[發(fā)明專利]考慮分布式電源和負荷時序特性的配電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911140132.3
• 申請日: 2019-11-20
• 公開（公告）號: CN110929931B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 倪識遠;張林垚;鄭潔云;吳桂聯(lián);施鵬佳;林婷婷;陳浩
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)福建省電力有限公司;國網(wǎng)福建省電力有限公司經(jīng)濟技術(shù)研究院
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 陳明鑫;蔡學俊

1.一種考慮分布式電源和負荷時序特性的配電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1:構(gòu)建分布式電源和負荷模型；

步驟S2:基于分布式電源和負荷模型，構(gòu)建網(wǎng)源雙層規(guī)劃模型，模型上層為規(guī)劃層，以綜合費用最小為目標，對線路的改造、分布式電源和補償電容的選型、選址和定容進行決策；模型下層為運行層，以年運行費用、快速電壓穩(wěn)定性和用戶用電習慣滿意度為目標，考慮分布式電源和負荷的波動性和不確定性，建立二者的時序模型，綜合考慮分布式電源出力、需求響應(yīng)和補償電容投切；

步驟S3:求解網(wǎng)源雙層規(guī)劃模型，通過上層規(guī)劃得到最優(yōu)網(wǎng)架升級、分布式電源選址定容和電容器選址定容方案,通過下層規(guī)劃層得到在每個時段下分布式電源、電容器的最優(yōu)配置以及負荷削減方案，得到主動配電網(wǎng)的最優(yōu)調(diào)度方案；

所述規(guī)劃層的目標函數(shù)具體為：

F₁＝min(C^I+C^O) (1)

C^O＝(C^O,loss+C^O,DG,gen+C^O,DG,cut+C^O,adj+C^O,pur) (6)

式中：分別表示支路ij升級的決策變量、節(jié)點i是否安裝WTG、節(jié)點i是否安裝PVG、節(jié)點i是否安裝MTG、節(jié)點i是否安裝CB，均為0-1變量；分別表示節(jié)點i安裝WTG、PVG、MTG、CB的數(shù)量，均為整形變量；C^I表示投資費用，上標Line、DG和CB分別表示線路投資，DG投資和電容器投資；Ω^Line、Ω^WTG、Ω^PVG、Ω^MTG、Ω^CB分別表示線路集合、WTG備選安裝節(jié)點、PVG備選安裝節(jié)點、MTG備選安裝節(jié)點、電容器備選安裝節(jié)點；c^Line、c^WTG、c^PVG、c^MTG、c^CB、l_ij分別表示單位長度線路升級費用、單位WTG安裝費用、單位PVG安裝費用、單位MTG安裝費用、單位CB安裝費用、支路ij的長度；C^O表示運行成本，包括網(wǎng)損成本C^O,loss，DG發(fā)電成本C^O,DG,gen，棄風棄光成本C^O,DG,cut，負荷調(diào)節(jié)成本C^O,adj，向上級電網(wǎng)購電費用C^O,pur；Λ^WTG、Λ^PVG、Λ^MTG、Λ^adj分別表示接入WTG、PVG、MTG的節(jié)點集合和可調(diào)節(jié)負荷的節(jié)點集合；Ω^gen表示上級電源所在節(jié)點的集合；s表示季節(jié)，t表示時段，分別對應(yīng)春夏秋冬四個季節(jié)和一天24個時段；分別表示在季節(jié)s的第t個時段內(nèi)支路ij的網(wǎng)損、節(jié)點i單位WTG的有功輸出，節(jié)點i單位PVG的有功輸出、節(jié)點i單位MTG的有功輸出、節(jié)點i原始有功負荷和電源節(jié)點的出力；f^loss、f^adj、f^gen分別表示單位網(wǎng)損電價、負荷調(diào)節(jié)電價、向上級電網(wǎng)購電電價；f^WTG,gen、f^PVG,gen、f^MTG,gen分別表示單位WTG、PVG、MTG發(fā)電成本；f^WTG,cut、f^PVG,cut分別表示W(wǎng)TG、PVG單位棄風棄光懲罰費用；Δt為每個時段的持續(xù)時間，為1小時；

所述規(guī)劃層約束條件如下：

DG總安裝節(jié)點數(shù)限制：

CB總安裝節(jié)點數(shù)限制：

WTG、PVG、MTG、CB安裝數(shù)量限制：

所述運行層目標函數(shù)包括f₁運行費用、f₂快速電壓穩(wěn)定性、f₃用戶用電習慣滿意度，具體如下：

(1)運行費用

運行層目標函數(shù)f₁為運行費用最小化，即

f₁＝min C^O (A21)

(2)電壓指標

使用快速電壓穩(wěn)定來計算配電網(wǎng)的電壓指標，該指標值越小，系統(tǒng)穩(wěn)定性越高；

支路ij表示以i為首節(jié)點，j為末節(jié)點的支路，則季節(jié)s第t時段支路ij的電壓穩(wěn)定性指標如下：

式中，R_ij和X_ij分別表示支路ij的電阻和電抗；

各支路電壓穩(wěn)定性的最大值用于表示系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性，因此，運行層目標函數(shù)f₂為系統(tǒng)FVSI最小；

f₂＝min[max(FVSI_ij,s,t)] (A23)

(3)用戶用電習慣滿意度

考慮負荷的時序特性，用戶的用電習慣滿意度的定義被引申為節(jié)點i的負荷在全時段下用電習慣滿意度，為如下形式：

式(A24)中：下標s表示季節(jié)；t表示該季節(jié)典型日的第t時段；Λ^adj表示可調(diào)節(jié)負荷的節(jié)點集合；

式(A24)表示單一節(jié)點的用戶用電習慣滿意度，運行層目標函數(shù)f₃為系統(tǒng)用戶用電習慣滿意度最大

f₃＝max[min(Sat_i)] (A25)

所述運行層約束條件如下：

(1)潮流約束

(2)節(jié)點電壓約束

U_min≤U_i≤U_max (A27)

(3)支路功率約束

S_ij≤S_ij.max (A28)

(4)DG和CB接入數(shù)量限制

(5)變壓器分接頭調(diào)節(jié)范圍約束

T_min≤T_s,t≤T_max (A30)

(6)DG有功、無功約束

有功出力系數(shù)和兩個參數(shù)根據(jù)WTG和PVG的時序特性進行設(shè)定；而WTG和PVG的無功出力通過無功調(diào)節(jié)系數(shù)和進行調(diào)節(jié)，MTG是可控分布式設(shè)備，并且可以實現(xiàn)有功和無功的解耦控制，因此通過調(diào)節(jié)其有功出力 和通過調(diào)節(jié)其無功出力；

(7)負荷調(diào)節(jié)系數(shù)約束

λ_min≤λ_i,s,t≤λ_max (A32)

(8)倒送功率和主網(wǎng)容量約束