基于多场景技术的主动配电网源网荷储协同优化运行方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多场景技术的主动配电网源网荷储协同优化运行方法，首先基于多场景技术将分布式可再生能源发电的有功出力进行了场景划分，从而考虑了分布式可再生能源发电有功出力的不确定性；其次，以主动配电网日内综合运行成本最低为目标建立了主动配电网源网荷储协同优化模型，在上述只考虑了源荷储协同优化运行模型的基础上，还考虑了网络重构、分布式可再生能源发电逆变器和储能逆变器的无功出力与分布式可再生能源发电有功出力的协同优化运行，实现了主动配电网源网荷储协同优化运行；最后针对主动配电网源网荷储协同优化模型，与粒子群优化算法相结合，求解了混合整数规划问题。合整数规划问题。合整数规划问题。

【技术实现步骤摘要】
基于多场景技术的主动配电网源网荷储协同优化运行方法


[0001]本专利技术涉及配电网运行
，尤其涉及一种基于多场景技术的主动配电网源网荷储协同优化方法，适用于制定主动配电网的运行策略，实现主动配电网的经济调度。

技术介绍

[0002]分布式可再生能源发电的有功出力具有不确定性，与传统的经济调度相比，主动配电网的经济调度应当科学合理地制定源网荷储的协同优化运行策略，实现分布式可再生能源发电的充分消纳，提高主动配电网的经济性。因此，主动配电网的源网荷储协同优化运行成为当前领域所关注的热点。为了充分消纳可再生能源发电，主动配电网的源网荷储协同优化运行首先需要考虑分布式可再生能源发电有功出力的不确定性。其次，需要考虑如何利用运行环节中各种可调度资源包括源网荷储等，使之协同优化运行，实现分布式可再生能源发电的充分消纳。
[0003]现有的研究在考虑分布式可再生能源发电有功出力的不确定性的基础上，制定了需求侧分时峰谷电价、柔性负荷调度策略、储能的充放电策略等可调度资源的运行策略，实现了源荷储的协同优化运行，但没有考虑网络重构、分布式可再生能源发电逆变器和储能逆变器的无功出力等可调度资源与分布式可再生能源发电有功出力的协同优化运行。另一方面，考虑了源网荷储协同优化运行的研究将分布式可再生能源发电的有功出力视为恒定，虽然考虑了多种可调度资源，但是限制了分布式可再生能源发电的有功出力，没有考虑其不确定性，无法充分消纳分布式可再生能源发电。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种基于多场景技术的主动配电网源网荷储协同优化运行方法，考虑分布式可再生能源发电有功出力的不确定性对主动配电网的源网荷储进行协同优化，给出源网荷储的优化运行策略。
[0005]本专利技术针对现有研究的不足，基于多场景技术解决了分布式可再生能源发电有功出力不确定性的问题，考虑分布式可再生能源发电有功出力不确定性，以主动配电网日内综合运行成本最低为目标函数，建立了主动配电网源网荷储协同优化模型，对源网荷储进行协同优化，保证了主动配电网运行的安全性和经济性。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0007]一种基于多场景技术的主动配电网源网荷储协同优化运行方法，具体包括以下步骤：
[0008](1)运用多场景技术将分布式可再生能源发电有功出力划分为多个场景并给出每种场景发生的概率；
[0009](2)以主动配电网日内综合运行成本最低为目标建立主动配电网源网荷储协同优化模型；
[0010](3)基于所述的主动配电网源网荷储协同优化模型，采用粒子群优化算法将离散
变量连续化参加迭代，求出最优解后进行归整。
[0011]所述的步骤(1)具体过程如下：
[0012]首先，根据预测模型预测较长时间内的光照强度、风速的时序值；其次，以15min为基本步长建立分布式可再生能源发电有功出力的时序出力模型P
DG
(t)，认为15min内分布式可再生能源发电的有功出力不变；最后，运用多场景技术对分布式可再生能源发电有功出力进行聚类，得到S个分布式可再生能源发电有功出力的典型日P
DG,s
(t)与每个典型日出现的概率p
s
，其中s＝1,2,
…
,S。
[0013]所述的步骤(2)具体过程如下：
[0014]以主动配电网日内综合运行成本最低为目标函数，对源网荷储进行协同优化，决策变量包括分布式可再生能源发电逆变器的无功出力、动态重构联络开关动作方案、可中断负荷的调度策略、储能的充放电策略、储能系统逆变器的无功出力及网络上的无功补偿装置的无功出力，目标函数如下：
[0015]min C＝C
up
+C
loss
+C
DG
+C
grid
+C
DSM
+C
ess
ꢀꢀꢀ
(1)
[0016]式中：C为主动配电网日内综合运行成本；C
up
为向上级购电成本；C
loss
为网损成本；C
DG
为向DG投资运营商购电成本；C
grid
为动态重构联络开关动作成本；C
DSM
为可中断负荷的需求响应成本；C
ess
为储能运行维护成本；
[0017]各部分成本计算如下所示：
[0018]1)主动配电网向上级电网购电成本：
[0019][0020]式中：S为主动配电网运行场景总数；p
s
为第s个运行场景发生的概率；t为15min时间间隔；T为计算时间段；c
up
为向上级购电价格；P
up,t
为第t个时间段内向上级购电的电量；
[0021]2)主动配电网网损成本：
[0022][0023]式中：c为向主动配电网售电价格；P
loss,t
为第t个时间段内的网损电量；
[0024]3)主动配电网向DG投资运营商购电成本：
[0025][0026]式中：c
DG
为向DG投资运营商购电价格；P
DG,t
为第t个时间段内向DG投资运营商购电的电量；
[0027]4)主动配电网动态重构联络开关动作成本：
[0028][0029]式中：c
