分布式电源承载能力评估方法、装置、电子设备及介质与流程

专利2025-04-08  25


本发明涉及智能配电网,尤其涉及一种分布式电源承载能力评估方法、装置、电子设备及介质。


背景技术:

1、随着可再生能源的大力开发,越来越多的分布式电源接入配电网。然而,可再生能源出力具有强烈的不确定性。分布式电源并网容量的不断提升,导致配电网出现节点电压和支路潮流越限的风险增大,使得配网的安全稳定运行面临挑战。

2、投建灵活资源可以降低分布式电源出力的波动性,提高配电网对分布式电源的消纳能力。这些灵活资源主要包括以下几类:在电源侧,电储能等技术的应用促进了配电网能量来源的多元化;在电网侧,在配电自动化、电力电子设备的支撑下,配电网可通过灵活的调度策略提高对分布式电源的消纳能力;在负荷侧,智能家居、电动汽车等新型负荷的大量出现,可实现灵活的需求响应。因此,如何在计及海量灵活资源对分布式电源消纳提升效果的同时,确定配电网对分布式光伏的最大承载能力成为近几年的研究热点。

3、投建各类灵活资源往往需要耗费大量的成本。或者在短期内难以全面推广。同时,可再生能源机组的出力具有显著的季节性、间歇性特征。新能源小发期间供电占比较低和大发期间消纳困难的情况频繁交替出现。如果允许新能源机组在大发期间适当弃置部分尖峰功率,虽然会使得风光机组发电成本升高,但是可以提高新能源小发期间的供电占比,从而提升系统全年的新能源电量渗透率和供电经济性。

4、面向高渗透率风光发电发展需求,如何在兼顾供电经济性的前提下,制定合理计及弃风弃光措施的运行和规划方案,以更好地评估配电网对分布式电源的承载能力,是电力系统亟需解决的工程问题。


技术实现思路

1、本发明提供了一种分布式电源承载能力评估方法、装置、电子设备及介质,用于解决或部分解决如何在兼顾供电经济性的前提下,实现更好地评估配电网对分布式电源的承载能力的技术问题。

2、本发明提供了一种分布式电源承载能力评估方法,配电网侧并网至少一个微网,每个所述微网对应一个可调度设备集合,所述方法包括:

3、基于所述可调度设备集合中各类可调度设备进行经济调度,获得所述微网的购售电功率需求;

4、对所述配电网中各类灵活资源进行集中优化调度,获得优化调度结果;

5、判断所述优化调度结果是否全额满足购售电功率需求;

6、若满足,则从所述优化调度结果中提取所述微网中不同分布式电源装机容量各自对应的系统平均供电成本,并确定所述微网的最佳光伏容量;

7、整合所有最佳光伏容量作为所述配电网整体的最佳并网容量,以评估所述配电网对分布式电源的承载能力。

8、可选地,所述可调度设备集合中的可调度设备类型包括分布式电源以及储能设备,所述基于所述可调度设备集合中各类可调度设备进行经济调度,获得所述微网的购售电功率需求,包括:

9、针对任一个所述微网,以购电成本最小、售电收益最大、分布式储能损耗最小以及功率损耗最小为目标,构建微网侧调度目标函数,同时设定联络线功率平衡约束、不能同时购售电约束、储能约束;

10、基于所述微网侧调度目标函数、所述联络线功率平衡约束、所述不能同时购售电约束、所述储能约束,构建微网侧经济调度模型;

11、通过引入中间变量的方式求解所述微网侧经济调度模型,获得所述微网的购售电功率需求;

12、其中,当所述微网的分布式电源出力低于预设最低出力阈值时,在低谷电价阶段,从所述配电网中购电并存储至所述微网的储能设备中;

13、当所述微网的分布式电源出力高于预设最高出力阈值时,在满足负荷需求的同时,向所述配电网售电,以获得经济收益。

14、可选地,所述各类灵活资源包括电源侧灵活资源、电网侧灵活资源以及负荷侧灵活资源,所述对所述配电网中各类灵活资源进行集中优化调度,获得优化调度结果,包括:

