1.本发明涉及
配电网调度技术领域,具体涉及含分散式风电的配电网调度方法、装置及存储介质。
背景技术:
2.随着可再生能源的不断开发和利用,分散式风电为新能源发电的新方式。但是分散式风电并网后引起配电网波动和电能质量的问题愈发严重,由于分散式风电
功率和负荷的随机性,增加了配电网电压无功控制的难度,故需要对配电网进行调度,使结合分散式风电的配电网能够安全高效地运行。
3.在含分散式风电的配电网调度研究中,一般以系统网损最小或运行成本最小为目标函数,或构建相关技术指标和经济指标的多目标优化模型。而目前配电网的调度主要采用
日前负荷预测数据制定日前调度计划的方式,分散式风电并网后的随机性和波动性,使日前调度计划在执行过程中与实际情况存在较大偏差,不能得到较好的配电网调度效果。
技术实现要素:
4.基于此,本发明提供含分散式风电的配电网调度方法、装置及存储介质,通过日前调度模型和
日内调度模型的预测结果差值比较,对日前调度模型进行修正,得到贴近实际执行情况的配电网调度计划。
5.第一方面,本发明提供一种含分散式风电的配电网调度方法,包括:
6.根据日前的分散式风电预测功率和日前的负荷预测功率,得到日前调度模型;
7.根据日内的分散式风电预测功率和日内的负荷预测功率,得到日内调度模型;
8.根据所述日内调度模型对所述日前调度模型进行调整,得到调整后配电网的日内调度指令。
9.第二方面,本发明提供一种含分散式风电的配电网调度装置,包括:
10.日前调度模型获取模块,用于根据日前的分散式风电预测功率和日前的负荷预测功率,得到日前调度模型;
11.日内调度模型获取模块,用于根据日内的分散式风电预测功率和日内的负荷预测功率,得到日内调度模型;
12.调度指令修正模块,用于根据所述日内调度模型对所述日前调度模型进行调整,得到调整后配电网的日内调度指令。
13.第三方面,本发明提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面中任一项所述的含分散式风电的配电网调度方法的步骤。
14.采用上述技术方案的有益效果为:在配电网日前调度模型的基础上建立了滚动优化的日内调度模型,对日前调度模型进行优化,使日前调度模型在执行过程中更加贴合配电网的实时情况,得到更好的配电网调度效果。并且在配电网日前调度模型建立时考虑了
配电网网络的重构,通过改变配电网网络开关的状态对网络结构进行优化,在不增加配电网额外设备的基础上发挥配电网的潜力,以较低的成本实现电网运行的经济性和安全性。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
16.图1为本技术一个实施例中含分散式风电的配电网调度方法示意图;
17.图2为本技术一个实施例中含分散式风电的配电网调度方法流程图;
18.图3为本技术一个实施例中含分散式风电的配电网调度装置示意图。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。为了更详细说明本发明,下面结合附图对本发明提供的含分散式风电的配电网调度方法、装置及存储介质,进行具体地描述。
20.随着环境问题日益严重,化石能源消耗殆尽,社会达成共识为致力于可再生能源的大力发展与利用。风电发力凭借自身的潜力和优势得到了快速的发展,并在配电网中占据越来越高的比例。但是风电不同于常规电源,其发电出力由来风情况决定,使风电具有间歇性、波动性以及随机性的特点。分散式风电并网后引起配电网电压波动和电能质量问题愈发严重,其出力和负荷的随机性,增加了配电网无功控制的难度。
21.本技术实施例提供了含分散式风电的配电网调度方法的具体应用场景。该应用场景包括实施例提供的终端设备,终端设备包括但不限于智能手机和计算机设备,其中计算机设备可以是台式计算机、便携式计算机、膝上型计算机、平板电脑等设备中的至少一种。用户对终端设备进行操作,终端设备执行本发明的含分散式风电的配电网调度方法,结合附图1,具体过程请参见含分散式风电的配电网调度方法实施例。
22.步骤s101:根据日前的分散式风电预测功率和日前的负荷预测功率,得到日前调度模型。
