一种输配电网协调运行的优化方法、系统、及设备与流程

本发明涉及电网，特别是涉及一种输配电网协调运行的优化方法、系统、及设备。

背景技术：

1、近年来，世界各国经济体的监管机构已经采取了清洁能源转型举措，积极鼓励分布式能源投资，例如光伏、风力发电等，以及配电网级别的分布式灵活性设施，例如储能机组。

2、输电网和配电网协调框架已有文献进行了研究，例如有的文献提出了输电和配电系统协调经济调度的分解算法，可以捕捉两个系统的分布式能源技术特征，又如提出了输电网和配电网协调框架中的综合运行模型，或者是提出了输电和配电系统扩展规划的综合方法，其中考虑了可再生能源。然而，上述文献中的工作没有考虑输电网的目标，即并未优化利用可用的分布式能源设备和分布式灵活性设施，因此只实现了一个相当短视的分布式能源规划，也没有考虑这些分布式设备对于输电市场的电价影响。

3、综上所述，如何有效地实现输配电网的协调运行，降低成本以避免资源的浪费，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种输配电网协调运行的优化方法、系统、及设备，以有效地实现输配电网的协调运行，降低成本以避免资源的浪费。

2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种输配电网协调运行的优化方法，包括：

4、基于分布式电源储能设备参与下的配电网与输电网之间协调运行的第一决策信息，所述配电网的各个分布式电源储能设备的配置信息，以及各个所述分布式电源储能设备的第二决策信息，建立第一模型，且所述第一模型以所有代表日内的总预期配电网运行成本为所述第一模型的输出；

5、基于分布式电源储能设备参与下的配电网与输电网之间协调运行的第一决策信息，建立第二模型，且所述第二模型以所有代表日内的总预期输电网运行成本为所述第二模型的输出；

6、以所述第一模型与所述第二模型的输出之和达到最小值为优化目标，确定出所述第一决策信息以及所述第二决策信息中的各个决策变量的取值方式。

7、在一种实施方式中，所述第一模型的输出表示为：

8、其中，ω为所有代表日集合，ω为ω的索引，为第ω个代表日配电网与输电网交易的预期电力成本，为第ω个代表日各个所述分布式电源储能设备的总预期维护成本，为各个所述分布式电源储能设备的年化投资成本总和。

9、在一种实施方式中，在建立的所述第一模型中，具体表示为：

10、

11、其中，πω为第ω个代表日的相对重要性的加权系数，nm为加入至所述配电网的各个分布式电源储能设备的集合，i为nm的索引，h为调度范围中的一组时隙，t为h的索引；

12、为第ω个代表日的第t时段，第i个分布式电源储能设备接收输电网电力时的电力成本；为第ω个代表日的第t时段，从输电网注入配电网的第i个分布式电源储能设备的电力的功率；为第ω个代表日的第t时段，从配电网的第i个分布式电源储能设备注入输电网的电力的功率；

13、在建立的所述第一模型中，具体表示为：

14、

15、其中，bes为加入至所述配电网的各个分布式电源储能设备中的储能设备节点的集合，n1为bes的索引；bw为加入至所述配电网的各个分布式电源储能设备中的风力设备节点的集合，n2为bw的索引；bpv为加入至所述配电网的各个分布式电源储能设备中的光伏设备节点的集合，n3为bpv的索引；

16、ces为储能设备节点的边际维护成本，cw为风力设备节点的边际维护成本，cpv为光伏设备节点的边际维护成本；为第ω个代表日的第t时段，第n1个储能设备节点的放电功率容量；为第ω个代表日的第t时段，第n1个储能设备节点的充电功率容量；为第ω个代表日的第t时段，第n2个风力设备节点的发电功率；为第ω个代表日的第t时段，第n3个光伏设备节点的发电功率；

17、在建立的所述第一模型中，具体表示为：

18、

19、其中，为储能设备节点的储能能量年化投资成本，为储能设备节点的储能功率容量年化投资成本，为风力设备节点的年化投资成本，为光伏设备节点的年化投资成本；

20、为第n1个储能设备节点的储能能量，为第n1个储能设备节点的储能功率容量，为第n2个风力设备节点的发电容量，为第n3个光伏设备节点的发电容量；

21、所述第一决策信息中的决策变量至少包括：和所述第二决策信息中的决策变量至少包括：以及

22、在一种实施方式中，还包括：基于预设的第一限制规则，对所述第二决策信息中的决策变量进行限制；

23、且所述第一限制规则包括：以及

24、其中，ρ为第n1个储能设备节点的储能能量与第n1个储能设备节点的储能功率容量的比值；

25、为第n1个储能设备节点的储能能量上限值，为第n1个储能设备节点的储能功率容量上限值，为第n2个风力设备节点的发电容量上限值，为第n3个光伏设备节点的发电容量上限值。

