一种柔性负荷参与的配电网碳排放治理方法及系统技术方案

本发明专利技术属于电力系统技术领域，具体涉及一种柔性负荷参与的配电网碳排放治理方法及系统。该方法包括，构建用户的柔性负荷预测模型；构建用户的总负荷预测模型，将用户的柔性负荷预测数据输入用户的总负荷预测模型得到用户的总负荷预测数据；基于用户总负荷预测数据求取配电区域内的三项不平衡损失，基于用户的总负荷预测数据、能源出力预测数据计算配电区域内碳排放指标；以配电区域内的三项不平衡损失最小和配电区域内碳排放指标最小为目标构建双目标优化模型，通过求解双目标优化模型得出用户的柔性负荷最佳数据。本发明专利技术通过柔性负荷同分布式电源出力匹配，降低峰值负荷与上网损失，同时通过优化三相负荷，减少了不平衡度及变压器线损。变压器线损。变压器线损。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性负荷参与的配电网碳排放治理方法及系统


[0001]本专利技术属于电力系统
，具体涉及一种柔性负荷参与的配电网碳排放治理方法及系统。

技术介绍

[0002]综合能源系统能够促进可再生能源的消纳，实现资源的优化利用,提高综合能源的利用率,是实现节能减排的重要举措。但是，分布式光伏的接入，使配电网的网损现状变得复杂。配电网中分布式光伏的渗透率在快速提升，而低压配电网的线损水平和影响因素均属于线损管理的重点和难点，其线损率直接涉及供用电双方经济利益。
[0003]目前，国内外针对含源配电网节能降损提出了有效方法，主要方法包括:线路节能改造，使用无功补偿装置，缩小配电分区供电范围，实现降损。此方法通过计算供电分区、网损合理分配改造资金，将单条馈线线损计算嵌套在供电子区下，形成供电子区
‑
馈线线损分层优化模型，生成备选改造方案。但是此方案基于分布式电源子区划分，随着光伏渗透率提升，分区改造方案随之变化。
[0004]优化分布式电源,考虑电压和源荷的不确定性，并从含源配电网运行的角度，通过优化分布式电源选址定容，达到降低网损的效果；但是存在与线路改造相似的问题，电源安装位置、可用容量、实际出力效率被地理、气象、用户需求等方面约束。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术的不足，本专利技术提供一种柔性负荷参与的配电网碳排放治理方法及系统，通过柔性负荷同分布式电源出力匹配，实现就地消纳，降低峰值负荷与上网损失，同时通过优化三相负荷，减少了不平衡度及变压器线损。
[0006]为解决现有技术的不足，本专利技术提供的技术方案为：
[0007]一种柔性负荷参与的配电网碳排放治理方法，包括，
[0008]构建用户的柔性负荷预测模型，得到用户的柔性负荷预测数据；
[0009]构建用户的总负荷预测模型，将用户的柔性负荷预测数据输入用户的总负荷预测模型得到用户的总负荷预测数据；
[0010]基于用户总负荷预测数据求取配电区域内的三项不平衡损失，基于用户的总负荷预测数据、能源出力预测数据计算配电区域内碳排放指标；
[0011]以配电区域内的三项不平衡损失最小和配电区域内碳排放指标最小为目标构建双目标优化模型，通过求解双目标优化模型得出用户的柔性负荷最佳数据。
[0012]优选的，所述构建用户的柔性负荷预测模型，得到用户的柔性负荷预测数据，包括，
[0013][0014]其中，为t时刻第i个用户的柔性负荷预测数据；i＝1,2,3,
…
,M，M为配电区
域内用户的总数；T(t)表示t时刻的室外温度预测值，表示t时刻第i个用户空调的预设温度值；θ
i
表示第i个用户的空调能效系数，δ
i
表示第i个用户的空调的电热阻；
[0015]满足下述约束条件：
[0016][0017][0018]其中，为t+Δt时第i个用户的室内温度；为t时刻第i个用户的室内温度；为t时刻第i个用户的空调运行指示器；β
i
