本發(fā)明涉及一種主動配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度策略確定方法，屬電力主動配電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
日益嚴(yán)重的環(huán)境污染以及傳統(tǒng)化石燃料短缺等問題驅(qū)使分布式發(fā)電技術(shù)尤其是可再生能源發(fā)電技術(shù)迅速發(fā)展，未來的配電網(wǎng)勢必要滿足對分布式可再生能源發(fā)電的兼容包并。主動配電網(wǎng)作為智能配電網(wǎng)未來的發(fā)展趨勢，是可以實現(xiàn)分布式電源在配電網(wǎng)中廣泛接入及高度滲透的重要技術(shù)手段。主動配電網(wǎng)可定義為：可以綜合控制分布式資源(例如分布式能源、柔性負(fù)載、儲能等)的配電網(wǎng)，可以使用靈活的網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)技術(shù)實現(xiàn)潮流的有效管理，分布式能源在其合理的監(jiān)管環(huán)境和接入準(zhǔn)則基礎(chǔ)上承擔(dān)對系統(tǒng)一定的支撐作用。
主動配電網(wǎng)區(qū)別于傳統(tǒng)配電網(wǎng)的一大顯著特征表現(xiàn)在接入的分布式發(fā)電單元、儲能單元以及微網(wǎng)單元等對于配電網(wǎng)運(yùn)行人員來說都是可控的，分布式能源將參與網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行調(diào)度，并非以往簡單的連接，這將賦予主動配電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行更加豐富的內(nèi)容，而不僅僅是傳統(tǒng)配電網(wǎng)中聯(lián)絡(luò)開關(guān)的調(diào)整。主動配電網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度策略是主動配電網(wǎng)對分布式電源實施主動管理并實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的核心技術(shù)和重要手段。但是間歇性可再生能源功率輸出所固有的不確定性，儲能系統(tǒng)受其自身能量限制引起的不同時間斷面上的耦合相關(guān)性以及配電網(wǎng)中聯(lián)絡(luò)開關(guān)位置的靈活可變性，使得主動配電網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度策略十分復(fù)雜，基于傳統(tǒng)最優(yōu)潮流的優(yōu)化調(diào)度模型及其計算方法對于主動配電網(wǎng)而言已不適用。
面對復(fù)雜多變的主動配電網(wǎng)，為保障其安全穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)行主動配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度策略研究有重大意義。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的問題是，提出一種主動配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度策略確定方法，通過模擬退火算法對分散儲能系統(tǒng)及其他分布式發(fā)電單元和聯(lián)絡(luò)開關(guān)進(jìn)行優(yōu)化控制，以主動配電網(wǎng)在整個運(yùn)行周期內(nèi)的運(yùn)行成本最小為目標(biāo)，更快、更準(zhǔn)確地確定主動配電網(wǎng)中的優(yōu)化調(diào)度策略。
實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種主動配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度策略確定方法，所述方法以一個完整周期內(nèi)的主動配電網(wǎng)運(yùn)行成本為調(diào)度目標(biāo)函數(shù)，結(jié)合模擬退火算法對包含“風(fēng)-光-燃-儲”的主動配電網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，步驟如下：
步驟1：根據(jù)主動配電網(wǎng)調(diào)度要求及具體控制變量形式，在一個完整周期內(nèi)建立所述主動配電網(wǎng)調(diào)度目標(biāo)函數(shù)和各約束條件；
步驟2：采集主動配電網(wǎng)所在區(qū)域包含的風(fēng)/光電場有功出力數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)發(fā)送至主動配電網(wǎng)調(diào)度控制中心，其中風(fēng)/光電場均以最大功率點跟蹤方式進(jìn)行發(fā)電，確保綠色能源最大利用化；
步驟3：結(jié)合主動配電網(wǎng)完整周期內(nèi)運(yùn)行成本目標(biāo)函數(shù)，利用模擬退火算法在約束條件范圍內(nèi)尋找備選方案，直至算法收斂，輸出此時優(yōu)化方案及目標(biāo)函數(shù)值，完成主動配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度策略確定工作。
所述主動配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度策略選用前推回代法對所述主動配電網(wǎng)進(jìn)行潮流計算以確定主動配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度策略，所述主動配電網(wǎng)包括可控能源單元、儲能單元、發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓、無功補(bǔ)償裝置和變壓器抽頭各控制變量。
所述主動配電網(wǎng)在一個完整周期內(nèi)的調(diào)度目標(biāo)函數(shù)如下式所示：
式中，k為完整調(diào)度周期可以劃分的單位階段數(shù)，對于每個階段認(rèn)為各個分布式發(fā)電單元出力、儲能單元出力及負(fù)荷大小不變；δt為單位階段的時長；l為整個最優(yōu)潮流計算涉及的配網(wǎng)供電區(qū)域互聯(lián)的饋線數(shù)；cg(t)和pg(t)分別為第g條饋線在t時刻的電價成本和第g條饋線出口有功功率；n為分布式發(fā)電單元的個數(shù)，這里的分布式發(fā)電單元是指功率可調(diào)節(jié)的發(fā)電單元；ci(t)和pdg-i(t)則分別為第i個分布式發(fā)電單元在t時刻的發(fā)電成本和有功出力。
所述主動配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度策略的約束條件，約束條件如下所示：
