[發明專利]一種考慮需求側電價響應的主動配電網運行計劃優化方法

有效

• 申請號: 201710934434.2
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN107565573B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 婁素華;汪昌霜;吳耀武;隗震;王永燦;范臻;鄧婷婷;高逸
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02J3/14
• 分類號: H02J3/14;H02J3/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智;曹葆青

1.一種考慮需求側電價響應的主動配電網運行計劃優化方法，其特征在于，包括：

(1)設置粒子群算法的基本參數，對各粒子對應的主動配電網運行計劃進行初始化；

(2)根據需求側電價響應公式，得到各粒子s在第k次迭代后，主動配電網各節點相對于第k-1次迭代后的負荷變化量和凈負荷；

(3)根據各節點的凈負荷和各支路的阻抗對各粒子進行電力系統潮流計算，獲得主動配電網各首端節點各時刻需要向主網夠買的有功功率，根據有功功率越限情況進行削負荷或棄電；

(4)對各粒子分別計算第k次迭代后主動配電網的運行總成本，主動配電網運行總成本包括主動配電網購電成本、蓄電池儲能的運行維護成本、電價響應成本、以及棄電和削負荷成本，通過粒子群算法迭代優化主動配電網運行總成本，得到主動配電網的最優運行計劃和最小運行成本；

所述步驟(1)包括：

(1-1)獲取主動配電網系統運行的基礎數據，包括風電出力、光伏出力、各支路阻抗、各支路電壓等級、各節點的初始負荷需求、蓄電池儲能系統運行參數、電價響應自彈性系數、交叉彈性系數和主動配電網系統運行成本參數；

(1-2)設置粒子群算法的基本參數，包括：粒子數S、最大迭代次數k_max、慣性權重的上下限w_max和w_min、學習因子c₁和c₂，迭代次數的初始值為0，在滿足蓄電池運行功率約束、蓄電池剩余容量約束、需求側電價響應電價變動約束的條件下，對各粒子s對應的主動配電網運行計劃進行初始化，產生各粒子s的運行速度，s∈[1，S]；

所述步驟(2)包括：

(2-1)根據電價響應自彈性系數和交叉彈性系數，建立彈性系數矩陣H_24×24，其表達式如下：

式中，λ_t,t為第t小時的電價響應自彈性系數，λ_t,u為第t小時負荷和第u小時電價之間的交叉彈性系數，1≤t≤24，1≤u≤24；

(2-2)根據需求側電價響應公式計算各粒子s在第k次迭代后，主動配電網各節點i在t時刻相對于第k-1次迭代后的負荷變化量ΔD_s,k,i(t)和節點i在t時刻第k次迭代后的負荷值D_s,k,i(t)，計算方法如下：

D_s,k,i(t)＝D_s,k-1,i(t)+ΔD_s,k,i(t)s∈[1,S],i∈[1,N],t∈[1,24]

式中，D_s,k-1,i(t)為節點i在t時刻第k-1次迭代后的負荷值，ΔM_s,k(t)為主動配電網第k次迭代相對于第k-1次迭代后在t時刻的售電電價變化，M_s,k-1(t)為主動配電網第k-1次迭代后在t時刻的售電電價，N為主動配電網的節點數；

(2-3)在D_s,k,i(t)的基礎上，扣除各節點i在t時刻的風電出力、光伏出力和儲能運行功率后，得到各節點i在t時刻的凈負荷；

所述步驟(3)包括：

(3-1)根據各支路的阻抗和各節點i在t時刻的凈負荷，在滿足潮流平衡方程和節點電壓約束的條件下，對各粒子s進行電力系統潮流計算，獲得主動配電網各首端節點a在t時刻需要向主網夠買的有功功率P_s,k,a(t)，a為首端節點序號；

(3-2)對各粒子s，若超過主動配電網向主網購電功率上限P_max，則在t時刻對主動配電網進行切負荷處理，切負荷電力為若低于主動配電網向主網購電功率下限P_min，則在t時刻對主動配電網進行棄電處理，棄電電力為其中，表示主動配電網t時刻需要向主網夠買的總電力；

節點電壓約束為U_i,min≤U_i(t)≤U_i,max，主動配電網系統t時刻的潮流平衡方程采用下式描述：

其中，U_i,min和U_i,max分別為節點i的電壓下限和上限，P_i(t)和Q_i(t)分別為節點i在t時刻除風電、光伏、儲能之外的其它電源注入有功功率和無功功率，Re(L_i(t))為求實部函數，L_i(t)為節點i在t時刻的凈負荷；U_i(t)和U_j(t)分別為節點i和節點j的電壓，j∈i表示節點j與節點i直接相連；G_ij(t)和B_ij(t)分別為配電網支路ij在t時刻的導納實部與虛部；θ_ij(t)為支路ij兩端節點t時刻的相角差；

所述方法通過負荷轉移，在不改變電力用戶用電需求的情況下，降低主動配電網日負荷曲線的峰谷差。

2.如權利要求1所述的一種考慮需求側電價響應的主動配電網運行計劃優化方法，其特征在于，所述步驟(4)包括：

(4-1)對各粒子s，分別計算第k次迭代后主動配電網的運行總成本F_s,k，與前k-1次迭代后的運行總成本計算結果比較，計算第k次迭代后各粒子s的個體最小運行成本F_best,s,k和對應的個體最優運行計劃，并計算主動配電網第k次迭代后的全局最小運行成本F_best,k和對應的全局最優運行計劃；

(4-2)判斷是否滿足迭代終止條件，若滿足，終止迭代，進入步驟(4-4)；若不滿足，令k＝k+1，然后進入步驟(4-3)；

(4-3)在滿足蓄電池運行功率約束，剩余容量約束，需求側電價響應電價變動約束的條件下，更新各粒子s的運行速度v_s,k及其對應的主動配電網運行計劃Y_s,k，然后返回步驟(2)；

(4-4)輸出主動配電網的最優運行計劃，即各蓄電池儲能系統24h的最優運行功率，主動配電網24h的最優售電電價，以及主動配電網的最小運行成本。