为第i个用户的空调制冷参数；为第i个用户的空调负荷最大值；
[0019]其中，β
i
的计算公式如下：
[0020][0021]其中，C
i
表示第i个用户的空调电容；
[0022]其中，满足：
[0023][0024]其中，ε
i
(t)为带宽，表示t时刻第i个用户的室内温度偏移空调设定温度值的差值。
[0025]优选的，所述构建用户的总负荷预测模型，将用户的柔性负荷预测数据输入用户的总负荷预测模型得到用户的总负荷预测数据，包括，
[0026]以每15分钟为间隔，提取用户的日总负荷历史数据，对日总负荷历史数据去噪、归一化处理；
[0027]采用K
‑
means算法对用户的日总负荷历史数据进行聚类分析，利用SSE聚类效果评价指标将用户划分为四类用户；
[0028]基于非侵入式负荷分解方法，将用户日总负荷历史数据分解成柔性负荷历史数据和基础负荷历史数据；
[0029]以历史电价、柔性负荷历史数据、基础负荷历史数据、历史气象数据为特征量，以用户日总负荷历史数据为结果，分别对四类用户训练深度学习LSTM网络模型；
[0030]将预测电价、柔性负荷预测数据、基础负荷预测数据、气象预测数据输入深度学习LSTM网络模型，得到用户的总负荷预测数据。
[0031]优选的，所述基于用户总负荷预测数据求取配电区域内的三项不平衡损失，包括，
[0032][0033]其中，F
loss
(t)表示t时刻配电区域内所有变压器的三相不平衡损失总和，ρ
j
(t)表示t时刻第j个变压器的三相负序不平衡度；R
a
为第一线路电阻；R
b
为第二线路电阻；R
c
为第三线路电阻；j＝1,2,3,
…
,N，N为配电区域内变压器的总数；
[0034]ρ
j
(t)的计算公式如下：
[0035][0036]其中，L
j
(t)表示三相不平衡指数第一参数，计算公式如下：
[0037][0038]其中，a
j
(t)、b
j
(t)、c
j
(t)分别为第t时刻第j个变压器的三相电流的基波分量的有效值，a
j
(t)、b
j
(t)、c
j
(t)分别等于t时刻第j个变压器的第一线路上所连用户的总负荷预测数据之和、第二线路上所连用户的总负荷预测数据之和、第三线路上所连用户的总负荷预测数据之和的归一化值。
[0039]优选的，所述基于用户的总负荷预测数据、能源出力预测数据计算配电区域内碳排放指标，包括，
[0040][0041]其中，CI(t)表示t时刻配电区域的碳排放指标，为t时刻配电区域变压器的电力排放因子；F
i
(t)为t时刻第i个用户的总负荷预测数据；i＝1,2,3,
…
,M，M为配电区域内用户的总数；
[0042]的计算公式如下：
[0043][0044]其中，K
m
(t)表示t时刻第m个类型的能源的出力预测数据占配电区域总出力预测数据的比例，m＝1,2,3,
…
,Q，Q为能源类型的总数；E
m
表示第m个类型的能源的碳排放因子。
[0045]一种柔性负荷参与的配电网碳排放治理系统，包括柔性负荷预测模块、总负荷预测模块、三项不平衡损失求取模块、碳排放指标求取模块和优化模块；
[0046]所述柔性负荷预测模块用于，构建用户的柔性负荷预测模型，得到用户的柔性负荷预测数据；
[0047]所述总负荷预测模块用于，构建用户的总负荷预测模型，将用户的柔性负荷预测数据输入用户的总负荷预测模型得到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性负荷参与的配电网碳排放治理方法，其特征在于，包括，构建用户的柔性负荷预测模型，得到用户的柔性负荷预测数据；构建用户的总负荷预测模型，将用户的柔性负荷预测数据输入用户的总负荷预测模型得到用户的总负荷预测数据；基于用户总负荷预测数据求取配电区域内的三项不平衡损失，基于用户的总负荷预测数据、能源出力预测数据计算配电区域内碳排放指标；以配电区域内的三项不平衡损失最小和配电区域内碳排放指标最小为目标构建双目标优化模型，通过求解双目标优化模型得出用户的柔性负荷最佳数据。2.根据权利要求1所述的一种柔性负荷参与的配电网碳排放治理方法，其特征在于，所述构建用户的柔性负荷预测模型，得到用户的柔性负荷预测数据，包括，其中，为t时刻第i个用户的柔性负荷预测数据；i＝1,2,3,
