本發(fā)明涉及配電網(wǎng)靈活性資源管理和調(diào)度優(yōu)化，特別涉及一種考慮多元平衡區(qū)差異化特征的靈活性資源調(diào)控方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、分布式能源、儲能裝置、可調(diào)負荷等靈活性資源通過微電網(wǎng)、虛擬電廠、源網(wǎng)荷儲一體等不同形態(tài)的平衡區(qū)實現(xiàn)聚合協(xié)同運行，已逐漸成為促進分布式電源消納、保障電力供應(yīng)的重要手段。因此，區(qū)分不同類型的平衡區(qū)技術(shù)的優(yōu)勢與不足，綜合考慮對比不同平衡區(qū)運營模式的運營效果，進而設(shè)計合理的配電網(wǎng)-平衡區(qū)協(xié)同的靈活性資源調(diào)度規(guī)劃方法，實現(xiàn)配電網(wǎng)中靈活性資源的優(yōu)化調(diào)度是將來新型電力系統(tǒng)和平衡區(qū)建設(shè)發(fā)展不可避免的關(guān)鍵問題之一。

2、微電網(wǎng)是小型、局部的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，具備一定的自治能力，通常由多種分布式電源、儲能設(shè)備和負載組成。靈活性資源以微電網(wǎng)的形式運營時，鑒于微電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)模式與孤島運行模式的轉(zhuǎn)換，其內(nèi)部功率需要時刻保持平衡，并且受到規(guī)模效應(yīng)的限制，微電網(wǎng)無法完全發(fā)揮規(guī)模效應(yīng)，導(dǎo)致其運營的單位成本較高。

3、虛擬電廠是一種新興的電力系統(tǒng)運營模式，其概念核心可以總結(jié)為“通信”與“聚合”，通過整合和優(yōu)化多種分布式資源(例如風(fēng)能、光伏、天然氣能源等)，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的靈活調(diào)控和資源的協(xié)調(diào)優(yōu)化。虛擬電廠以經(jīng)濟收益為導(dǎo)向，追求自身利益的最大化，但是忽略了配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的拓撲影響，實際中風(fēng)光或負荷出力過大、網(wǎng)絡(luò)拓撲不夠穩(wěn)定可靠等情況可能造成虛擬電廠調(diào)度情況下的配電網(wǎng)電壓越限和網(wǎng)絡(luò)阻塞。

4、“源網(wǎng)荷儲一體”是指將能源(如光伏、風(fēng)電等)、電網(wǎng)、用電負荷和儲能系統(tǒng)有機整合在一起，以實現(xiàn)能源的高效利用和優(yōu)化能源供應(yīng)和需求的平衡為目的形成的一個綜合性能源系統(tǒng)。源網(wǎng)荷儲一體型平衡區(qū)的特點是將目前電力系統(tǒng)的主要組成部分進行集中統(tǒng)一的調(diào)度和管理，并且著重考慮了配電網(wǎng)絡(luò)本身架構(gòu)的影響和約束，在系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行上能夠一定程度彌補虛擬電廠等運營方式的不足。但由于配電網(wǎng)本身的約束和損耗限制了系統(tǒng)的有效出力，存在著經(jīng)濟性上的不足。

5、通過不同類型的平衡區(qū)模式實現(xiàn)靈活性資源的調(diào)度優(yōu)化有不同的特點和優(yōu)勢，也存在著相應(yīng)的不足與短板，面對形式日漸多樣、數(shù)量日益增多的配電網(wǎng)靈活性資源，亟需一種考慮多種平衡區(qū)模式差異及模型特征的資源調(diào)控方法，靈活運用多維度的特征評估指標進行決策，判斷選擇配電網(wǎng)靈活性資源的運營模式，以制定合理、安全穩(wěn)定、符合預(yù)期要求的靈活性資源調(diào)度方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種考慮多元平衡區(qū)差異化特征的靈活性資源調(diào)控方法及裝置，以解決傳統(tǒng)的資源調(diào)度方法中只考慮單一平衡區(qū)運營模式而導(dǎo)致系統(tǒng)運營后所出現(xiàn)的經(jīng)濟收益不達標，運行安全無法保障，新能源消納減少等問題。

