一种基于分布式能源的配电网弹性运行控制方法与流程

本发明涉及有源配网，尤其是一种基于分布式能源的配电网弹性运行控制方法。

背景技术：

1、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。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。

技术实现思路

1、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，提出一种基于分布式能源的配电网弹性运行控制方法，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。

2、为实现上述目的，提出以下技术方案：

3、一种基于分布式能源的配电网弹性运行控制方法，包括以下步骤：

4、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分布式电源单体和连接若干分布式电源单体的交换基站；

5、s2，从分布式电源单体中选出所有功率不足的分布式电源单体和候选的功率盈余的分布式电源单体；

6、s3，根据经过交换基站最少原则规划功率互济路径，使功率盈余的分布式电源单体对功率不足的分布式电源单体进行功率补充；所述s3具体包括以下步骤：s301，计算各功率不足的分布式电源单体的功率差pc，计算式如下：

7、pc＝p-peb-a；

8、其中：peb为功率不足的分布式电源单体的额定输出功率；p为分布式电源单体的负荷功率；a为大于0的补偿系数，使得功率差pc小于实际需求，避免后续功率补偿过度；

9、s302，生成所有每个功率不足的分布式电源单体到单个候选的功率盈余的分布式电源单体的传输路径，选取路过交换基站最少的传输路径作为单个功率不足的分布式电源单体最短路径；

10、s303，整合所有路，根据最短路径从功率盈余的分布式电源单体输送功率差pc至功率不足的分布式电源单体。

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分布式电源单体，一定区域内设有若干个分布式电源单体，每个分布式电源单体都连接于交换基站，交换基站和分布式电源单体连接构成一张能量流通网，实现分布式电源单体的功率互济，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具体包括以下步骤：

13、s201，在一定周期t内获取各分布式电源单体的负荷功率p、最大输出功率pmax和剩余电量；

14、s202，选出所有最大输出功率pmax小于负荷功率p的分布式电源单体作为功率不足的分布式电源单体；

15、s203，计算除了功率不足的分布式电源单体以外的其它分布式电源单体的2个周期内预测电量q＝2tp，选取预测电量q小于或等于剩余电量的分布式电源单体作为候选的功率盈余的分布式电源单体。

16、作为优选，所述s303还包括以下步骤：判断功率盈余的分布式电源单体的额定输出功率pey是否大于或等于功率差pc，若是，则功率盈余的分布式电源单体按照额定输出功率pey以时间t持续输出，其中：t＝tpc/pey；若否，则功率盈余的分布式电源单体按照额定输出功率pey以时间t持续输出，且离功率不足的分布式电源单体的交换基站以时间t持续输出补充功率pj，其中：pj＝pc-pey，并记录交换基站的缺电量qq＝tpj，待市电处于谷电时对其进行充电，使充电量为qq。

17、一种蜂窝式有源配网的功率互济系统，采用上述的一种基于分布式能源的配电网弹性运行控制方法，包括：

18、分布式电源单体，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；

19、电网主网，用于对交换基站进行充电；

20、交换基站，用于监控分布式电源单体和电网主网的输出功率，并且对分布式电源单体以及电网主网进行充放电；

21、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，控制交换基站对分布式电源单体以及电网主网进行充放电。

22、作为优选，所述分布式电源单体设有供电边界，所述供电边界围成分布式电源单体的供电范围，在一定区域内设有若干分布式电源单体，所述若干分布式电源单体的供电范围不重合。

23、作为优选，所述分布式电源单体的供电边界的拓扑图为圆形，相邻两个分布式电源单体至少设有1个交换基站，相邻的两个交换基站通过信息流道通信连接，所述分布式电源单体设有若干能量通道，所述能量通道与交换基站连接，用于分布式电源单体与交换基站之间进行能量交换。

24、作为优选，所述交换基站包括接口单元、换流单元、储能单元、通信单元、监控单元和主控单元，所述储能单元通过换流单元与接口单元连接，所述接口单元用于连接外部分布式电源单体和电网主网，所述监控单元用于获取接口单元、分布式电源单体和电网主网的运行信息通过通信单元发送到主控单元，换流单元和储能单元通过通信单元与主控单元进行信息交互，所述主控单元与综合调控中心电连接。

25、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分布式电源单体，一定区域内设有若干个分布式电源单体，每个分布式电源单体都连接于交换基站，交换基站和分布式电源单体连接构成一张能量流通网，实现分布式电源单体的功率互济，是一种新型的并网运行模式，有利于配电网就地消纳。

技术特征：

1.一种基于分布式能源的配电网弹性运行控制方法，其特征是，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于分布式能源的配电网弹性运行控制方法，其特征是，所述s2具体包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的一种基于分布式能源的配电网弹性运行控制方法，其特征是，所述s303还包括以下步骤：判断功率盈余的分布式电源单体的额定输出功率pey是否大于或等于功率差pc，若是，则功率盈余的分布式电源单体按照额定输出功率pey以时间t持续输出，其中：t＝tpc/pey；若否，则功率盈余的分布式电源单体按照额定输出功率pey以时间t持续输出，且离功率不足的分布式电源单体的交换基站以时间t持续输出补充功率pj，其中：pj＝pc-pey，并记录交换基站的缺电量qq＝tpj，待市电处于谷电时对其进行充电，使充电量为qq。

4.根据权利要求1所述的一种基于分布式能源的配电网弹性运行控制方法，其特征是，包括控制系统，所述控制系统包括：

5.根据权利要求4所述的一种基于分布式能源的配电网弹性运行控制方法，其特征是，所述分布式电源单体(1)设有供电边界(5)，所述供电边界(5)围成分布式电源单体(1)的供电范围，在一定区域内设有若干分布式电源单体(1)。

6.根据权利要求5所述的一种基于分布式能源的配电网弹性运行控制方法，其特征是，所述分布式电源单体(1)的供电边界(5)的拓扑图为圆形，相邻两个分布式电源单体(1)至少设有1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，所述分布式电源单体(1)设有若干能量通道(3)，所述能量通道(3)与交换基站(2)连接，用于分布式电源单体(1)与交换基站(2)之间进行能量交换。

7.根据权利要求4-6任一项所述的一种基于分布式能源的配电网弹性运行控制方法，其特征是，所述交换基站包括接口单元、换流单元、储能单元、通信单元、监控单元和主控单元，所述储能单元通过换流单元与接口单元连接，所述接口单元用于连接外部分布式电源单体和电网主网，所述监控单元用于获取接口单元、分布式电源单体和电网主网的运行信息通过通信单元发送到主控单元，换流单元和储能单元通过通信单元与主控单元进行信息交互，所述主控单元与综合调控中心电连接。

技术总结
本发明提出一种基于分布式能源的配电网弹性运行控制方法，包括以下步骤：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分布式电源单体和连接若干分布式电源单体的交换基站；S2，从分布式电源单体中选出所有功率不足的分布式电源单体和候选的功率盈余的分布式电源单体；S3，根据经过交换基站最少原则规划功率互济路径，使功率盈余的分布式电源单体对功率不足的分布式电源单体进行功率补充；本发明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。

技术研发人员：龚利武,陈超,杨强,杨玉锐,张炜,钱伟杰,刘维亮,吴韬,徐克,胡雷剑,赵飞卫,万家建,顾强杰,李子涵,黄悦华,陶琨,张嘉辉,吕妤宸
受保护的技术使用者：国网浙江省电力有限公司平湖市供电公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13