…
,M，M为配电区域内用户的总数；T(t)表示t时刻的室外温度预测值，表示t时刻第i个用户空调的预设温度值；θ
i
表示第i个用户的空调能效系数，δ
i
表示第i个用户的空调的电热阻；满足下述约束条件：满足下述约束条件：其中，为t+Δt时第i个用户的室内温度；为t时刻第i个用户的室内温度；为t时刻第i个用户的空调运行指示器；β
i
为第i个用户的空调制冷参数；为第i个用户的空调负荷最大值；其中，β
i
的计算公式如下：其中，C
i
表示第i个用户的空调电容；其中，满足：其中，ε
i
(t)为带宽，表示t时刻第i个用户的室内温度偏移空调设定温度值的差值。3.根据权利要求1所述的一种柔性负荷参与的配电网碳排放治理方法，其特征在于，所述构建用户的总负荷预测模型，将用户的柔性负荷预测数据输入用户的总负荷预测模型得到用户的总负荷预测数据，包括，以每15分钟为间隔，提取用户的日总负荷历史数据，对日总负荷历史数据去噪、归一化处理；采用K
‑
means算法对用户的日总负荷历史数据进行聚类分析，利用SSE聚类效果评价指
标将用户划分为四类用户；基于非侵入式负荷分解方法，将用户日总负荷历史数据分解成柔性负荷历史数据和基础负荷历史数据；以历史电价、柔性负荷历史数据、基础负荷历史数据、历史气象数据为特征量，以用户日总负荷历史数据为结果，分别对四类用户训练深度学习LSTM网络模型；将预测电价、柔性负荷预测数据、基础负荷预测数据、气象预测数据输入深度学习LSTM网络模型，得到用户的总负荷预测数据。4.根据权利要求1所述的一种柔性负荷参与的配电网碳排放治理方法，其特征在于，所述基于用户总负荷预测数据求取配电区域内的三项不平衡损失，包括，其中，F
loss
(t)表示t时刻配电区域内所有变压器的三相不平衡损失总和，ρ
j
(t)表示t时刻第j个变压器的三相负序不平衡度；R
a
为第一线路电阻；R
b
为第二线路电阻；R
c
为第三线路电阻；j＝1,2,3,
…
,N，N为配电区域内变压器的总数；ρ
j
(t)的计算公式如下：其中，L
j
(t)表示三相不平衡指数第一参数，计算公式如下：其中，a
j
(t)、b
j
(t)、c
j
(t)分别为第t时刻第j个变压器的三相电流的基波分量的有效值，a
j
(t)、b
j
(t)、c
j
(t)分别等于t时刻第j个变压器的第一线路上所连用户的总负荷预测数据之和、第二线路上所连用户的总负荷预测数据之和、第三线路上所连用户的总负荷预测数据之和的归一化值。5.根据权利要求1所述的一种柔性负荷参与的配电网碳排放治理方法，其特征在于，所述基于用户的总负荷预测数据、能源出力预测数据计算配电区域内碳排放指标，包括，其中，CI(t)表示t时刻配电区域的碳排放指标，为t时刻配电区域变压器的电力排放因子；F
i
(t)为t时刻第i个用户的总负荷预测数据；i＝1,2,3,
…
,M，M为配电区域内用户的总数；的计算公式如下：其中，K
m
(t)表示t时刻第m个类型的能源的出力预测数据占配电区域总出力预测数据的
比例，m＝1,2,3,
…
,Q，Q为能源类型的总数；E
m
表示第m个类型的能源的碳排放因子。6.一种柔性负荷参与的配电网碳排放治理系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：施健，胡游君，邱玉祥，刘军，魏训虎，蔡世龙，周忠冉，李马峰，刘皓，潘安顺，富思，樊泽宇，邱文元，沈耀威，
申请(专利权)人：南京南瑞信息通信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：