2、本發(fā)明第一方面實施例提供一種考慮多元平衡區(qū)差異化特征的靈活性資源調(diào)控方法，包括以下步驟：分別建立目標靈活性資源的第一數(shù)學(xué)模型和不同類型平衡區(qū)的第二數(shù)學(xué)模型；獲取目標配電網(wǎng)系統(tǒng)和所述目標靈活性資源的長期參數(shù)數(shù)據(jù)，并將所述長期參數(shù)數(shù)據(jù)輸入所述第一數(shù)學(xué)模型和所述第二數(shù)學(xué)模型中，以計算長期特征評估指標；根據(jù)所述長期特征評估指標制定所述目標靈活性資源的裝機容量規(guī)劃；獲取所述目標配電網(wǎng)系統(tǒng)和所述目標靈活性資源的短期參數(shù)數(shù)據(jù)，并將所述短期參數(shù)數(shù)據(jù)輸入所述第一數(shù)學(xué)模型和所述第二數(shù)學(xué)模型中，以計算短期特征評估指標；將所述短期特征評估指標的特殊項作為平衡區(qū)運營模式可行性判據(jù)，以排除所述不同類型平衡區(qū)中無法運營的平衡區(qū)運營模式，得到多個實際平衡區(qū)運行模式，其中，所述平衡區(qū)運營模式包括虛擬電廠運營模式、微電網(wǎng)的運營模式和源網(wǎng)荷儲一體運營模式；基于所述裝機容量規(guī)劃，獲取所述多個實際平衡區(qū)運行模式下的調(diào)度方案和運營效果，以制定目標靈活性資源的優(yōu)化調(diào)度方案；將所述目標靈活性資源的優(yōu)化調(diào)度方案輸入所述目標配電網(wǎng)系統(tǒng)中，以判定所述目標靈活性資源的優(yōu)化調(diào)度方案是否滿足預(yù)設(shè)配電網(wǎng)安全運行要求，若滿足，則將所述目標靈活性資源的優(yōu)化調(diào)度方案作為最終調(diào)度方案輸出，反之，則重新制定新的目標靈活性資源的優(yōu)化調(diào)度方案，直至滿足所述預(yù)設(shè)配電網(wǎng)安全運行要求。

3、可選地，所述短期特征評估指標包括可靠性指標、穩(wěn)定性指標、靈活性指標、經(jīng)濟性指標和協(xié)調(diào)性指標中至少一項，其中，所述可靠性指標包括分布式電源與主網(wǎng)電能交換率、分布式電源供電利用率和供電可靠率；所述穩(wěn)定性指標包括電源負載適配度、可調(diào)控型電源占比、功率平衡度和系統(tǒng)慣性供能占比；所述靈活性指標包括可調(diào)功率范圍和爬坡速率；所述經(jīng)濟性指標包括電網(wǎng)損耗率和需求響應(yīng)缺額電量占比；所述協(xié)調(diào)性指標包括自發(fā)自用電量缺額占比、自發(fā)自用電量剩余占比和儲能消納電量能力；所述短期特征評估指標的特殊項包括所述分布式電源與主網(wǎng)電能交換率、所述電源負載適配度和所述電網(wǎng)損耗率。

4、可選地，所述將所述短期特征評估指標的特殊項作為平衡區(qū)運營模式可行性判據(jù)，以排除所述不同類型平衡區(qū)中無法運營的平衡區(qū)運營模式，得到多個實際平衡區(qū)運行模式，包括：