23.其中,所述日前调度模型为根据配电网中各设备的日前状态信息得到的配电网调度模型,所述日前调度模型包括日前调度目标函数和日前调度约束条件。
24.步骤s102:根据日内的分散式风电预测功率和日内的负荷预测功率,得到日内调度模型。
25.其中,所述日内调度模型为根据配电网中各设备的日内短期的状态信息得到的配电网调度模型,所述日内调度模型包括日内调度目标函数和日内调度约束条件。
26.步骤s103:根据所述日内调度模型对所述日前调度模型进行调整,得到调整后配电网的日内调度指令。
27.具体地,若任意时刻所述日前的分散式风电预测功率和日内的分散式风电预测功率的差值大于设定阈值,根据所述日内调度模型对日前调度模型进行调整。
28.本技术实施例针对含分散式的配电网提出了一种多时间尺度的配电网调度方法,
将调度分为日前优化调度和日内滚动优化调度两个阶段。其中日内滚动优化调度的目标为运行成本最小化,通过日前优化调度得到次日可调度资源的出力计划,并在日内超短期预测信息下通过日内滚动优化,实现精细化控制调度。
29.结合附图2,关于本技术实施例中日前调度模型和日内调度模型的具体限定如下:
30.首先,关于日前调度模型,所述日前调度模型包括日前调度目标函数和日前调度约束条件,下面分别对日前调度目标函数和日前调度约束条件进行说明:
31.(1)所述日前调度目标函数综合考虑了配电网运行成本、网络重构成本以及配电网网损。为了提高配电网的调度效率和经济性,日前调度目标函数需要把上述考虑的运行成本、网络重构成本以及网损尽可能降低。也就是说,在日前优化阶段,含分散式风电的配电网的日前调度目标函数主要以降低配电网运行成本和配电网网损为优化目标。日前调度目标函数的表达式为:
[0032][0033]
其中,f
da
为日前调度目标函数,为日前调度的配电网运行成本,为日前调度的网络重构成本,为日前调度的配电网网损,λ1为日前调度第一权重系数,λ2为日前调度第二权重系数,λ3为日前调度第三权重系数。由于电压调节量、电流调节量和功率调节量的量级可能不相同,需要通过上述权重系数的调整,使目标函数的参量量级保持一致。
[0034]
日前调度的配电网运行成本主要由配电网发电侧购电成本、分散式风电运行成本、各设备调节成本以及系统需求响应补贴成本组成,具体为:
[0035][0036]
为日前调度的配电网运行成本,为日前调度的配电网运行成本函数;cg为配电网与主网的交换功率成本,t为日前调度的时间周期,ρg为从上级电网购电的单位电价,p
g.t
为t时刻从上级电网购入的电量;c
wtg
为风机的调节成本,h为配电网中风机的数量,ρw为风机功率的单位调节成本,p
m.i.t
为第i台风机在t时刻的有功功率,ρ
w.cf
为风机弃风的单位惩罚成本,δp
w.i.t
为第i台风机在t时刻的弃风量;c
svg
为高压静止无功发生器的调节成本,k为配网中高压静止无功发生器的数量,ρw为高压静止无功发生器的单位调节成本,q
m.i.t
为第i台高压静止无功发生器在t时刻发出无功功率或吸收无功功率的绝对值;c
l
为可调负荷参与需求响应的补偿成本,m为参与需求响应的节点数,l
c.i.t
为第i个节点在t时刻的功率调整量,λe为单位补偿价格;c
es
为储能的调节成本,ρ
es
为储能的单位调节成本,p
es.t
为储能在t时刻的充放电功率。
[0037]
进一步,在配电网的调度过程中,可以通过网络重构来管理潮流,只需要改变网络开关的状态,对配电网的网络结构进行优化,不需要额外增加设备即可发挥配电网自身的潜力,达到提高配电网运行经济性的目的。所述日前调度的网络重构成本是以网络重构的开关操作成本作为优化目标:
[0038][0039]
其中,为日前调度的网络重构成本,cs为单个开关动作的成本,m为配电网中第m个节点,n为配电网中第n个节点,m为配电网中的节点数量,δk
mn
表示位于支路m-n的开关状态是否发生改变,是一个二进制变量,当支路的开关状态发生改变,δk
mn
=1,当支路的开关状态未发生改变,δk
mn
