研究主动配电网与分布式电源、储能及多样性负荷的交互作用机理的方法转让专利
申请号 : CN201911148487.7
文献号 : CN110929454B
文献日 : 2020-10-20
发明人 : 汤向华 , 李秋实 , 江洪成 , 江辉 , 徐晓轶 , 王生强 , 王栋 , 胡新雨 , 刘辉
申请人 : 国网江苏省电力有限公司南通供电分公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种研究主动配电网与分布式电源、储能及多样性负荷的交互作用机理的方法，其特征是：包括：以最小化主动配电网运行成本为目标函数之一，以最小化负荷曲线方差作为第2个目标函数，通过对储能装置和需求侧响应进行合理调度来实现负荷曲线的削峰填谷；
第一个目标函数为主动配电网总运行成本最小；主动配电网的运行成本包括向上级电网购电的成本、储能装置运行成本、需求侧响应补偿成本和网络损耗成本；目标函数1的表达式如式(3-56)所示：式中，CIL,i(t)为第t个调度时刻在节点i处并网的可中断负荷的需求侧响应补偿成本；
CESS,j(t)为第t个调度时刻在节点j处并网的储能装置的运行成本；Cgrid(t)为第t个调度时刻向上级电网购电/售电的成本；规定购电时Cgrid(t)为正；Closs(t)为第t个调度时刻主动配电网的网络损耗成本；NIL为可中断负荷的并网节点数量；NESS为并网的储能装置数量；T为调度时刻数量；
第二个目标函数为主动配电网总负荷曲线方差最小；负荷曲线方差能够反映负荷曲线的波动程度，目标函数2如式(3-57)所示：式中，PL(t)为第t个调度时刻主动配电网的总负荷功率；
优化调度模型约束条件如下：
(1)可中断负荷的切负荷功率约束，如式(3-58)所示：
PILmin,i≤PIL,i(t)≤PILmax,i (3-58)PILmin,i和PILmax,i分别为在节点i处并网的可中断负荷的切负荷功率最小值和最大值；
(2)储能装置充/放电功率约束，如式(3-59)所示：
PESSmin,j≤PESS,j(t)≤PESSmax,j (3-59)式中，PESSmin,j和PESSmax,j分别为在节点j处并网的储能装置所能提供的有功功率上、下限；
(3)储能装置VSOC约束，如式(3-60)、式(3-61)所示：VSOCmin,j≤VSOC,j(t)≤VSOCmax,j (3-60)VSOC,j(ti)＝VSOC,j(tf) (3-61)式中，VSOCmin,j和VSOCmax,j分别为在节点j处并网的储能装置剩余容量下限和上限；VSOC,j(t)为第t个调度时刻在节点j处并网的储能装置剩余容量；ti和tf分别为调度周期开始时刻和调度周期结束时刻；
(4)节点电压约束，如式(3-62)所示：
Umin,k
(5)功率平衡约束，如式(3-63)所示：
式中， 含义：第t个调度时刻并网的第i个分布式电源所能提供的有功功率；
含义：第t个调度时刻并网的第j个储能装置所能提供的有功功率；Pgrid(t))的含义：第t个调度时刻向上级电网购电/售电的功率，购电为正，售电为负；PL(t)：第t个调度时刻主动配电网的总负荷功率；Ploss(t)：第t个调度时刻主动配电网的网络损耗功率；PIL,i(t)为第t个调度时刻在节点i处的可中断负荷的切负荷功率；
(6)潮流方程约束，如式(3-64)所示：
式中，Pi(t)和Qi(t)分别为第t个调度时刻节点i注入的有功功率与无功功率；Ui(t)和Uj(t)分别为第t个调度时刻节点i与节点j的电压幅值；Gij和Bij分别为主动配电网支路ij的电导与电纳；δij(t)为节点i与节点j在第t个调度时刻的电压相角差；
(7)平衡节点约束，本项目取平衡节点为主动配电网与上级电网交易的变电站；主动配电网运行时，上级电网会根据日前负荷预测信息来制定生产计划，同时保证一定的旋转备用，因此需要考虑平衡节点功率约束；平衡节点约束如如式(3-65)所示：Pmin,S≤PS(t)≤Pmax,S (3-65)式中，Pmin,S和Pmax,S分别为平衡节点S的有功功率上下限；PS(t)为第t个调度时刻主动配电网与上级电网购/售电的交易功率；