5、根據(jù)所述可靠性指標中的分布式電源與主網(wǎng)電能交換率初步判定所述目標靈活性資源是否適合以所述虛擬電廠運營模式運營，若所述分布式電源與主網(wǎng)電能交換率大于0，則目標靈活性發(fā)電資源滿足目標配電網(wǎng)系統(tǒng)負荷需求，并且存有剩余電量與電網(wǎng)交易獲取收益，符合虛擬電廠參與電力市場交易獲得收益的基本條件，能夠以所述虛擬電廠運營模式運營，反之，則將所述虛擬電廠的運營模式排除，得到第一排除結(jié)果；根據(jù)所述穩(wěn)定性指標的電源負載適配度初步判定所述目標靈活性資源是否適合以所述微電網(wǎng)運營模式運營，若所述電源負載適配度大于1，則符合微電網(wǎng)的內(nèi)部功率平衡約束，能夠以所述微電網(wǎng)運營模式運營，反之，則將所述微電網(wǎng)運營模式排除，得到第二排除結(jié)果；根據(jù)所述經(jīng)濟性指標的電網(wǎng)損耗率初步判定所述目標靈活性資源是否適合以所述源網(wǎng)荷儲一體運營模式運營，若所述電網(wǎng)損耗率高于10％，則表示目標靈活性資源在所述源網(wǎng)荷儲一體運營模式下，考慮配電網(wǎng)約束后，經(jīng)濟性無法得到保證，則將所述源網(wǎng)荷儲一體運營模式排除，反之，所述源網(wǎng)荷儲一體運營模式運營的經(jīng)濟性能夠得到基本保證，能夠以所述源網(wǎng)荷儲一體運營模式運營，得到第三排除結(jié)果；根據(jù)所述第一排除結(jié)果、所述第二排除結(jié)果和所述第三排除結(jié)果確定所述多個實際平衡區(qū)運行模式。

6、可選地，所述將所述目標靈活性資源的優(yōu)化調(diào)度方案輸入所述目標配電網(wǎng)系統(tǒng)中，以判定所述目標靈活性資源的優(yōu)化調(diào)度方案是否滿足預(yù)設(shè)配電網(wǎng)安全運行要求，若滿足，則將所述目標靈活性資源的優(yōu)化調(diào)度方案作為最終調(diào)度方案輸出，反之，則重新制定新的目標靈活性資源的優(yōu)化調(diào)度方案，直至滿足所述預(yù)設(shè)配電網(wǎng)安全運行要求，包括：

7、將所述目標靈活性資源的最優(yōu)調(diào)度方案輸入所述目標配電網(wǎng)系統(tǒng)中，獲得各節(jié)點電壓和支路上的潮流；判斷所述各節(jié)點電壓是否超越第一預(yù)設(shè)上限或低于第二預(yù)設(shè)下限，且所述支路上的潮流是否超越第三預(yù)設(shè)上限，若所述各節(jié)點電壓超越所述第一預(yù)設(shè)上限和所述支路上的潮流超越所述第三預(yù)設(shè)上限或若所述各節(jié)點電壓低于第二預(yù)設(shè)上限和所述支路上的潮流超越所述第三預(yù)設(shè)上限，則所述目標靈活性資源的最優(yōu)調(diào)度方案滿足所述預(yù)設(shè)配電網(wǎng)安全運行要求，將所述目標靈活性資源的最優(yōu)調(diào)度方案作為最終調(diào)度方案輸出，反之，則根據(jù)所述多個實際平衡區(qū)運行模式下的調(diào)度方案和運營效果，重新制定新的靈活性資源的最優(yōu)調(diào)度方案，并輸入所述目標配電網(wǎng)系統(tǒng)中，判斷所述新的目標靈活性資源的最優(yōu)調(diào)度方案是否滿足所述預(yù)設(shè)配電網(wǎng)安全運行要求，迭代執(zhí)行制定和判斷過程，直至滿足所述預(yù)設(shè)配電網(wǎng)安全運行要求。