=0。需要说明的是,为维持配电网的稳定性,配电网重构后网络的开关状态需要在日前优化中确定,在日内滚动优化过程中不再改变网络的开关状态。
[0040]
配电网网损是指在电能输送过程中以热能形式散发的功率损失,即为电阻、电导消耗的有功功率;为了提高配电网的调度效率,需要降低配电网网损,使配电网网损达到最小,具体表达式为:
[0041][0042]
其中,为日前调度的配电网网损,g
ij
为支路i-j的电导,v
i,t
为第i个节点在t时刻的电压幅值,v
j,t
为第j个节点在t时刻的电压幅值,cosθ
ij,t
为第i个节点与第j个节点在t时刻的电压相角差。
[0043]
(2)日前调度约束条件包括潮流约束、分散式风电约束、可控负荷约束、储能约束、高压静止无功发生器约束、配电网运行安全约束和网络拓扑结构约束。
[0044]
所述潮流约束是对分散式风电机组出力、无功补偿装置无功功率、储能出力以及需求响应负荷功率的限制,具体为:
[0045][0046]
其中,为第i个节点在t时刻注入的有功功率,为第i个节点在t时刻注入的风机的有功功率,为第i个节点在t时刻注入的储能有功功率,为第i个节点在t时刻注入的可调负荷有功调整量;为第i个节点在t时刻注入的无功功率,为第i个节点在t时刻注入的风机无功功率,为第i个节点在t时刻注入的储能无功功率,为第i个节点在t时刻注入的高压静止无功发生器功率。
[0047]
对上述注入的风机有功功率、注入的储能有功功率、注入的可调负荷有功调整量、注入的风机无功功率、注入的储能无功功率以及注入的高压静止无功发生器功率的计算做进一步扩展,得到:
[0048][0049]
其中,g
ii
为节点i所在支路的电导,g
ij
为支路i-j的电导,b
ij
为支路i-j的磁感应强度,b
ii
为节点i所在支路的磁感应强度,vi为第i个节点的电压幅值,vj为第j个节点的电压幅值,θ
ij
为第i个节点与第j个节点的电压相角差。
[0050]
由于分散式风电调节能力的限制,风机出力的削减量不能超过现有的有功出力,规定各个节点的有功削减量均为正。各分散式风电机组都有无功调节能力,可以对电压进行控制,规定各个节点既可以吸收无功功率又可以发出无功功率,并且发出的无功功率为正值,吸收的无功功率为负值。由此可以得到分散式风电对于有功削减量和无功出力的约束条件,具体为:
[0051][0052]
其中,δpi为第i台风机的有功功率削减量,δp
imax
为第i台风机的最大有功功率削减量;qi为第i台风机的无功功率,q
imax_a
为第i台风机吸收的最大无功功率,q
imax_o
为第i台风机发出的最大无功功率。
[0053]
可控负荷主要是工业生产中对电能质量要求较低、较为不重要的用电负荷。用户通过与电网签订响应的需求侧响应协议,在配电网用电高峰时段根据收到的相应停电通知,在满足自身最小用电需求的前提下,以减少负荷用电需求的方式进行需求侧响应,并获得相应的停电经济补偿费用,具体表达式为:
[0054]
p
load,min,t
≤p
load,t
≤p
load,max,t
[0055]
其中,p
load,t
为t时刻的可控负荷容量,p
load,min,t
为t时刻可控负荷容量的最小值,p
load,max,t
为t时刻可控负荷容量的最大值。
[0056]
而对于配电网中储能的有功功率和无功出力的约束,具体为:
[0057][0058]
其中,为第i个节点在t时刻连接的储能总能量,为第i个节点连接的储能最小值,为第i个节点连接的储能最大值。
[0059]
对上述第i个节点在t时刻连接的储能总能量进行限制,具体为:
[0060][0061]
其中,为第i个节点在t时刻连接的储能的充电功率,为第i个节点在t时刻连接的储能的最大充电功率,为日前调度模型中第i个节点在t时刻连接的储能的充电状态,当节点连接的储能为充电状态时,当节点连接的储能不为充电状态时,为第i个节点在t时刻连接的储能的放电功率,为第i个节点在t时刻连接的储能的最大放电功率,为日前调度模型中第i个节点在t时刻连接的
储能的放电状态,当节点连接的储能为放电状态时,当节点连接的储能不为放电状态时,为储能系统所接pcs系统的最大视在功率,η