15、设定所述电源侧灵活资源对应的电源侧调度约束、所述电网侧灵活资源对应的电网侧调度约束以及所述负荷侧灵活资源对应的负荷侧调度约束;

16、根据所述配电网的设备等年值成本、购售电成本、网损成本以及需求响应用户的补偿成本,构建用于计算系统单位电能供电成本的函数,同时设定配电网允许接入的分布式电源总量约束;

17、以系统单位电能供电成本最小为目标,考虑电网电压质量,构建配电网侧调度目标函数,同时设定节点注入功率平衡约束、相邻节点电压降约束以及微网购电需求约束;

18、根据所述配电网侧调度目标函数,同时考虑所述电源侧调度约束、所述电网侧调度约束、所述负荷侧调度约束、所述分布式电源总量约束、所述节点注入功率平衡约束、所述相邻节点电压降约束以及所述微网购电需求约束,构建配电网调度模型;

19、基于二阶锥优化求解所述配电网调度模型,以实现针对所述配电网中各类灵活资源的集中优化调度,获得优化调度结果,所述优化调度结果包括所述配电网中可调度的购售电功率,以及每个所述微网中不同分布式电源装机容量各自对应的系统平均供电成本。

20、可选地,所述电源侧调度约束包括光伏/风机运行约束以及储能运行约束,所述电网侧调度约束包括电容器组运行约束、静止无功发生器运行约束以及有载调压变压器运行约束,所述负荷侧调度约束包括需求侧响应约束。

21、可选地,所述从所述优化调度结果中提取所述微网中不同分布式电源装机容量各自对应的系统平均供电成本,并确定所述微网的最佳光伏容量,包括:

22、从所述优化调度结果中提取所述微网中不同分布式电源装机容量各自对应的系统平均供电成本,并将数值最小的系统平均供电成本作为目标系统平均供电成本;

23、将所述目标系统平均供电成本对应的分布式电源装机容量,作为所述微网的最佳光伏容量。

24、可选地,所述方法还包括:

25、若所述资源优化调度不能全额满足购售电功率需求,则通过馈线重构进行负荷转供优化,再基于集中优化调度重新计算所述微网中不同分布式电源装机容量各自对应的系统平均供电成本。

26、可选地,所述通过馈线重构进行负荷转供优化,包括:

27、确定所述配电网中存在互联关系的目标馈线网络,以优化周期内所述目标馈线网络的有功网损和开关设备动作成本最小为目标,构建转供优化目标函数,同时设定网络拓扑无孤岛约束、馈线不过载约束、辐射状运行约束以及开关设备动作频率约束;

28、根据所述转供优化目标函数、所述网络拓扑无孤岛约束、所述馈线不过载约束、所述辐射状运行约束以及所述开关设备动作频率约束,构建馈线级的负荷转供优化模型;

29、通过离散粒子群算法求解所述负荷转供优化模型,获得联络开关与分段开关优化结果,所述联络开关与分段开关优化结果用于对所述配电网的负荷进行转供优化。

30、本发明还提供了一种分布式电源承载能力评估装置,配电网侧并网至少一个微网,每个所述微网对应一个可调度设备集合,所述装置包括:

31、微网侧经济调度模块,用于基于所述可调度设备集合中各类可调度设备进行经济调度,获得所述微网的购售电功率需求;

32、集中优化调度模块,用于对所述配电网中各类灵活资源进行集中优化调度,获得优化调度结果;

33、购售电功率需求判断模块,用于判断所述优化调度结果是否全额满足购售电功率需求;

34、最佳光伏容量确定模块,用于从所述优化调度结果中提取所述微网中不同分布式电源装机容量各自对应的系统平均供电成本,并确定所述微网的最佳光伏容量;

35、最佳并网容量整合模块,用于整合所有最佳光伏容量作为所述配电网整体的最佳并网容量,以评估所述配电网对分布式电源的承载能力。

36、本发明还提供了一种电子设备,所述设备包括处理器以及存储器:

37、所述存储器用于存储程序代码,并将所述程序代码传输给所述处理器;