8、本發(fā)明第二方面實施例提供一種考慮多元平衡區(qū)差異化特征的靈活性資源調(diào)控裝置，包括：建立模塊，用于分別建立目標靈活性資源的第一數(shù)學(xué)模型和不同類型平衡區(qū)的數(shù)學(xué)模型；第一計算模塊，用于獲取目標配電網(wǎng)系統(tǒng)和所述目標靈活性資源的長期參數(shù)數(shù)據(jù)，并將所述長期參數(shù)數(shù)據(jù)輸入所述第一數(shù)學(xué)模型和所述第二數(shù)學(xué)模型中，以計算長期參數(shù)下的長期特征評估指標；第一制定模塊，用于根據(jù)所述長期特征評估指標制定所述目標靈活性資源的裝機容量規(guī)劃；第二計算模塊，用于獲取所述目標配電網(wǎng)系統(tǒng)和所述目標靈活性資源的短期參數(shù)數(shù)據(jù)，并將所述短期參數(shù)數(shù)據(jù)輸入所述第一數(shù)學(xué)模型和所述第二數(shù)學(xué)模型中，以計算短期特征評估指標；排除模塊，用于將所述短期特征評估指標的特殊項作為平衡區(qū)運營模式可行性判據(jù)，以排除所述不同類型平衡區(qū)中無法運營的平衡區(qū)運營模式，得到多個實際平衡區(qū)運行模式，其中，所述平衡區(qū)運營模式包括虛擬電廠運營模式、微電網(wǎng)的運營模式和源網(wǎng)荷儲一體運營模式；第二制定模塊，用于基于所述裝機容量規(guī)劃，獲取所述多個實際平衡區(qū)運行模式下的調(diào)度方案和運營效果，以制定目標靈活性資源的優(yōu)化調(diào)度方案；判斷模塊，用于將所述目標靈活性資源的優(yōu)化調(diào)度方案輸入所述目標配電網(wǎng)系統(tǒng)中，以判定所述目標靈活性資源的優(yōu)化調(diào)度方案是否滿足預(yù)設(shè)配電網(wǎng)安全運行要求，若滿足，則將所述目標靈活性資源的優(yōu)化調(diào)度方案作為最終調(diào)度方案輸出，反之，則重新制定新的目標靈活性資源的優(yōu)化調(diào)度方案，直至滿足所述預(yù)設(shè)配電網(wǎng)安全運行要求。

9、可選地，所述短期特征評估指標包括可靠性指標、穩(wěn)定性指標、靈活性指標、經(jīng)濟性指標和協(xié)調(diào)性指標中至少一項，其中，所述可靠性指標包括分布式電源與主網(wǎng)電能交換率、分布式電源供電利用率和供電可靠率；所述穩(wěn)定性指標包括電源負載適配度、可調(diào)控型電源占比、功率平衡度和系統(tǒng)慣性供能占比；所述靈活性指標包括可調(diào)功率范圍和爬坡速率；所述經(jīng)濟性指標包括電網(wǎng)損耗率和需求響應(yīng)缺額電量占比；所述協(xié)調(diào)性指標包括自發(fā)自用電量缺額占比、自發(fā)自用電量剩余占比和儲能消納電量能力；所述短期特征評估指標的特殊項包括所述分布式電源與主網(wǎng)電能交換率、所述電源負載適配度和所述電網(wǎng)損耗率。