ch
为储能的充电效率,η
dis
为储能的放电效率,δt为设定的时间周期,为第i个节点在t+1时刻连接的储能总能量。
[0062]
高压静止无功发生器是指由自换相的电力半导体桥式变流器来进行动态无功补偿的装置,是最优越的静止无功补偿设备。对于高压静止无功发生器的约束具体为:
[0063][0064]
其中,为第i个节点在t时刻的高压静止无功发生器的可调节功率,为第i个节点连接的高压静止无功发生器的可调节功率最小值,为第i个节点连接的高压静止无功发生器的可调节功率最大值。
[0065]
由于配电网对电流和电压有设定的标准范围,对此,需要控制经过日前调度模型调节后的电压电流仍然在标准范围内,对配电网的电压设置有不越线约束,具体为:
[0066][0067]
其中,ui为第i个节点的电压幅值,为第i个节点的电压幅值最小值,为第i个节点的电压幅值最大值,上述电压幅值最小值和电压幅值最大值根据配电网的实际要求设置。
[0068]
配电网网络重构过程中以及网络重构后都需要满足配电网的拓扑结构要求,也就是配电网的运行结构应为配电网的网络结构,配电网的网络结构可以为辐射状,具体为:
[0069]
g∈g
[0070]
其中,g为当前配电网的网络拓扑结构,g为配电网所有辐射状拓扑结构的集合。
[0071]
根据配电网中各设备的日前状态、结合上述日前调度模型,能够对次日的配电网调度进行优化,得到次日的配电网调度指令;而日前调度模型的优化调度周期可根据实际情况设置,为了提高调度的精确度,一般取日前调度模型的优化调度周期为1小时。
[0072]
上述目标函数以及约束条件的限定,使日前调度模型兼顾了无功调压和配网的经济运行,分散式风电的无功出力、储能无功出力以及高压静止无功发生器的无功出力均可对配电网系统电压进行调节,其中分散式风电和储能的无功出力不计成本。
[0073]
由于日前优化调度中分散式风电、可控负荷、高压静止无功发生器和储能装置的预测步长比较长,影响这些设备预测的不确定因素增加时会导致预测的精确度大大降低,造成长时间尺寸的优化结果缺少实际指导意义,因此需要在日内阶段做进一步的修正。
[0074]
判断日前调度模型是否进行修正具体为:根据日前调度模型会得到次日一整天可调度资源的出力计划,而日内调度模型是在次日进行滚动优化的,若在t时刻日前的分散式风电预测功率和日内的分散式风电预测功率的差值超过设定阈值,就说明了日前调度模型的指导意义减弱,若继续按照日前调度模型进行配电网调度,准确度会大大降低,则需要采用更为精确的日内调度模型对日前调度模型进行调整。
[0075]
其次,关于日内调度模型,日内调度模型是在日前调度模型的基础上构建的,日内调度模型的优化调度周期小于日前调度模型的优化调度周期。在日前调度模型的优化调度
周期为1小时的情况下,可设置日内调度模型的优化调度周期为15分钟,日内调度模型对日前调度模型的优化每4个时段进行1次,日内第τ时段的功率计划为日前(4τ-3)-4τ四个时段的调整基准。当该时段结束,进入τ+1时段时,优化时段向前推移,更新预测信息,重新进行优化求解。如此不断滚动优化,直至24小时结束,即完成日内调度模型对日前调度模型的调整。
[0076]
所述日内调度模型包括日内调度目标函数和日内调度约束条件,下面分别对日内调度目标函数和日内调度约束条件进行说明:
[0077]
(1)为了进一步体现日前调度模型和日内调度模型的耦合性,也就是展现日前优化调度结果的有效性,应尽量减少日内优化调度结果与日前优化调度结果的差距,在日内调度模型的目标函数中添加惩罚函数部分进行日内滚动优化,具体为:
[0078][0079]
其中,fr为日内调度目标函数,日内调度配电网的运行成本,为日内调度的配电网网损,f
da
为日前调度目标函数,μ1为日内调度第一权重系数,μ2为日内调度第二权重系数,η为配电网运行的单位惩罚成本。
[0080]
日内配电网的运行成本主要由配电网发电侧购电成本、分散式风电运行成本、各设备调节成本以及系统需求响应补贴成本组成,具体为:
