【技术实现步骤摘要】
一种分布式电源、储能与柔性负荷联合调度方法及装置
本专利技术涉及一种分布式电源、储能与柔性负荷联合调度方法及装置，属于电网优化运行
技术介绍
长期以来，电网主要通过调度电源侧(集中式发电厂)来满足调峰、调频等要求。随着新能源的大量接入，传统电厂年利用小时数被迫下降，承担的电网调节压力陡增。电网陷入了不确定性不断增大、调节能力却不断减弱的怪圈。解决这一困局的一个有效手段是协同海量分布式资源主动参与电网调控，使其从电网的“沉重负担”转变为支撑电网安全高效运行的海量“参与者”。配电网未来将包含大量的分布式电源、储能和柔性负荷等资源，均具备参与电网调节的能力，通过合理的方式聚合调度，不仅能够平抑间歇性能源波动、降低系统峰谷差，而且与增加装机容量相比，投资成本低，具有良好的社会效益和经济效益。因此，客观上需要将数量庞大的分布式资源整合为一个或多个调度方式灵活的聚合体。然而分布式资源数量众多、容量不均、布局分散，通过电网调度中心直接调度成本过高，无法被直接调度。本专利提供一种资源聚合商模式下的分布式电源、储能与柔性负荷联合调度方法。电网公司以电网调节为目的，向资源聚合商发布调度指令，资源聚合商通过内部整合各类分布式资源执行电网调度指令，实现各类分布式资源的联合调度。当前的大容量资源调度方式为计及购电成本、损耗成本和管理成本的经济调度方式，未能考虑各类分布式资源供电能力的影响，特别是对于储能等存在容量限制的资源而言，易出现特定时刻调度能力不足的状况。针对小容量资源调度过程中的不确定性问题通过蒙特卡洛算法解决，通过大量模拟数据得出调度值，但计算时间相对较长，不适...
【技术保护点】
1.一种分布式电源、储能与柔性负荷联合调度方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：基于资源聚合商运营模式，以利润最大为目标构建结合大容量资源的直接调度与小容量资源的电价响应间接调度的联合调度模型，并设置运行约束条件；步骤2：综合考虑大容量资源的经济性、信用度及供电能力，设置动态综合调度优先级，实时判断大容量资源的优先级顺序，依次进行直接调度；步骤3：针对小容量资源的间接调度不确定性，设置小容量资源的模糊机会约束，用于表征不确定因素；步骤4：将模糊机会约束清晰化，并应用改进的粒子群算法并求解联合调度模型，结合相应资源的调度价格，以资源聚合商收益最大为目标，获得大容量资源和小容量资源的调度分配量。
【技术特征摘要】
1.一种分布式电源、储能与柔性负荷联合调度方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：基于资源聚合商运营模式，以利润最大为目标构建结合大容量资源的直接调度与小容量资源的电价响应间接调度的联合调度模型，并设置运行约束条件；步骤2：综合考虑大容量资源的经济性、信用度及供电能力，设置动态综合调度优先级，实时判断大容量资源的优先级顺序，依次进行直接调度；步骤3：针对小容量资源的间接调度不确定性，设置小容量资源的模糊机会约束，用于表征不确定因素；步骤4：将模糊机会约束清晰化，并应用改进的粒子群算法并求解联合调度模型，结合相应资源的调度价格，以资源聚合商收益最大为目标，获得大容量资源和小容量资源的调度分配量。2.根据权利要求1所述的一种分布式电源、储能与柔性负荷联合调度方法，其特征在于：所述资源聚合商运营模式：电网公司以电网调节为目的，向资源聚合商发布调度指令，资源聚合商通过内部优选，联合调度各类分布式资源完成调度指令，调度方式为直接调度和电价响应间接调度。3.根据权利要求1所述的一种分布式电源、储能与柔性负荷联合调度方法，其特征在于：功率大于等于100KW的分布式资源定义为大容量资源，功率小于100KW的分布式资源定义为小容量资源，所述分布式资源包括：分布式电源、储能以及柔性负荷。4.