两个微网单元1设有两个交换基站2，相邻的两个交换基站2通过信息流道4通信连接，微网单元1设有若干能量通道3，能量通道3与交换基站2连接，用于微网单元1与交换基站2之间进行能量交换。本发明微网单元的供电边界的拓扑图为正六边形，使得交换基站和微网单元构成的能量流通网的拓扑图为蜂窝状，能够快速有效的用于能量流动分析。