[0081][0082]
其中,为日内配电网的运行成本,为日内配电网的运行成本函数;为日内配电网与主网的交换功率成本,t
δ
为日内调度的时间周期,l0为当前调度时段的优化起始点,在该时段以l0时刻开始15分钟为间隔的滚动优化,ρg为从上级电网购电的单位电价,p
g.t
为t时刻从上级电网购入的电量;为日内风机的调节成本,h为配电网中风机的数量,ρw为风机功率的单位调节成本,为第i台风机在t时刻的实际调度功率,为第i台风机在t时刻的功率修正值,ρ
w.cf
为风机弃风的单位惩罚成本,δp
w.i.t
为第i台风机在t时刻的弃风量;为日内高压静止无功发生器的调节成本,k为配电网中高压静止无功发生器的数量,ρm为高压静止无功发生器的单位调节成本,q
m.i.t
为第i台高压静止无功发生器在t时刻发出无功功率或者吸收无功功率的绝对值;为日内可调负荷参与需求响应的补偿成本,m为参与需求响应的节点数,l
c.i.t
为第i个节点在t时刻的功率调整量,λe为调节的单位补偿价格;c
es
为储能的调节成本,ρ
es
为储能的单位调节成本,p
es.t
为储能在t时刻的充放电功率。
[0083]
配电网网损是指在电能输送过程中以热性能形式散发的功率损失,为了提高配电网的调度效率,需要降低配电网网损,使配电网网损达到最小值,具体表达式为:
[0084][0085]
其中,为日内调度的配电网网损,g
ij
为支路i-j的电导,v
i,t
为第i个节点在t时刻的电压幅值,v
j,t
为第j个节点在t时刻的电压幅值,cosθ
ij,t
为第i个节点与第j个节点在t时刻的电压相角差。
[0086]
(2)日内调度约束条件包括储能约束和修正值约束。
[0087]
在日内调度时,为了更好地追踪日前调度模型,储能系统在每个小时结束时的荷电状态应与日前调度每个小时结束时的荷电状态相同,即:
[0088][0089]
其中,为日内调度的时间周期结束时储能的荷电状态,为日前调度的时间周期结束时储能的荷电状态,此时的时间周期为1小时。
[0090]
而在每次日内调度模型滚动修正时,分散式风电新的出力为要满足配电网出力的约束;同时,新的出力要以日前调度模型为参考,偏差值不能超过设定范围,具体为:
[0091][0092]
其中,为第i台风机在t时刻的功率修正值,为第i台风机在t时刻的功率修正最小值,为第i台风机在t时刻的功率最小值,为日前调度中第i台风机在t时刻的实际调度功率,为日前调度中第i台风机在t时刻的预测功率,δp
′i为日前优化调度中第i台风机在t时刻的弃风量,为距离t时刻最近一次的修正计划功率,为第i台风机在t时刻的功率修正最大值。
[0093]
另外,对于含分散式风电的配电网调度方法中求解的难点在于交流潮流模型的非凸性导致整个调度模型称为非凸规划问题,如果能够将其以较高的精度转化为凸规划问题,将大大降低求解难度,从而缩短求解时间,降低对计算资源的占用。考虑到上述模型的非凸非线性数学本质,本发明实施例采用二阶锥方法对其进行凸松弛处理。
[0094]
二阶锥方法是在有限个二阶锥的笛卡尔乘积的仿射子空间的交集上最小化或最大化一个线性函数,即在非空尖凸锥导入偏序下,线性等式、线性不等式约束条件下的线性目标函数的问题。通过将复杂的优化模型转化成锥模型,可以把变量间复杂的关系以特殊结构的锥集表示,大大简化了原模型的求解,加快收敛速度。
[0095]
本实施例通过引入中间变量将上述问题转换为混合整数二阶锥规划问题,通过二阶锥松弛将配电网潮流约束转换为二阶锥形式,利用严格的数学方法进行建模,将搜索空间限制在有限的凸锥范围内,不仅能够在有效的时间内对原问题求解,还能保证求解的最优性和精度,其中引入的中间变量为:
[0096][0097]
对上述模型中的非线性目标函数和约束条件进行锥形式转化,其中日前调度模型中的目标函数日内调度模型中的目标函数配电网的潮流约束以及运行安全约束为非线性函数,将其转化为线性函数。
[0098]
日前调度模型中的目标函数:
[0099][0100]
日内调度模型中的目标函数:
[0101][0102]
配电网的潮流约束为:
[0103][0104]