根据权利要求1所述的一种分布式电源、储能与柔性负荷联合调度方法，其特征在于：所述直接调度包括：依据各类大容量资源的调度量计算的调度激励，与实时调度量成正比；或者各类大容量资源的调度权订购激励，按资源容量计算，为固定值，计入资源聚合商固定运行成本。5.根据权利要求1所述的一种分布式电源、储能与柔性负荷联合调度方法，其特征在于：所述电价响应间接调度：在小容量资源调度过程中，资源聚合商通过改变小容量资源电价的形式间接调度资源，资源响应度随电价变化而变化，资源聚合商根据实际资源响应值向小容量资源持有者付出经济激励。6.根据权利要求1所述的一种分布式电源、储能与柔性负荷联合调度方法，其特征在于：所述联合调度模型：将一天24小时划分为96个时间段，以日利润最大建立目标函数：式中：F表示资源聚合商收益值；fin(t)为t时段资源聚合商依据电网公司调度指令的完成情况获取的收入；fout(t)为资源聚合商为调度资源给予各类资源持有者的支出；K1为已完成调度的结算单价；Pdone(t)为t时段资源聚合商完成的调度值；K2为未完成调度的赔偿单价；Plack(t)为t时段资源聚合商未完成的调度值，其中Pdone(t)+Plack(t)＝Pall(t)，Pall(t)为t时段电网公司下达的调度指令值；fB(t)为t时段调度大容量资源调度量成本；fS(t)为t时段调度小容量资源调度量成本；f0为资源聚合商固定运行总成本；K3m为大容量资源m的调度成本单价；Pcm(t)为t时段调度大容量资源m的调度量，M为大容量资源的总数；K4n(t)为t时段节点n小容量资源调度成本单价；ξln(t)为t时段节点n小容量资源的响应度，为实际响应值与最大响应量之间的比值；Pln(t)为t时段按节点n分类的小容量资源的最大响应量，N为小容量资源节点的总数，其中K5m表示大容量资源m的调度权订购成本；Ccm表示大容量资源m的容量；fRA表示资源聚合商固定运行成本；所述运行约束条件包括：1)潮流约束式中：Pi和Qi分别表示电网母线节点i的有功和无功功率；Vi和Vj分别为电网母线节点i和j的电压；Gij和Bij分别表示电网母线节点i和j之间的电导和电纳；cosθij和sinθij分别为相角差θij的余弦和正弦；2)节点电压约束Uimin≤Ui≤Uimax(3)式中：Ui表示电网母线节点i电压，Uimax和Uimin分别表示电压上下限；3)各类分布式资源功率约束实际调度资源总量不能超过资源最大容量；分布式电源、储能以及柔性负荷存在调度功率极限约束：式中：PDG,x为分布式电源x的有功出力；和分别表示分布式电源x出力上下限；PESS,y为储能y的有功出力；和分别表示储能y的充放电功率上下限；PFL,z为柔性负荷z的有功出力；和分别表示柔性负荷z的出力上下限；4)储能荷电状态约束及能量平衡约束SOCmin≤SOC≤SOCmax(5)式中：SOCmax和SOCmin分别为储能电池充放电深度上下限；SOC的定义为：式中：E为储能电池当前能量值；Erate为额定能量值；在整个调度日，要保证储能装置的能量守恒；EEss,y(0)＝EEss,y(96)(7)式中：EEss,y(0)为储能装置储备的初始能量：EEss,y(96)为调度周期结束时储能的剩余能量。7.根据权利要求1所述的一种分布式电源、储能与柔性负荷联合调度方法，其特征在于：所述设置动态综合调度优先级，包括如下步骤：1)引入经济性评估指标来衡量资源调度成本差异，经济性用于判断优先级，直接通过大容量资源持有者与电网公司签订的合同获得：式中，Dm,1(t)表示t时段大容量资源m的调度经济性的评估指标；A为某一常数，使得调度成本最低的资源经济性为1；由于K3m为为大容量资源m的调度成本单价；设置为定值，所以调度经济性为常量；2)引入信用度的概念用于表征一定时段内大容量资源参与调度的完成情况；该指标以历史信息作为计算数据来源：式中，Dm,2(t)表示t时段大容量资源m信用度的评估指标；Gm为一定时间段大容