【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于配电网资源聚类，具体涉及一种考虑广域互补性的配电网灵活性资源聚类方法。
技术介绍
1、为应对环境变化问题，我国政府鼓励安装分布式可再生能源，导致大量分布式能源集群化接入配电网络，出现了节点负荷功率与分布式电源出力存在功率不匹配情况，配电网网络中也极易出现反向潮流、电压越限等问题，进而可能危害电网的稳定性、安全性和经济性。分布式可再生能源安装者由于过于追求高利益会忽视过多电能对于电网运行的负面影响。当电网网络出现电压越限等安全问题时，可以通过储能充放电的特性改善出力与负荷不相匹配的问题，但同时过多接入储能会大大提高投资成本，导致局域分布式可再生能源的总收益大大下降。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种考虑广域互补性的配电网灵活性资源聚类方法。
2、本专利技术的目的是这样实现的：一种考虑广域互补性的配电网灵活性资源聚类方法，它包括以下步骤：
3、s1：选取区域聚类指标；
4、s2：建立配电网区域聚类优化策略模型。
5、进一步的，所述步骤s1包括：
6、选取节点间电气距离耦合程度即电气距离指标作为唯一聚类结构性指标；选取爬坡灵活性供需平衡度指标、灵活性平衡时间指标和集群广域互补性指标作为功能性指标。
7、进一步的，所述选取节点间电气距离耦合程度即电气距离指标作为唯一聚类结构性指标包括：
8、运用模块度指标衡量电气距离指标，模块度越高，聚合区域内部的节点耦合
9、
10、式中：为模块度指标；mi和mj分别表示与节点i、节点j相连的边权之和；δ(i,j)表示节点i和节点j的区域关系，当节点i和节点j同一区域，δ(i,j)＝1，反之δ(i,j)＝0；m表示网络中所有边权之和；n表示系统节点数；dij表示节点i和节点j之间的电气距离，需采用牛顿-拉夫逊法计算出各节点电压灵敏度，并依此进行空间电气距离的计算，具体公式如下：
11、
12、式中：sik、sjk分别表示灵敏度矩阵中第i行第k列、第j行第k列的元素，由潮流计算中雅可比矩阵求逆可求得各节点电压灵敏度；和均表示第k列元素的最大值。
13、进一步的，所述选取爬坡灵活性供需平衡度指标、灵活性平衡时间指标和集群广域互补性指标作为功能性指标包括：
14、依据各出力单元的爬坡灵活性和负荷需求，提出爬坡灵活性供需平衡度指标和灵活性平衡时间指标，以便配电网灵活性资源聚类集群拥有在一定时间尺度条件下满足净负荷需求不确定和可再生能源出力波动的能力；首先计算爬坡灵活性缺额，具体如下：
15、
16、
17、
18、式中：表示集群s在响应时间长度为τ的向上(+)、向下(-)调节灵活性的缺额程度；表示时刻t净负荷的爬坡功率；ls,t表示时刻t的净负荷需求；表示集群s在时刻t可提供的灵活性爬坡功率；表示ess、pump和p2g在时刻t可提供的向上(+)、向下(-)灵活性爬坡功率；τ表示响应时间长度；
19、根据以上公式确立的灵活性资源集群灵活性爬坡功率缺额，分别计算爬坡灵活性供需平衡度指标和灵活性平衡时间指标，具体计算如下：
20、
21、
22、式中：分别表示灵活性资源集群的爬坡灵活性供需平衡度指标和灵活性平衡时间指标；表示满足的累计时间值；
23、依据各出力单元爬坡功率、负荷净功率以及有功功率，提出集群广域互补性指标，以便量化所划分集群在一定时间尺度内拥有功率跨送的能力，进而保证电力系统的安全运行，具体计算如下：
24、
25、ps,t＝pess,t+ppump,t+pp2g,t+ppv,t(9)
26、式中：表示灵活性资源集群的广域互补性指标和灵活性平衡时间指标；ps,t表示集群s在时刻t内出力，pess,t、ppump,t、pp2g,t、ppv,t表示储能机组、抽水蓄能机组、电制氢机组和光伏机组在时刻t出力。
27、进一步的，所述步骤s2包括：
28、依据所述步骤s1提出的集群结构性指标和功能性指标，构建出区域聚类优化策略模型，具体目标函数如下：
29、
30、式中：表示聚类集群优化聚合目标；λstr、λfun分别表示结构性指标和功能性指标权重，λstr取值越大，则集群结构性越好，λfun越大，则集群功能性越好。
31、进一步的，所述步骤s2还包括储能机组灵活性出力建模；
32、对储能机组来说，其可提供的灵活性调节出力取决于充放电功率和容量两个因素，能够提供向上(+)、向下(-)双向调节能力，具体建模如下：