10、可選地，所述排除模塊包括：第一排除單元，用于根據(jù)所述可靠性指標中的分布式電源與主網(wǎng)電能交換率初步判定所述目標靈活性資源是否適合以所述虛擬電廠運營模式運營，若所述分布式電源與主網(wǎng)電能交換率大于0，則目標靈活性發(fā)電資源滿足目標配電網(wǎng)系統(tǒng)負荷需求，并且存有剩余電量與電網(wǎng)交易獲取收益，符合虛擬電廠參與電力市場交易獲得收益的基本條件，能夠以所述虛擬電廠運營模式運營，反之，則將所述虛擬電廠的運營模式排除，得到第一排除結(jié)果；第二排除單元，用于根據(jù)所述穩(wěn)定性指標的電源負載適配度初步判定所述目標靈活性資源是否適合以所述微電網(wǎng)運營模式運營，若所述電源負載適配度大于1，則符合微電網(wǎng)的內(nèi)部功率平衡約束，能夠以所述微電網(wǎng)運營模式運營，反之，則將所述微電網(wǎng)運營模式排除，得到第二排除結(jié)果；第三排除單元，用于根據(jù)所述經(jīng)濟性指標的電網(wǎng)損耗率初步判定所述目標靈活性資源是否適合以所述源網(wǎng)荷儲一體運營模式運營，若所述電網(wǎng)損耗率高于10％，則表示目標靈活性資源在所述源網(wǎng)荷儲一體運營模式下，考慮配電網(wǎng)約束后，經(jīng)濟性無法得到保證，則將所述源網(wǎng)荷儲一體運營模式排除，反之，所述源網(wǎng)荷儲一體運營模式運營的經(jīng)濟性能夠得到基本保證，能夠以所述源網(wǎng)荷儲一體運營模式運營，得到第三排除結(jié)果；確定單元，用于根據(jù)所述第一排除結(jié)果、所述第二排除結(jié)果和所述第三排除結(jié)果確定所述多個實際平衡區(qū)運行模式。

11、可選地，所述判斷模塊包括：獲取單元，用于將所述目標靈活性資源的最優(yōu)調(diào)度方案輸入所述目標配電網(wǎng)系統(tǒng)中，獲得各節(jié)點電壓和支路上的潮流；判斷單元，用于判斷所述各節(jié)點電壓是否超越第一預(yù)設(shè)上限或低于第二預(yù)設(shè)下限，且所述支路上的潮流是否超越第三預(yù)設(shè)上限，若所述各節(jié)點電壓超越所述第一預(yù)設(shè)上限和所述支路上的潮流超越所述第三預(yù)設(shè)上限或若所述各節(jié)點電壓低于第二預(yù)設(shè)上限和所述支路上的潮流超越所述第三預(yù)設(shè)上限，則所述目標靈活性資源的最優(yōu)調(diào)度方案滿足所述預(yù)設(shè)配電網(wǎng)安全運行要求，將所述目標靈活性資源的最優(yōu)調(diào)度方案作為最終調(diào)度方案輸出，反之，則根據(jù)所述多個實際平衡區(qū)運行模式下的調(diào)度方案和運營效果，重新制定新的靈活性資源的最優(yōu)調(diào)度方案，并輸入所述目標配電網(wǎng)系統(tǒng)中，判斷所述新的目標靈活性資源的最優(yōu)調(diào)度方案是否滿足所述預(yù)設(shè)配電網(wǎng)安全運行要求，迭代執(zhí)行制定和判斷過程，直至滿足所述預(yù)設(shè)配電網(wǎng)安全運行要求。

12、本發(fā)明第三方面實施例提供一種電子設(shè)備，包括：存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述程序，以實現(xiàn)如上述實施例所述的考慮多元平衡區(qū)差異化特征的靈活性資源調(diào)控方法。

13、本發(fā)明第四方面實施例提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)存儲計算機程序，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上的考慮多元平衡區(qū)差異化特征的靈活性資源調(diào)控方法。

14、本發(fā)明實施例提出的考慮多元平衡區(qū)差異化特征的靈活性資源調(diào)控方法及裝置，通過考慮微網(wǎng)、虛擬電廠和源網(wǎng)荷儲一體三種主要的平衡區(qū)模式差異及模型特征，對配電網(wǎng)系統(tǒng)當中的靈活性資源進行優(yōu)化調(diào)度，并利用平衡區(qū)特征評估指標，篩選出不同的平衡區(qū)管控模式，制定合理的調(diào)度方案，以有效避免資源的不合理分配和系統(tǒng)風(fēng)險，維護配電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性，同時輸出不同平衡區(qū)運營模式下的調(diào)度方案和運營效果，為決策者提供全面的數(shù)據(jù)支持，達到科學(xué)決策，優(yōu)化運營策略的目的。

15、本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。