量资源参与调度的次数；为大容量资源m实际调度量；为大容量资源m预期调度量；对于储能以及柔性负荷直接调度而言，不存在不确定问题，调度值与预期值相等，故设其信用度为1；3)引入供电能力评估指标来量化大容量资源的可调度潜力；影响供电能力的因素有剩余并网时间及当前时刻可调度功率，具体表示为：式中，Dm,3(t)为t时段某个大容量资源m的供电能力的评估指标；Tm,re(t)、Tm,all(t)分别为其剩余并网时间及总的并网时间；Pm,max(t)、Pmax(t)分别为当前时刻大容量资源m的可调度功率、大容量资源中的最大可调度功率；确定各项指标的综合权重为：式中，λcm,q为第q个的指标综合权重、λAHP,q、λEM,q分别为第q个Dm,q(t)的AHP权重及熵权法权重，q取1，2，3；根据各项指标值及综合权重确立综合指标值，进一步确立各类大容量资源调度优先级，大容量资源m在t时段的综合指标值可表示为：式中，Dm,q(t)为t时段大容量资源m的第q个评估指标，综合指标值从大到小排序，排在前面的大容量资源m优先级高，优先参与调度。8.根据权利要求1所述的一种分布式电源、储能与柔性负荷联合调度方法，其特征在于：所述模糊机会约束包括：根据历史电价实施前后虚拟柔性负荷实测数据拟合小容量资源响应度ξln(t)与实时电价k(t)的关系，得出两端响应度存在截止上下限，中间段近似线性的响应度曲线：实际调度过程只考虑线性部分，电价与响应量之间存在相关性，但响应量是基于资源持有者的自愿原则开展，具有较大不确定性，故设置模糊参数表征调度不确定性，利用模糊参数拟合虚拟柔性负荷表达式：式中：Pln(t)表示模糊预测后的虚拟柔性负荷可调度值，λ为模糊参数，可推导出资源聚合商完成的调度指令为：模糊参数三角形隶属度函数为：式中，μ(λ)为λ的隶属度函数，λ1和λ2为隶属度参数。资源聚合商提供的调度量需要满足与电网公司签订的合约调度量，允许在一定程度上不满足服务水平条件，但满足的概率必须大于某一置信度，由此产生机会约束：Γ{Pdone(t)∈[Pall(t)-ε,Pall(t)+ε]}≥α(17)式中：Γ表示概率，ε为备用功率，α表示置信度，由聚合商与电网公司签订的合约所定。9.根据权利要求1所述的一种分布式电源、储能与柔性负荷联合调度方法，其特征在于：所述模糊机会约束清晰化包括：当置信度α＞1/2时，结合式(15)将机会约束式(17)清晰化：10.根据权利要求1所述的一种分布式电源、储能与柔性负荷联合调度方法，其特征在于：所述改进的粒子群算法包括：将模糊机会约束清晰化形成清晰等价类，结合粒子群算法，建立改进的粒子群算法，在形成粒子群和求解最优策略的过程中随时判断粒子的可行性，所有不满足清晰等价类约束的粒子都被舍弃并重新生成粒子，粒子的位置与速度更新公式如下：式中，表示粒子i在第k次迭代中的速度，对表示粒子i在第k次迭代中的位置；记录粒子i的历史最优位置，记录全局粒子的历史最优位置；c1、c2为加速系数，分别表示个体和全局最优位置方向对粒子速度的影响程度；rand会产生一个[0，1]之间的随机数；ω为惯性权重。11.一种分布式电源、储能与柔性负荷联合调度装置，其特征在于：包括：调度模型构建单元、大容量资源调度单元、小容量资源调度单元、调度量计算单元；调度模型构建单元：用于基于资源聚合商运营模式，以利润最大为目...
【专利技术属性】
技术研发人员：葛乐，杨雄，伏祥运，袁晓冬，陈兵，费骏韬，吴楠，方鑫，柳丹，周建华，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，南京工程学院，国网江苏省电力有限公司连云港供电分公司，江苏省电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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