配电网的运行安全约束为:
[0105][0106]
求解混合整数二阶锥规划问题时,对变量进行松弛后得到对二阶锥的多面体近似描述,故在求解问题时将上述松弛转换为锥约束为:
[0107][0108]
此时,可行域松弛为一个二阶锥体,形成一个凸可行域。通过常见的商用求解器均可快速且有效地求解该问题。由于该模型是一个凸规划模型,与基于原交流潮流方程的非凸规划模型相比,具有更好地计算效率和收敛特性。在保证所求解的最优性和精度的同时提高了求解效率。
[0109]
应该理解的是,虽然附图1的流程图中各个步骤按照箭头额定指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以按其他的顺序执行。而且附图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者子阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0110]
上述本发明公开的实施例中详细描述了含分散式风电的配电网调度方法,对于本发明公开的上述方法可以采用多种形式的设备实现,因此本发明还公开了对应上述方法的含分散式风电的配电网调度装置,结合附图3,下面给出具体的实施例进行详细说明。
[0111]
日前调度模型获取模块201,用于根据日前的分散式风电预测功率和日前的负荷预测功率,得到日前调度模型,所述日前调度模型的时间尺度为第一预设周期。
[0112]
日内调度模型获取模块202,用于根据日内的分散式风电预测功率和日内的负荷预测功率,得到日内调度模型,所述日内调度模型的时间尺度为第二预设周期,所述第一预设周期大于第二预设周期。
[0113]
调度指令修正模块203,用于根据所述日内调度模型对所述日前调度模型进行调整,得到调整后配电网的日内调度指令。
[0114]
关于含分散式风电的配电网调度装置的具体限定可以参见上文中对于方法的限定,在此不再赘述。上述装置中的各个模块可全部或者部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或者独立于终端设备的处理器中,也可以以软件形式存储于终端设备的存储器中,以便处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
[0115]
在一个实施例中,本发明还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面含分散式风电的配电网调度方法的步骤。
[0116]
所述计算机可读存储介质可以是诸如闪存、eeprom(电可擦除可编只读程存储器)、eprom(可擦除可编只读程存储器)、硬盘或者rom之类的电子存储器。可选的,计算机可读存储介质包括非瞬时性计算机可读介质(non-transitory computer-readable storage medium)。计算机可读存储介质具有执行上述方法中的任何方法步骤的程序代码的存储空间。这些程序代码可以从一个或者多个计算机程序产品中读出或者写入这一个或者多个计算机程序产品中,所述程序代码可以以适当形式进行压缩。
[0117]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
技术特征:
1.一种含分散式风电的配电网调度方法,其特征在于,包括:根据日前的分散式风电预测功率和日前的负荷预测功率,得到日前调度模型;根据日内的分散式风电预测功率和日内的负荷预测功率,得到日内调度模型;根据所述日内调度模型对所述日前调度模型进行调整,得到调整后配电网的日内调度指令。2.如权利要求1所述的含分散式风电的配电网调度方法,其特征在于,所述根据所述日内调度模型对所述日前调度模型进行调整,包括:若任意时刻所述日前的分散式风电预测功率和日内的分散式风电预测功率的差值大于设定阈值,根据所述日内调度模型对日前调度模型进行调整。3.如权利要求2所述的含分散式风电的配电网调度方法,其特征在于,所述日前调度模型包括日前调度目标函数和日前调度约束条件;所述日前调度目标函数包括:其中,f
