一种分布式光伏配电台区多时空尺度调节方法和系统与流程

本发明涉及分布式光伏配电领域，尤其涉及一种分布式光伏配电台区多时空尺度调节方法和系统。

背景技术：

1、随着分布式电源快速发展和整县光伏等政策推动，大量分布式电源接入配电网，对传统配电系统的规划与运行提出了巨大挑战，配电系统从传统的放射状无源网络蜕变为含有大量分布式电源的有源网络，且由于光伏发电受太阳辐射强度影响较大，出力存在一定的波动性和随机性，大量的接入给配电系统的运行也带来了诸多不确定因素，出现了诸如局部节点电压越限、网损增加、调节能力不足和光伏无法就地就近消纳等复杂问题。

2、为进一步解决大量分布式电源消纳以及台区间灵活调节能力不足的问题，配电台区内的海量调节资源如一些可调节的常规机组，电动汽车，储能系统，需求响应负荷等能够提供充裕的调节能力，平抑光伏出力波动、提高光伏发电经济效益、增强电网安全运行水平。相较于配电网总体发展形势，目前在配电台区调节能力评估不足，因而在新型电力系统环境下，充分发挥含多类型灵活资源的配电台区调节能力，实现基于多台区联合调控的资源互补互济，促进配电网分布式光伏的消纳能力，对提高配电网的经济效益，支撑高比例分布式光伏的灵活消纳，是电网安全、经济运行面临的重要问题。

技术实现思路

1、本发明的目的提出一种分布式光伏配电台区多时空尺度调节方法和系统，解决局部节点电压越限、网损增加、调节能力不足和光伏无法就地就近消纳等复杂问题。

2、分布式光伏配电台区多时空尺度调节方法，所述方法包括：

3、(1)分析台区调节资源多时间尺度调节特性，建立台区资源调节模型；

4、(2)分布式光伏台区集群划分；

5、(3)构建台区优化模型。

6、优选地，所述分析台区调节资源多时间尺度调节特性，建立台区资源调节模型包括：

7、2.1电动汽车ev的功率调节；

8、ev功率调节为：

9、

10、sev,min≤s(t)≤sev,max

11、smin,exp≤s(tout)

12、

13、

14、式中：δp为功率改变量，δp为正时的最大值对应下调节限值，为负时的最小值对应上调节限值；t0为车主开始充电时刻；为调节结束后ev运行功率；t为调节时间尺，t位于入网时刻tin和离网时刻tout之间，smin,exp为ev离网时必须达到的期望值荷电状态最小值；sev,max、sev,min为电动汽车允许运行的soc最大值、最小值；为最大充电功率、放电功率；s(t)和s(t0)为ev的电池在t和t0时刻的荷电状态；pev(t)为ev充放电功率；eev为电池额定容量；η充放电效率，其中ηc为η的充电效率，ηd为η的放电效率；

15、t时刻电动汽车soc记为so：

16、

17、若so<s(t0)，则ev最大放电功率为：

18、

19、式中，eev(t)为电动汽车t时刻电池容量；

20、若so>s(t0)，则ev最小充电功率为：

21、

22、从而ev上调节限值大小为：

23、

24、对于下调节限值计算，ev最大充电功率为：

25、

26、从而ev下调节限值大小为：

27、

28、2.2储能系统调节

29、储能系统ess上调节限值大小为：

30、

31、储能系统ess下调节限值大小为：

32、

33、式中：pbat(t)为储能装置t时刻的功率，分别为储能装置最大充、放电功率；ebat,max，ebat,min分别为储能装置的最大、最小容量值；ebat(t)为储能装置t时刻的电池容量，ηbat,c、ηbat,d为储能装置的充放电效率；

34、2.3常规机组调节

35、常规机组上调节限值和下调节限值计算公式为：

36、

37、

38、式中，pg(t)为常规机组t时刻的功率，分别表示常规机组的向上、向下爬坡速率；pg,max、pg,min分别表示常规机组的最大、最小出力；

39、2.4可控负荷调节

40、可控负荷上调节限值和下调节限值计算公式如下

41、

42、

43、式中，pdr(t)为可控负荷t时刻的功率，pl,max、pl,min分别表示可控负荷自身的向上和向下最大出力变化限制。

44、优选地，所述分布式光伏台区集群划分包括：

45、3.1模块度指标；

46、模块度指标指的是在网络中任选两节点，其落入同一区域的概率，模块度的定义如下：

47、

48、

49、式中：m为网络中所有边权之和；；dij为节点i与节点j之间的电气距离；ki表示与节点i相连的边的权重之和；kj表示与节点i相连的边的权重之和；δ(i,j)为节点i与节点j是否在同一区域内的值；ρ为模块度指标；

50、3.2有功功率平衡度指标；

51、基于净功率的有功功率平衡度指标为：

52、

53、

54、式中：pc表示集群c在t时刻的净功率；nc表示集群划分的个数；m表示所有集群的集合；φc表示集群c的有功平衡度；表示网络整体的有功平衡度；

55、3.3综合划分指标；

56、所述综合划分指标为：

57、

58、式中：λ1和λ2分别为不同指标的权重系数，其中λ1+λ2＝1。

59、优选地，所述构建台区优化模型为：

60、4.1台区调节边界指标

61、不同台区的最大向上调节限值up+(t)和向下调节限值up-(t)如下所示：

62、

63、

64、式中，ng、ne、nd、nev分别为可调节常规机组、储能装置、可控负荷、电动汽车的安装个数；

65、4.2台区调节成本指标

66、台区灵调节成本指标f为：

67、f＝(fg,t+fbat,t+fev,t+fdr,t+fpv,t)

68、

69、式中，fg,t、fbat,t、fev,t、fdr,t、fpv,t分别为可调常规机组的发电成本、储能运行成本、电动汽车调节成本、可控负荷补偿成本和弃光成本；a、b、c为发电机组运行成本系数；cbat为单位功率储能的运行成本；cv2g为电动汽车电池损耗系数；cchange为电动汽车电池更换成本；eev,total为电动汽车总循环充放电量；eev,max为电动汽车电池最大容量；cev为电动汽车为用户指定的成本系数；cdr为可控负荷的成本系数；cpv为弃光惩罚成本系数；ppv,pre(t)表示在t时刻分布式光伏的最大出力预测值，npv为光伏发电安装数量；

70、4.3台区优化模型的目标函数为求台区灵调节成本指标f的最小值：

71、minf＝(fg,t+fbat,t+fev,t+fdr,t+fpv,t)。

72、一种分布式光伏配电台区多时空尺度调节系统，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可由所述处理器执行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现分布式光伏配电台区多时空尺度调节方法。

73、有益效果：提出了分布式光伏台区集群划分方法，考虑线路容量约束，建立台区调节能力评估指标，并将台区成本指标纳入到目标函数中，构建台区经济优化模型，促进多台区联合调控的资源互补互济，提高配电网分布式光伏的消纳能力，对提高配电网的经济效益，支撑高比例分布式光伏的灵活消纳。