38、所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行如上任一项所述的分布式电源承载能力评估方法。

39、本发明还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质用于存储程序代码,所述程序代码用于执行如上任一项所述的分布式电源承载能力评估方法。

40、从以上技术方案可以看出,本发明具有以下优点:

41、在配电网侧并网至少一个微网,每个微网对应一个可调度设备集合情况下,提供了一种分布式电源承载能力评估方法。首先基于可调度设备集合中各类可调度设备进行经济调度,获得微网的购售电功率需求;接着对配电网中各类灵活资源进行集中优化调度,获得优化调度结果;然后判断优化调度结果是否全额满足购售电功率需求;若满足,则从优化调度结果中提取微网中不同分布式电源装机容量各自对应的系统平均供电成本,并确定微网的最佳光伏容量;最后整合所有最佳光伏容量作为配电网整体的最佳并网容量,以评估配电网对分布式电源的承载能力。从而通过微网侧的经济调度,结合配电网侧针对各类灵活资源的集中优化调度,可以在兼顾供电经济性的前提下,实现更好地评估配电网对分布式电源的承载能力。


技术特征:

1.一种分布式电源承载能力评估方法,其特征在于,配电网侧并网至少一个微网,每个所述微网对应一个可调度设备集合,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的分布式电源承载能力评估方法,其特征在于,所述可调度设备集合中的可调度设备类型包括分布式电源以及储能设备,所述基于所述可调度设备集合中各类可调度设备进行经济调度,获得所述微网的购售电功率需求,包括:

3.根据权利要求1所述的分布式电源承载能力评估方法,其特征在于,所述各类灵活资源包括电源侧灵活资源、电网侧灵活资源以及负荷侧灵活资源,所述对所述配电网中各类灵活资源进行集中优化调度,获得优化调度结果,包括:

4.根据权利要求3所述的分布式电源承载能力评估方法,其特征在于,所述电源侧调度约束包括光伏/风机运行约束以及储能运行约束,所述电网侧调度约束包括电容器组运行约束、静止无功发生器运行约束以及有载调压变压器运行约束,所述负荷侧调度约束包括需求侧响应约束。

5.根据权利要求3或4所述的分布式电源承载能力评估方法,其特征在于,所述从所述优化调度结果中提取所述微网中不同分布式电源装机容量各自对应的系统平均供电成本,并确定所述微网的最佳光伏容量,包括:

6.根据权利要求3所述的分布式电源承载能力评估方法,其特征在于,还包括:

7.根据权利要求6所述的分布式电源承载能力评估方法,其特征在于,所述通过馈线重构进行负荷转供优化,包括:

8.一种分布式电源承载能力评估装置,其特征在于,配电网侧并网至少一个微网,每个所述微网对应一个可调度设备集合,所述装置包括:

9.一种电子设备,其特征在于,所述设备包括处理器以及存储器:

10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质用于存储程序代码,所述程序代码用于执行权利要求1-7任一项所述的分布式电源承载能力评估方法。


技术总结
本发明公开了一种分布式电源承载能力评估方法、装置、电子设备及介质,用于解决如何在兼顾供电经济性的前提下,实现更好地评估配电网对分布式电源的承载能力的问题。配电网侧并网至少一个微网,每个微网对应一个可调度设备集合,方法包括:基于可调度设备集合中各类可调度设备进行经济调度,获得微网的购售电功率需求;对配电网中各类灵活资源进行集中优化调度,获得优化调度结果;判断优化调度结果是否全额满足购售电功率需求;若满足,则从优化调度结果中提取微网中不同分布式电源装机容量各自对应的系统平均供电成本,并确定微网的最佳光伏容量;整合所有最佳光伏容量作为配电网整体的最佳并网容量,以评估配电网对分布式电源的承载能力。

技术研发人员:曾顺奇,牛振勇,陈明辉,杨诚宇,黄锦波,吴照裕,林文硕,朱怡莹,田慧丽,张镇,冀浩然
受保护的技术使用者:广东电网有限责任公司广州供电局
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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