[發明專利]考慮柔性負荷、儲能和新能源的配電網帕累托優化方法

在審

• 申請號: 202111361875.0
• 申請日: 2021-11-17
• 公開（公告）號: CN114004107A
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 劉斌;談竹奎;呂黔蘇;徐長寶;張銳鋒;唐賽秋;高吉普;歐家祥;徐玉韜
• 申請（專利權）人: 貴州電網有限責任公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/04;G06Q50/06;G06F111/06;G06F113/04
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 商小川

1.一種考慮柔性負荷、儲能和新能源的配電網帕累托優化方法，它包括：

步聚1：更新系統所有信息，包括分布式設備參數、當前時段和未來時段負荷預測情況、當前時段和未來時段新能源出力預測情況、當前時段和預測電價等其他配電網優化所需的參數；

步驟2：對數量大的分布式設備進行聚合建模；

步驟3：建立系統多目標優化模型，所考慮時段包括當前時段和未來時段，目標包括但不限于系統運行費用、儲能利用強度、用戶舒適度；

步驟4：利用帕累托多目標優化算法求解帕累托前沿；

步驟5：根據需要從帕累托前沿中選擇一個折衷解；

步驟6：判斷當前時段計劃是否執行完畢，若否轉步驟7，若是轉步聚1；

步驟7：更新分布式設備狀態；

步驟8：對集群指令進行分解；

步驟9：將指令下發到設備進行執行，然后轉到步驟6。

2.一種考慮柔性負荷、儲能和新能源的配電網帕累托優化方法，其特征在于：步驟2所述的分布式設備聚合建模用于將分布式設備的可行域聚合成一個整體，來描述這些分布式設備功率之和的可行域；分布式設備包括空調、電動汽車或分布式儲能設備。

3.根據權利要求2所述的一種考慮柔性負荷、儲能和新能源的配電網帕累托優化方法，其特征在于：定頻空調聚合建模的的方法為：

定頻空調的取用電功率乘以恒定的能效比即可轉換為制冷量，故對于定頻空調，模型如下：

式中，C為等效比熱容，R為等效熱阻，T_out為外界溫度，T_in為室內氣體溫度，P為空調功率，η為空調的制冷效率；考慮到在實際的采樣系統中，采樣值是離散的，故對上述微分方程求解后的得到的離散化表達式為：

式中，T_in,t和T_out,t表示t時刻的室內溫度和室外溫度，T_in,t-1表示t-1時刻的室內溫度，P_t表示t時刻的空調功率，Δt為采樣時間間隔。對于定頻空調只有工作和待機兩種狀態，處于工作狀態時以額定功率P_rate運行，待機狀態功率可視為0，故各時刻空調功率P_t可用如下式子表示

P_t＝P_rateS_t (3)

其中，S_t為空調當前工作狀態，其值為0表示待機，其值為1時表示制冷，其表達式隨室內溫度的變化可表示如下：

式中，T_set為空調設定溫度，δ表示空調溫度控制區間寬度；

多個空調通過簡化處理等效成為一個整體的聚合模型，定義單個空調n在t時刻的儲能狀態x_n,t為

式中T_set,n為空調n的設定溫度，T_in,n,t為空調n所在房間在t時刻的空氣溫度。δ_n為空調n的溫度控制區間寬度；

得到：

x_n,t+1＝κ_nx_n,t+γ_nP_n,cd,t (6)

P_cd,n,t＝P_n,t-P_baseline,n,t (7)

其中x_n,t+1為空調n在t+1時刻的儲能狀態，κ_n和γ_n為空調n的狀態變化常數，P_n,cd,t為空調n在時刻t的等效儲能功率，P_baseline,n,t為空調n在時刻t的基線功率，P_n,t為空調n在時刻t的實際功率，T_out,n,t為空調n在時刻t的室外溫度，Δt為時段長度，η_n、R_n、C_n分別為空調n的效率、所有房間的熱阻和熱容；

對于N個空調則有

將各等式兩邊相加得

再定義集群狀態變化常數α和集群t時段儲能狀態E_AC,t

由此得到空調群的聚合模型

E_AC,t+1＝αE_AC,t+P_AC,cd,t (15)

E_AC,min≤E_AC,t≤E_AC,max (17)

其中E_AC,t+1為集群t+1時段儲能狀態，P_AC,cd,t為集群在t時刻的等效儲能功率，P_AC,t為集群在t時刻的總功率，E_AC,min和E_AC,max為E_AC,t的最小值和最大值可以由式(14)確定。