式中，pess-j(t)為第j個儲能單元在t時刻的充放電功率；o(t)為t時刻的聯(lián)絡(luò)開關(guān)位置方案；
所述主動配電網(wǎng)在一個完整周期內(nèi)的調(diào)度目標(biāo)函數(shù)，涉及內(nèi)容包括不同饋線在不同時刻的電價成本、不同饋線出口的有功功率、功率可調(diào)分布式發(fā)電單元的個數(shù)以及不同功率可調(diào)分布式發(fā)電單元在不同時刻的發(fā)電成本和有功出力等因素。
所述主動配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度策略的約束條件包括儲能單元在某一時刻的充放電功率、某一時刻的配電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)開關(guān)位置方案、分布式發(fā)電單元的功率下限和上限、不同儲能單元的功率下限和上限、不同儲能單元在某一時刻的剩余能量、不同儲能單元剩余能量所允許的最小值和最大值。
所述功率可調(diào)節(jié)的發(fā)電單元，包括燃料電池以及柴油發(fā)電機(jī)。
本發(fā)明的有益效果主要有：本發(fā)明在進(jìn)行主動配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度策略研究時，以主動配電網(wǎng)在整個運(yùn)行周期內(nèi)的運(yùn)行成本最小為目標(biāo)，通過對分散儲能系統(tǒng)及其他分布式發(fā)電單元和聯(lián)絡(luò)開關(guān)的優(yōu)化控制，利用模擬退火算法更快、更準(zhǔn)確地確定主動配電網(wǎng)中的優(yōu)化調(diào)度策略，實現(xiàn)運(yùn)行成本最低控制，確保主動配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)效益最佳。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實施步驟流程框圖。
具體實施方式
為了說明本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
在以下實施例中，圖1為主動配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度策略確定方法實施步驟。
本實施例主動配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度策略選用前推回代法進(jìn)行潮流計算，所述主動配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度策略確定方法中，主動配電網(wǎng)包括可控能源單元、儲能單元、發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓、無功補(bǔ)償裝置和變壓器抽頭等各控制變量，所述主動配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度策略確定方法實施步驟如下：
(1)根據(jù)主動配電網(wǎng)特征及具體目標(biāo)要求，在一個完整周期內(nèi)建立主動配電網(wǎng)調(diào)度目標(biāo)函數(shù)，所述主動配電網(wǎng)在一個完整周期內(nèi)的調(diào)度目標(biāo)函數(shù)如下式所示：
式中，k為完整調(diào)度周期可以劃分的單位階段數(shù)，對于每個階段認(rèn)為各個分布式發(fā)電單元出力、儲能單元出力及負(fù)荷大小不變；δt為單位階段的時長；l為整個最優(yōu)潮流計算涉及的配網(wǎng)供電區(qū)域互聯(lián)的饋線數(shù)；cg(t)和pg(t)分別為第g條饋線在t時刻的電價成本和第g條饋線出口有功功率；n為分布式發(fā)電單元的個數(shù)，這里的分布式發(fā)電單元是指功率可調(diào)節(jié)的發(fā)電單元，例如燃料電池以及柴油發(fā)電機(jī)等；ci(t)和pdg-i(t)則分別為第i個分布式發(fā)電單元在t時刻的發(fā)電成本和有功出力；
(2)根據(jù)控制變量類型及概率潮流計算要求確定主動配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度策略的約束條件，約束條件如下所示：
式中，pess-j(t)為第j個儲能單元在t時刻的充放電功率；o(t)為t時刻的聯(lián)絡(luò)開關(guān)位置方案；
(3)根據(jù)主動配電網(wǎng)的控制變量類型，在約束條件內(nèi)任選一組初始狀態(tài)x0，計算主動配電網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)函數(shù)值f(x0)，并選擇初始控制溫度t0和馬爾科夫鏈的長度，所述馬爾科夫鏈長度選取方式為：tk+1＝α×tk,k＝0,1,2,…，其中α是一個接近1的常數(shù)，該衰減函數(shù)對控制參數(shù)的衰減量是隨算法進(jìn)程遞減的；所述容差為1×10-8，所述衰減參數(shù)為0.95；
(4)在可行解空間中產(chǎn)生一個隨機(jī)擾動，用狀態(tài)產(chǎn)生函數(shù)產(chǎn)生一個新狀態(tài)x1，計算其優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)函數(shù)值f(x1)，所述狀態(tài)產(chǎn)生函數(shù)，若假設(shè)|ωt|為常數(shù)，則表達(dá)式如下：
(5)根據(jù)狀態(tài)接受函數(shù)判斷是否接受：如果f(x1)<f(x0)，則接受新狀態(tài)x1為當(dāng)前狀態(tài)，否則按照metropolis準(zhǔn)則判斷是否接受x1，若接受則令當(dāng)前狀態(tài)等于x1，若不接受則令當(dāng)前狀態(tài)等于x0，所述狀態(tài)接受函數(shù)，若設(shè)l(s,f)為優(yōu)化中的一個實例，s表示解空間，f:s→r表示解空間到實數(shù)的映射，t為模擬退火算法過程中溫度的控制參數(shù)，假定l(s,f)存在鄰域以及相應(yīng)解的產(chǎn)生機(jī)制，f(i)、f(j)分別為對應(yīng)于解i，j的目標(biāo)函數(shù)值，則metropolis準(zhǔn)則可表達(dá)為：
(6)根據(jù)收斂準(zhǔn)則，判斷抽樣過程是否終止，若終止則進(jìn)行下一步，否則進(jìn)行步驟(4)；
(7)按照溫度冷卻方案降低控制溫度t；
(8)根據(jù)收斂準(zhǔn)則，判斷退火過程是否終止，若終止則進(jìn)行下一步，否則進(jìn)行步驟(4)，所述收斂精度為1×10-8；
(9)輸出當(dāng)前控制方案和目標(biāo)函數(shù)值作為最優(yōu)控制方案和最優(yōu)解，完成主動配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度策略確定；
以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。