(8)支路功率约束，如式(3-66)所示：
Pl(t)≤Pmax,l (3-66)式中，Pl(t)为第t个调度时刻第l条支路通过的功率；Pmax,l为第l条支路允许的功率最大值。
2.根据权利要求1所述的研究主动配电网与分布式电源、储能及多样性负荷的交互作用机理的方法，其特征是：选择经改进的IEEE33节点配电系统作为算例进行分析，改进方案如下：节点12设置一个蓄电池储能装置PQ节点，取Emax＝1200kWh，PESSmin,j＝300kW，PESSmax,j＝
300kW，VSOCmin,j＝0.1，VSOCmax,j＝0.9，VSOC,j(ti)＝VSOC,j(tf)＝0.5，ηd＝0.98，ηc＝0.97，γ＝
0.01；节点14设置同一地区两个风电分布式电源PQ节点；节点6的负荷设置为可中断负荷，取PILmin,i＝0，PILmax,i＝100kW；节点1设置为平衡节点，取Pmin,S＝-200kW，Pmax,S＝200kW；选取该系统的基准容量为10MVA，基准电压为12.66KV，取Umin,k＝0.95p.u.，Umax,k＝1.2p.u.；整个网络的总负荷为3.715+2.3MVA；对于成本系数，取可中断负荷补偿成本a＝1.8元/kWh，储能装置充放电成本b＝0.1元/kWh，购/售电电价设置为峰谷电价，即8:00～22:00，c1(t)＝
1.0元/kWh，c2(t)＝0.5元/kWh；0:00～8:00和22:00～24:00，c1(t)＝0.4元/kWh，c2(t)＝
0.2元/kWh；对于NSGA-Ⅱ算法，取初始种群数Npopulation＝100，迭代次数Niteration＝10000，交叉系数Ncross＝20，变异系数Nmutant＝20，交叉概率Pcorss＝0.7，变异概率Pmutant＝0.3。
说明书 :
研究主动配电网与分布式电源、储能及多样性负荷的交互作
用机理的方法
技术领域
背景技术
发明内容
200kW；选取该系统的基准容量为10MVA，基准电压为12.66KV，取Umin,k＝0.95p.u.，Umax,k＝
1.2p.u.；整个网络的总负荷为3.715+2.3MVA；对于成本系数，取可中断负荷补偿成本a＝
1.8 元/kWh，储能装置充放电成本b＝0.1元/kWh，购/售电电价设置为峰谷电价，即8:00～
22:00，c1(t)＝1.0元/kWh，c2(t)＝0.5元/kWh；0:00～8:00 和22:00～24:00，c1(t)＝0.4元/kWh，c2(t)＝0.2元/kWh；对于NSGA-Ⅱ算法，取初始种群数Npopulation＝100，迭代次数Niteration＝10000，交叉系数Ncross＝20，变异系数Nmutant＝20，交叉概率Pcorss＝0.7，变异概率 Pmutant＝0.3。
附图说明
具体实施方式
200kW；选取该系统的基准容量为10MVA，基准电压为12.66KV，取Umin,k＝0.95p.u.，Umax,k＝
1.2p.u.；整个网络的总负荷为3.715+2.3MVA；对于成本系数，取可中断负荷补偿成本a＝
1.8 元/kWh，储能装置充放电成本b＝0.1元/kWh，购/售电电价设置为峰谷电价，即8:00～
22:00，c1(t)＝1.0元/kWh，c2(t)＝0.5元/kWh；0:00～8:00 和22:00～24:00，c1(t)＝0.4元/kWh，c2(t)＝0.2元/kWh；对于NSGA-Ⅱ算法，取初始种群数Npopulation＝100，迭代次数Niteration＝10000，交叉系数Ncross＝20，变异系数Nmutant＝20，交叉概率Pcorss＝0.7，变异概率 Pmutant＝0.3。