26、在一种实施方式中，所述第一限制规则还包括：以及所述第二决策信息中的决策变量还包括

27、其中，φ为常数，为第ω个代表日的第t时段，第n1个储能设备节点的运行模式，且在放电运行模式下取值为1，充电运行模式下取值为0；

28、为第ω个代表日的第t时段，第n2个风力设备节点的风力强度系数；

29、为第ω个代表日的第t时段，第n3个光伏设备节点的光伏能量输出系数；ηpv为光伏设备节点的光伏板输出效率。

30、在一种实施方式中，所述第二模型的输出表示为：

31、

32、其中，ω为所有代表日集合，ω为ω的索引，h为调度范围中的一组时隙，t为h的索引；nm为加入至所述配电网的各个分布式电源储能设备的集合，i为nm的索引，ng为所述配电网中的发电机的集合，j为ng的索引；

33、为第ω个代表日的第t时段，第i个分布式电源储能设备接收输电网电力时的电力成本，为第ω个代表日的第t时段，输电网接收第i个分布式电源储能设备的电力时的电力成本；

34、为第ω个代表日的第t时段，从输电网注入配电网的第i个分布式电源储能设备的电力的功率；

35、为第ω个代表日的第t时段，从配电网的第i个分布式电源储能设备注入输电网的电力的功率；

36、为第ω个代表日的第t时段，第j个发电机的投资成本；

37、为第ω个代表日的第t时段，第j个发电机的有功功率容量。

38、在一种实施方式中，所述第一决策信息中的决策变量至少包括：以及

39、所述输配电网协调运行的优化方法还包括：基于预设的第二限制规则，对所述第一决策信息中的决策变量进行限制；

40、且所述第二限制规则包括：以及

41、其中，为第ω个代表日的第t时段，第j个发电机的有功功率容量上限值；oitω为第ω个代表日的第t时段，从配电网的第i个分布式电源储能设备注入输电网的电力的功率上限值；bitω为第ω个代表日的第t时段，从输电网注入配电网的第i个分布式电源储能设备的电力的功率上限值。

42、在一种实施方式中，以所述第一模型与所述第二模型的输出之和达到最小值为优化目标，确定出所述第一决策信息以及所述第二决策信息中的各个决策变量的取值方式，包括：

43、以所述第一模型与所述第二模型的输出之和达到最小值为优化目标，通过嵌套分解算法进行求解，并确定出所述第一决策信息以及所述第二决策信息中的各个决策变量的取值方式。

44、一种输配电网协调运行的优化系统，包括：

45、第一模型建立模块，用于基于分布式电源储能设备参与下的配电网与输电网之间协调运行的第一决策信息，所述配电网的各个分布式电源储能设备的配置信息，以及各个所述分布式电源储能设备的第二决策信息，建立第一模型，且所述第一模型以所有代表日内的总预期配电网运行成本为所述第一模型的输出；

46、第二模型建立模块，用于基于分布式电源储能设备参与下的配电网与输电网之间协调运行的第一决策信息，建立第二模型，且所述第二模型以所有代表日内的总预期输电网运行成本为所述第二模型的输出；

47、模型求解模块，用于以所述第一模型与所述第二模型的输出之和达到最小值为优化目标，确定出所述第一决策信息以及所述第二决策信息中的各个决策变量的取值方式。

48、一种输配电网协调运行的优化设备，包括：

49、存储器，用于存储计算机程序；

50、处理器，用于执行所述计算机程序以实现如上述所述的输配电网协调运行的优化方法的步骤。

51、应用本发明实施例所提供的技术方案，对于输配电网协调运行的配电网上层问题，是以所有代表日内的总预期配电网运行成本作为优化目标，进行模型的构建，即建立了第一模型。并且对于第一模型，本技术的方案中考虑到了分布式电源储能设备的影响，具体的，本技术是考虑了分布式电源储能设备参与的情况下，基于输电网与配电网之间协调运行的第一决策信息，配电网的各个分布式电源储能设备的配置信息，以及各个分布式电源储能设备的第二决策信息建立第一模型。

52、对于输配电网协调运行的输电网下层问题，是以所有代表日内的总预期输电网运行成本为优化目标，进行模型的构建，即建立了第二模型。并且对于第二模型，是基于分布式电源储能设备参与下的配电网与输电网之间协调运行的第一决策信息进行第二模型的建立，即对于第二模型，本技术的方案中同样考虑到了分布式电源储能设备的影响。

53、建立了第一模型和第二模型之后，本技术是以第一模型与第二模型的输出之和达到最小值为优化目标进行求解，从而确定出第一决策信息以及第二决策信息中的各个决策变量的取值方式，因此本技术的方案可以有效地实现输配电网协调运行的优化，有利于降低输电网和配电网的运行成本，避免了资源的浪费。并且由于本技术的第一模型与第二模型均考虑了考虑到了分布式电源储能设备的影响，有利于保障本技术的输配电网协调运行的优化方法的准确性。