da
为日前调度目标函数,为日前调度的配电网运行成本,为日前调度的网络重构成本,为日前调度的配电网网损,λ1为日前调度第一权重系数,λ2为日前调度第二权重系数,λ3为日前调度第三权重系数;所述日前调度约束条件包括潮流约束、分散式风电约束、可控负荷约束、储能约束、高压静止无功发生器约束、配电网运行安全约束和网络拓扑结构约束。4.如权利要求3所述的含分散式风电的配电网调度方法,其特征在于,所述日前调度的配电网运行成本的表达式为:其中,为日前调度的配电网运行成本,为日前调度的配电网运行成本函数;c
g
为配电网与主网的交换功率成本,t为日前调度的时间周期,ρ
g
为从上级电网购电的单位电价,p
g.t
为t时刻从上级电网购入的电量;c
wtg
为风机的调节成本,h为配电网中风机的数量,ρ
w
为风机功率的单位调节成本,p
m.i.t
为第i台风机在t时刻的有功功率,ρ
w.cf
为风机弃风的单位惩罚成本,δp
w.i.t
为第i台风机在t时刻的弃风量;c
svg
为高压静止无功发生器的调节成本,k为配网中高压静止无功发生器的数量,ρ
w
为高压静止无功发生器的单位调节成本,q
m.i.t
为第i台高压静止无功发生器在t时刻发出无功功率或吸收无功功率的绝对值;c
l
为可调负荷参与需求响应的补偿成本,m为参与需求响应的节点数,l
c.i.t
为第i个节点在t时刻的功率调整量,λ
e
为单位补偿价格;c
es
为储能的调节成本,ρ
es
为储能的单位调节成本,p
es.t
为储能在t时刻的充放电功率;所述日前调度的网络重构成本的表达式为:
其中,为日前调度的网络重构成本,c
s
为单个开关动作的成本,m为配电网中第m个节点,n为配电网中第n个节点,m为配电网中的节点数量,δk
mn
表示位于支路m-n的开关状态是否发生改变,当支路的开关状态发生改变,δk
mn
=1,当支路的开关状态未发生改变,δk
mn
=0;所述日前调度的配电网网损的表达式为:其中,为日前调度的配电网网损,g
ij
为支路i-j的电导,v
i,t
为第i个节点在t时刻的电压幅值,v
j,t
为第j个节点在t时刻的电压幅值,cosθ
ij,t
为第i个节点与第j个节点在t时刻的电压相角差。5.如权利要求4所述的含分散式风电的配电网调度方法,其特征在于,所述潮流约束的表达式为:其中,为第i个节点在t时刻注入的有功功率,p
iwtg,t
为第i个节点在t时刻注入的风机有功功率,p
ids,t
为第i个节点在t时刻注入的储能有功功率,p
il,t
为第i个节点在t时刻注入的可调负荷有功调整量;为第i个节点在t时刻注入的无功功率,为第i个节点在t时刻注入的风机无功功率,为第i个节点在t时刻注入的储能无功功率,为第i个节点在t时刻注入的高压静止无功发生器功率;所述分散式风电约束的表达式为:其中,δp
i
为第i台风机的有功功率削减量,δp
imax
为第i台风机的最大有功功率削减量;q
i
为第i台风机的无功功率,q
imax_a
为第i台风机吸收的最大无功功率,q
imax_o
为第i台风机发出的最大无功功率;所述可控负荷约束的表达式为:p
load,min,t
≤p
load,t
≤p
load,max,t
其中,p
load,t
为t时刻的可控负荷容量,p
load,min,t
为t时刻可控负荷容量的最小值,p
load,max,t
为t时刻可控负荷容量的最大值;所述储能约束的表达式为:其中,为第i个节点在t时刻连接的储能总能量,为第i个节点连接的储能最小值,为第i个节点连接的储能最大值;
所述高压静止无功发生器约束的表达式为:其中,为第i个节点在t时刻的高压静止无功发生器的可调节功率,为第i个节点连接的高压静止无功发生器的可调节功率最小值,为第i个节点连接的高压静止无功发生器的可调节功率最大值;所述配电网运行安全约束的表达式为:其中,u
i
