[發(fā)明專利]一種基于場景分解-協(xié)調的獨立微電網靈活性資源容量配置方法

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• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109687441A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發(fā)明（設計）人: 蔡澤祥;李立浧;蘇忠陽;劉平;謝鵬
• 申請（專利權）人: 廣州穗華能源科技有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/38;H02J3/46
• 代理公司: 重慶百潤洪知識產權代理有限公司 50219
• 代理人: 王龍生

本發(fā)明公開了一種基于場景分解?協(xié)調的獨立微電網靈活性資源容量配置方法，包括下列步驟：建立源?荷不平衡功率場景，將不平衡功率場景劃分為功率缺額場景集S^?和功率過剩場景集S⁺；根據功率缺額場景集S^?，計算可控電源容量的可行范圍及對應儲能裝置最低容量；根據功率過剩場景集S⁺，采用通用模式搜索法對儲能容量協(xié)調修正以獲取棄電懲罰最低的最佳配置；綜合考慮投資成本與運行成本最低選定靈活性資源FGR容量配置方案；既能保證不損失負荷，又可以通過對儲能容量的協(xié)調修正以獲取棄電懲罰最低的最佳配置，減少棄電量，降低規(guī)劃的綜合成本。

技術領域

本發(fā)明涉及電力領域，具體涉及一種基于場景分解-協(xié)調的獨立微電網靈活性資源容量配置方法。

背景技術

隨著近年來可再生能源的裝機成本快速下降，微電網的可再生能源的滲透率逐漸增加，由于可再生能源的自然特性所帶來的不確定性問題日顯加劇。微電網運行所面臨的不確定性問題主要體現(xiàn)在兩個方面：一是源側高滲透率下風電、光伏等可再生能源所呈現(xiàn)的強隨機性與間歇性所導致的功率波動問題；二是荷側電能用戶用電行為的隨機性所帶來的負荷波動問題。

對于微電網而言，需要確保系統(tǒng)內的安全穩(wěn)定運行，同時避免發(fā)生負荷損失，并盡可能在經濟、合理的條件下充分消納可再生能源，減少棄電現(xiàn)象的發(fā)生。為此，需要在微電網中額外配置分布式可控電源與電池儲能等靈活性資源(Flexible GenerationResources,FGR)以充分應對源-荷雙側不確定性所帶來的問題；設計靈活性資源的微電網規(guī)劃問題已被展開廣泛的研究與討論，由于分布式電源的不確定性變量建模方法不同，微電網的規(guī)劃建模方法有多種，現(xiàn)主流方法多傾向于把計及儲能和可控電源的微電網系統(tǒng)描述為混合整數(shù)線性規(guī)劃模型或非線性模型，采用基于數(shù)學規(guī)劃理論的直接法或元啟發(fā)式算法進行求解。受求解模型及計算機求解能力的限制，源-荷不確定性的模擬多采取近似的方法。目前較常采用場景生成、源-荷概率分布函數(shù)及構造不確定集等方法表征源-荷不確定性。場景生成法可選取按季節(jié)劃分或年均統(tǒng)計形成的典型日或基于源-荷預測誤差形成的分析場景，這種處理方式通常借助場景縮減以降低問題復雜程度，提高模型的可解性，但削弱了全面反映源-荷不確定性的能力。通過人為指定的概率分布模型刻畫風速、光照強度以及負荷變化的隨機行為確實在一定程度上反映源-荷不確定性，但概率分布模型往往未能充分考慮實際微電網的真實情況，在隨機場景較多的情況下將導致該混合整數(shù)線性規(guī)劃問題求解規(guī)模龐大，對計算設備提出更高要求的同時，問題的計算速度也大大降低，甚至容易產生內存溢出或維數(shù)災以致無法得到問題的合理解，此外，所采用的場景生成法對獨立微電網源-荷不確定性的反映不夠全面。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術中的缺陷，提供一種基于場景分解-協(xié)調的獨立微電網靈活性資源容量配置方法，既能保證不損失負荷，又可以通過對儲能容量的協(xié)調修正以獲取棄電懲罰最低的最佳配置，減少棄電量，降低規(guī)劃的綜合成本。

本發(fā)明的一種基于場景分解-協(xié)調的獨立微電網靈活性資源容量配置方法，包括下列步驟：

S1：建立源-荷不平衡功率場景，將不平衡功率場景劃分為功率缺額場景集S^-和功率過剩場景集S⁺；

S2：根據功率缺額場景集S^-，計算可控電源容量的可行范圍及對應儲能裝置最低容量；

S3：根據功率過剩場景集S⁺，采用通用模式搜索法對儲能容量協(xié)調修正以獲取棄電懲罰最低的最佳配置；

S4：綜合考慮投資成本與運行成本最低選定靈活性資源FGR容量配置方案。

進一步，在步驟S1中，利用k-means對歷史數(shù)據進行數(shù)據挖掘形成光伏、風電及負荷的特征場景，排列組合形成不平衡功率典型場景S，對場景S歸類為S^-和S⁺場景集。