grid
为联络开关切换动作成本；D为日内联络开关动作切换次数；
[0030]5)可中断负荷的需求响应成本：
[0031][0032]F
t
＝R
‑
F
ꢀꢀꢀ
(7)
[0033][0034][0035]式中：F
t
为第t个时间段内可中断负荷的需求响应费用；R为可中断负荷响应时的收益；F为可中断负荷未达到规定响应时的惩罚；c
R
为中断补偿价格；ΔP
n
为电网公司规定的负荷削减量；ΔP
a
表示用户实际的负荷削减量；c
F
为惩罚价格；
[0036]6)储能运行维护成本：
[0037][0038]式中：c
up
为储能单位电量运维费用；P
ess,t
为第t个时间段内储能充电和放电的电量；
[0039]约束条件如下：
[0040](1)潮流平衡约束
[0041][0042]式中：P
DGi,s,t
为节点i第t个时间段内第s个运行场景下分布式可再生能源发电输出的有功功率；P
essi,t
、P
DSMi,t
、P
Li,t
分别为节点i第t个时间段内储能的有功功率、可中断负荷消耗的有功功率和其他负荷消耗的有功功率；Q
DGi,t
、Q
essi,t
、Q
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多场景技术的主动配电网源网荷储协同优化运行方法，其特征在于：具体包括以下步骤：(1)运用多场景技术将分布式可再生能源发电有功出力划分为多个场景并给出每种场景发生的概率；(2)以主动配电网日内综合运行成本最低为目标建立主动配电网源网荷储协同优化模型；(3)基于所述的主动配电网源网荷储协同优化模型，采用粒子群优化算法将离散变量连续化参加迭代，求出最优解后进行归整。2.根据权利要求1所述的一种基于多场景技术的主动配电网源网荷储协同优化运行方法，其特征在于：所述的步骤(1)具体过程如下：首先，根据预测模型预测较长时间内的光照强度、风速的时序值；其次，以15min为基本步长建立分布式可再生能源发电有功出力的时序出力模型P
DG
(t)，认为15min内分布式可再生能源发电的有功出力不变；最后，运用多场景技术对分布式可再生能源发电有功出力进行聚类，得到S个分布式可再生能源发电有功出力的典型日P
DG,s
(t)与每个典型日出现的概率p
s
，其中s＝1,2,
…
,S。3.根据权利要求2所述的一种基于多场景技术的主动配电网源网荷储协同优化运行方法，其特征在于：所述的步骤(2)具体过程如下：以主动配电网日内综合运行成本最低为目标函数，对源网荷储进行协同优化，决策变量包括分布式可再生能源发电逆变器的无功出力、动态重构联络开关动作方案、可中断负荷的调度策略、储能的充放电策略、储能系统逆变器的无功出力及网络上的无功补偿装置的无功出力，目标函数如下：min C＝C
up
+C
loss
+C
DG
+C
grid
+C
DSM
+C
ess
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)式中：C为主动配电网日内综合运行成本；C
up
为向上级购电成本；C
loss
为网损成本；C
DG
为向DG投资运营商购电成本；C
grid
为动态重构联络开关动作成本；C
DSM
为可中断负荷的需求响应成本；C
ess
为储能运行维护成本；各部分成本计算如下所示：1)主动配电网向上级电网购电成本：式中：S为主动配电网运行场景总数；p
s
为第s个运行场景发生的概率；t为15min时间间隔；T为计算时间段；c
up
为向上级购电价格；P
up,t
为第t个时间段内向上级购电的电量；2)主动配电网网损成本：式中：c为向主动配电网售电价格；P
loss,t
为第t个时间段内的网损电量；3)主动配电网向DG投资运营商购电成本：
式中：c
DG
为向DG投资运营商购电价格；P
DG,t
为第t个时间段内向DG投资运营商购电的电量；4)主动配电网动态重构联络开关动作成本：式中：c
grid
为联络开关切换动作成本；D为日内联络开关动作切换次数；5)可中断负荷的需求响应成本：F
t
＝R
‑
F
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)(7)式中：F
t
为第t个时间段内可中断负荷的需求响应费用；R为可中断负荷响应时的收益；F为可中断负荷未达到规定响应时的惩罚；c
R
为中断补偿价格；ΔP
n
为电网公司规定的负荷削减量；ΔP
a
表示用户实际的负荷削减量；c
F
为惩罚价格；6)储能运行维护成本：式中：c
up
为储能单位电量运维费用；P
ess,t
为第t个时间段内储能充电和放电的电量；约束条件如下：(1)潮流平衡约束式中：P
DGi,s,t
为节点i第t个时间段内第s个运行场景下分布式可再生能源发电输出的有功功率；P
essi,t
、P
DSMi,t
、P
Li,t
分别为节点i第t个时间段内储能的有功功率、可中断负荷消耗的有功功率和其他负荷消耗的有功功率；Q
DGi,t
、Q
essi,t
、Q
Li,t
和Q
Ci,t
分别为节点i第t个时间段内分布式可再生能源发电逆变器输出的无功功率、储能逆变器输出的无功功率、负荷消耗的无功功率和网络上的无功补偿装置输出的无功功率；(2)节点电压约束U
min
≤U
i
≤U
max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(12)式中：U
min
和U
max
分别为主动配电网节点电压幅值的上下限；(3)分布式可再生能源发电出力约束
式中：P
DGi,min
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪，程雪颖，
申请(专利权)人：天津大学合肥创新发展研究院，
类型：发明
国别省市：