33、
34、
35、式中：和表示ess最大充电和放电功率；socbt,t表示bt在t时刻的容量百分比；表示ess最小容量百分比。
36、进一步的，所述步骤s2还包括水电灵活性出力建模；
37、对于抽水蓄能机组而言，可提供的灵活性调节出力跟自身出力上下限以及爬坡能力有关，具体建模如下：
38、
39、
40、式中：和表示水电站在时刻t可提供的灵活性调节上限和调节，和分别表示水电站的向上爬坡能力和向下爬坡能力，和表示水电站在时刻t的出力上限和出力下限，ppump,t为水电站时刻t的出力。
41、进一步的，所述步骤s2还包括电制氢灵活性出力建模；
42、对于电制氢机组，其可提供的灵活性调节出力与电解池储氢效率、制氢功率、氢燃料电池的转换效率等因素有关，在考虑所制氢气满足储存容器约束时，其灵活性出力建模如下：
43、
44、
45、式中：和表示p2g在时刻t可提供的灵活性调节上限和调节，和分别表示p2g的储氢功率和氢燃料电池的放电功率，和表示p2g的储氢效率和氢燃料电池的放电效率，pp2g,t为p2g时刻t的出力。
46、本专利技术的有益效果：本专利技术的一种考虑广域互补性的配电网灵活性资源聚类方法，包括步骤s1：选取区域聚类指标；s2：建立配电网区域聚类优化策略模型；选取区域聚类指标包括选取节点间电气距离耦合程度即电气距离指标作为唯一聚类结构性指标；选取爬坡灵活性供需平衡度指标、灵活性平衡时间指标和集群广域互补性指标作为功能性指标；本专利技术的一种考虑广域互补性的配电网灵活性资源聚类方法，从计及广域互补性的配电网灵活性资源出发，选取结构性和功能性双重聚类指标，建立配电网聚类优化策略模型，实现结构、功能两层配电网灵活性资源聚类，实现灵活性资源集群的最优化分；通过利用配电网灵活性资源集群互补特性，有效解决配电网电压越限、反向潮流等安全问题和经济问题。
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1.一种考虑广域互补性的配电网灵活性资源聚类方法，其特征在于，它包括以下步骤，
2.如权利要求1所述的一种考虑广域互补性的配电网灵活性资源聚类方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
3.如权利要求2所述的一种考虑广域互补性的配电网灵活性资源聚类方法，其特征在于，所述选取节点间电气距离耦合程度即电气距离指标作为唯一聚类结构性指标包括：
4.如权利要求2所述的一种考虑广域互补性的配电网灵活性资源聚类方法，其特征在于，所述选取爬坡灵活性供需平衡度指标、灵活性平衡时间指标和集群广域互补性指标作为功能性指标包括：
5.如权利要求4所述的一种考虑广域互补性的配电网灵活性资源聚类方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
6.如权利要求5所述的一种考虑广域互补性的配电网灵活性资源聚类方法，其特征在于，所述步骤S2还包括储能机组灵活性出力建模；
7.如权利要求5所述的一种考虑广域互补性的配电网灵活性资源聚类方法，其特征在于，所述步骤S2还包括水电灵活性出力建模；
8.如权利要求5所述的一种考虑广域互补性的配电网灵活性资源
...【技术特征摘要】
1.一种考虑广域互补性的配电网灵活性资源聚类方法，其特征在于，它包括以下步骤，
2.如权利要求1所述的一种考虑广域互补性的配电网灵活性资源聚类方法，其特征在于，所述步骤s1包括：
3.如权利要求2所述的一种考虑广域互补性的配电网灵活性资源聚类方法，其特征在于，所述选取节点间电气距离耦合程度即电气距离指标作为唯一聚类结构性指标包括：
4.如权利要求2所述的一种考虑广域互补性的配电网灵活性资源聚类方法，其特征在于，所述选取爬坡灵活性供需平衡度指标、灵活性平衡时间指标和集群广域互补性指标作为功...
【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，田春筝，李慧璇，王磊，鞠立伟，祖文静，杨钦臣，张泓楷，郑永乐，张艺涵，杨萌，刘军会，邓方钊，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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