为第i个节点的电压幅值,为第i个节点的电压幅值最小值,为第i个节点的电压幅值最大值;所述网络拓扑结构约束的表达式为:g∈g其中,g为当前配电网的网络拓扑结构,g为配电网所有辐射状拓扑结构的集合。6.如权利要求5所述的含分散式风电的配电网调度方法,其特征在于,所述日内调度模型包括日内调度目标函数和日内调度约束条件:所述日内调度目标函数包括:其中,f
r
为日内调度目标函数,日内调度配电网的运行成本,为日内调度的配电网网损,f
da
为日前调度目标函数,μ1为日内调度第一权重系数,μ2为日内调度第二权重系数,η为配电网运行的单位惩罚成本;所述日内调度约束条件包括储能约束条件、修正值约束条件。7.如权利要求6所述的含分散式风电的配电网调度方法,其特征在于,所述日内配电网的运行成本的表达式为:其中,为日内配电网的运行成本,为日内配电网的运行成本函数;为日内配电网与主网的交换功率成本,t
δ
为日内调度的时间周期,l0为当前调度时段的优化起始点,ρ
g
为从上级电网购电的单位电价,p
g.t
为t时刻从上级电网购入的电量;为日内风机的调节成本,h为配电网中风机的数量,ρ
w
为风机功率的单位调节成本,为第i台风机在t时刻的实际调度功率,为第i台风机在t时刻的功率修正值,ρ
w.cf
为风机弃风的单位惩罚成本,δp
w.i.t
为第i台风机在t时刻的弃风量;为日内高压静止无功发生器的调节成本,k
为配电网中高压静止无功发生器的数量,ρ
m
为高压静止无功发生器的单位调节成本,q
m.i.t
为第i台高压静止无功发生器在t时刻发出无功功率或者吸收无功功率的绝对值;为日内可调负荷参与需求响应的补偿成本,m为参与需求响应的节点数,l
c.i.t
为第i个节点在t时刻的功率调整量,λ
e
为调节的单位补偿价格;c
es
为储能的调节成本,ρ
es
为储能的单位调节成本,p
es.t
为储能在t时刻的充放电功率;所述日内调度的配电网网损的表达式为:其中,为日内调度的配电网网损,g
ij
为支路i-j的电导,v
i,t
为第i个节点在t时刻的电压幅值,v
j,t
为第j个节点在t时刻的电压幅值,cosθ
ij,t
为第i个节点与第j个节点在t时刻的电压相角差。8.如权利要求7所述的含分散式风电的配电网调度方法,其特征在于,所述储能约束条件的具体表达式为:其中,为日内调度的时间周期结束时储能的荷电状态,为日前调度的时间周期结束时储能的荷电状态;所述修正值约束条件的具体表达式为:其中,为第i台风机在t时刻的功率修正值,为第i台风机在t时刻的功率修正最小值,为第i台风机在t时刻的功率最小值,为日前调度中第i台风机在t时刻的实际调度功率,为日前调度中第i台风机在t时刻的预测功率,δp
′
i
为日前优化调度中第i台风机在t时刻的弃风量,为距离t时刻最近一次的修正计划功率,为第i台风机在t时刻的功率修正最大值。9.一种含分散式风电的配电网调度装置,其特征在于,包括:日前调度模型获取模块,用于根据日前的分散式风电预测功率和日前的负荷预测功率,得到日前调度模型;日内调度模型获取模块,用于根据日内的分散式风电预测功率和日内的负荷预测功率,得到日内调度模型;调度指令修正模块,用于根据所述日内调度模型对所述日前调度模型进行调整,得到调整后配电网的日内调度指令。10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-8中任一项所述的含分散式风电的配电网调度方法的步骤。
技术总结
本申请提供一种含分散式风电的配电网调度方法、装置及存储介质。所述方法包括:根据日前的分散式风电预测功率和日前的负荷预测功率,得到日前调度模型;根据日内的分散式风电预测功率和日内的负荷预测功率,得到日内调度模型;根据所述日内调度模型对所述日前调度模型进行调整,得到调整后配电网的日内调度指令。在配电网日前调度模型的基础上建立了滚动优化的日内调度模型,对日前调度模型进行优化,使日前调度模型在执行过程中更加贴合配电网的实际情况,得到更好的配电网调度效果。得到更好的配电网调度效果。得到更好的配电网调度效果。
技术研发人员:
李巍 白浩 要若天 潘姝慧 刘通 唐立军 郭琦
受保护的技术使用者:
南方电网科学研究院有限责任公司
技术研发日:
2022.10.25
技术公布日:
2022/12/12