[發明專利]一種包含熱泵的配電網與分布式風電協同規劃方法和裝置

在審

• 申請號: 202111574411.8
• 申請日: 2021-12-21
• 公開（公告）號: CN114240203A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 朱晨光;管少鋒;高群偉;田媛;崔全勝;付豪;高敏;劉寧;郝徐進;常娟娟;王亞輝;趙宇萌;李志和
• 申請（專利權）人: 平高集團有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G06N3/12
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 史萌楊

本發明屬于配電網技術領域，具體涉及一種包含熱泵的配電網與分布式風電協同規劃方法和裝置。該方法首先獲取與解算所述雙層規劃模型相關的已知參數，并輸入至構建的雙層規劃模型中；所述雙層規劃模型包括上層規劃模型和下層規劃模型；然后以規劃變量作為遺傳算法的種群，以上層規劃的目標函數作為遺傳算法的適應度函數，采用遺傳算法解算所述雙層規劃模型，將進行迭代計算最終得到的規劃變量作為最終的規劃方案。該雙層規劃模型反映了中國北方農村配電網面對大規模熱泵接入時的實情，將配電網升級改造和分布式風電建設、與分布式風力出電實現解耦，相對于現有技術計算量減少，實現了包含熱泵的配電網與分布式風電的自動化協同規劃。

技術領域

本發明屬于配電網技術領域，具體涉及一種包含熱泵的配電網與分布式風電協同規劃方法和裝置。

背景技術

中國北方農村傳統上采用散煤供暖，是造成大氣污染的重要原因之一。為治理大氣污染，中國廣泛開展了“煤改電”、“煤改氣”工程。北方農村用電清潔取暖的形式有直接加熱、電蓄能以及熱泵等，其中，空氣源熱泵因為成本低、取暖效果好，得到了專家和用戶的較好評價，是一種可以大面積推廣的農村清潔取暖方式。

隨著大規模分布式熱泵集成到配電網中，造成了冬季取暖用電峰荷，需要配電網進行擴容改造，進而輸變電網絡也要相應擴容升級，對電網公司造成了較大的投資壓力。以保證冬季采暖用電峰荷為目的的電網直接改造方案會增加電網投資，降低設備利用率，而通過對大規模熱泵的智能群控來減少由于冬季取暖電氣化導致的電網擴容成本成為了一個較好的可選方案。分布式熱泵與農房建筑熱儲效果結合，相當于一個帶有分布式熱儲的靈活電負荷。具備一定調節能力的需求側資源如果被大量聚集起來，有很大的潛力參與電力需求響應。例如，大量分布式熱泵可作為靈活可調節的負荷，參與需求響應，一方面可削峰填谷以減少電網投資，另一方面也可促進分布式風電的消納。

為促進節能減排和可再生能源發展，如今正在大力推動分布式可再生發電。大規模熱泵接入配電網，農網負荷需求增大了，為配電網中提高分布式發電滲透率提供了契機。如果在大規模熱泵接入到配電網的同時，協同建設分布式風電，充分利用冬季風能發電取暖，同時使熱泵負荷參與需求響應，這樣一方面可以提高分布式風電的滲透率，另一方面可以對配電網削峰填谷，從而減少對配電網的投資。

面對小規模的負荷可采用集中的負荷控制策略，集中的負荷控制策略需要高層電力系統控制直接面向單個負荷。但是，對于大規模熱泵，負荷可能有數百萬個，對于一個大系統來說，很明顯，集中的負荷控制策略是不切實際的。

對于大規模負荷集群，分層控制是比較現實可用的控制架構，其結構如圖1所示。分層控制包括上層控制和下層控制。每個熱泵群都由一個熱泵負荷聚合者代理，這個代理者代表熱泵群向配電網絡運營者(Distribution Network Operator,DNO)提供需求響應服務。上層控制是系統級優化，即DNO根據系統控制或優化目標得到每個熱泵群所在房屋集聚群在某時段t應保持的室內平均溫度，然后下發平均溫度設定值給每個代理者，用以調節每個熱泵群的總功率。在下層控制中，每個熱泵負荷代理把DNO設定的室內平均溫度發送給每個熱泵，每個熱泵按此溫度控制熱泵的啟停。

其中，包含熱泵的配電網與分布式風電協同規劃方法(上層控制)的結果對整個分層控制的控制結果尤為重要。現有技術的大規模熱泵參與需求響應的規劃方法通常直接利用約束條件和優化目標直接進行規劃，但是，由于優化目標眾多、約束條件眾多，若直接規劃計算量復雜，對計算機性能要求較高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種包含熱泵的配電網與分布式風電協同規劃方法和裝置，用以解決現有技術的規劃方法計算量復雜的問題。

為解決上述技術問題，本發明所提供的技術方案以及技術方案對應的有益效果如下：

本發明的一種包含熱泵的配電網與分布式風電協同規劃方法，包括如下步驟：