本发明提供了一种台区并列运行优化方法，通过直流互联实现台区并列运行，硬件装置包括智能配变终端、能量管理系统、柔性换流器FIC及储能系统；智能配变终端采集配电变压器功率，能量管理系统控制柔性换流器FIC和储能系统的功率，台区并列优化运行算法部署于能量管理系统；应用本技术方案可实现台区并列运行系统的最小损耗运行。
1.一种台区并列运行优化方法，其特征在于，通过直流互联实现台区并列运行，硬件装置包括智能配变终端、能量管理系统、柔性换流器FIC及储能系统；智能配变终端采集配电变压器功率，能量管理系统控制柔性换流器FIC和储能系统的功率，台区并列优化运行算法部署于能量管理系统。
2.根据权利要求1所述的一种台区并列运行优化方法，其特征在于，采用粒子群算法对不同台区配电变压器功率PTi，i为并列运行台区数量，工作时段的柔性换流器FIC和储能系统功率进行寻优，实现台区并列运行损耗最小，包括以下步骤：步骤S1：选取台区配电变压器功率PTi工作时段，设置柔性换流器FIC功率PFICi和储能系统功率PFS为粒子，并初始化粒子位置和速度；
步骤S2：以整个系统运行损耗最小为目标计算粒子的适应度；
步骤S3：获取粒子的个体最优值和群体的全局最优值；
步骤S6：筛选系统损耗更小的运行方式，记录柔性换流器FIC和储能系统最优功率出力；
步骤S7：判断是否完成所有台区配电变压器功率PTi工作时段的柔性换流器FIC和储能系统最优功率出力计算，否则，重复步骤S1～S6。
3.根据权利要求2所述的一种台区并列运行优化方法，其特征在于，台区并列运行优化的目标函数为：min F＝WT(t)+Wline(t)+Wec(t)+Wex(t) (1)；
其中，WT(t)为配电变压器损耗电量；Wline(t)为线路损耗电量；Wec(t)为电能变换损耗电量，包括柔性换流器FIC和储能系统功率变换损耗电量；Wex(t)为系统辅助设备运行导致的额外损耗电量；t是系统运行时间。
4.根据权利要求2所述的一种台区并列运行优化方法，其特征在于，配电变压器损耗电量计算方法如下：其中，PT_n是台区n配电变压器功率；ηT_n是台区n配电变压器运行损耗率；N是并列运行台区数量。
5.根据权利要求2所述的一种台区并列运行优化方法，其特征在于，线路损耗电量计算方法如下：其中，PACline_n是FIC与台区n的交流线路功率，ηACline_n是FIC与台区n的交流线路损耗率；
PDCline_n是FIC间的直流线路功率，ηDCline_n是FIC间的直流线路损耗率。
6.根据权利要求2所述的一种台区并列运行优化方法，其特征在于，电能变换损耗电量计算方法如下：其中，PFIC_n是FIC功率，ηFIC_n是FIC损耗率；PES是储能系统功率，ηES是储能系统损耗率。
7.根据权利要求2所述的一种台区并列运行优化方法，其特征在于，系统辅助设备运行导致的额外损耗电量计算方法如下：其中，PFIC_loss_n是FIC辅助设备消耗功率；PES_loss是储能系统辅助设备消耗功率。
8.根据权利要求2所述的一种台区并列运行优化方法，其特征在于，台区并列运行的约束条件包括：(1)直流侧功率约束：
其中，PES_loss是储能系统辅助设备消耗功率；
|PFIC_n(t)|≤PFIC_max (7)其中，PFIC_max是FIC最大运行功率；
其中，PES_chr_lim、PES_dis_lim分别是从储能电池管理系统获得的充电、放电功率限值；
SOCmin≤SOC(t)≤SOCmax (9)其中，SOCmin、SOCmax分别是储能电池的最小和最大限值。
一种台区并列运行优化方法
技术领域
[0001] 本发明涉及低压智能配电技术领域，特别是一种台区并列运行优化方法。
背景技术
[0002] 大规模分布式光伏、充电桩、储能等新型设备接入低压配电网，对低压配电网的承载能力提出更高要求。根据低压配电台区的负荷特性，通过直流互联装置连接两个及以上负荷特性互补台区，可以显著提升台区供电能力。考虑到配电变压器的运行效率与台区负载率呈非线性关系，目前台区并列运行的优势无法得到充分发挥，系统运行效率低下。
发明内容
[0003] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种台区并列运行优化方法，充分发挥台区并列运行的优势，以提升系统运行效率。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种台区并列运行优化方法，通过直流互联实现台区并列运行，硬件装置包括智能配变终端、能量管理系统、柔性换流器FIC及储能系统；智能配变终端采集配电变压器功率，能量管理系统控制柔性换流器FIC和储能系统的功率，台区并列优化运行算法部署于能量管理系统。
[0005] 在一较佳的实施例中，采用粒子群算法对不同台区配电变压器功率PTi，i为并列运行台区数量，工作时段的柔性换流器FIC和储能系统功率进行寻优，实现台区并列运行损耗最小，包括以下步骤：
[0006] 步骤S1：选取台区配电变压器功率PTi工作时段，设置柔性换流器FIC功率PFICi和储能系统功率PFS为粒子，并初始化粒子位置和速度；
[0007] 步骤S2：以整个系统运行损耗最小为目标计算粒子的适应度；
[0008] 步骤S3：获取粒子的个体最优值和群体的全局最优值；
[0009] 步骤S4：更新粒子速度和位置；
[0010] 步骤S5：判断是否达到最大迭代次数；
[0011] 步骤S6：筛选系统损耗更小的运行方式，记录柔性换流器FIC和储能系统最优功率出力；
[0012] 步骤S7：判断是否完成所有台区配电变压器功率PTi工作时段的柔性换流器FIC和储能系统最优功率出力计算，否则，重复步骤S1～S6。
[0013] 在一较佳的实施例中，台区并列运行优化的目标函数为：
[0014] minF＝WT(t)+Wline(t)+Wec(t)+Wex(t) (1)；
[0015] 其中，WT(t)为配电变压器损耗电量；Wline(t)为线路损耗电量；Wec(t)为电能变换损耗电量，包括柔性换流器FIC和储能系统功率变换损耗电量；Wex(t)为系统辅助设备运行导致的额外损耗电量；t是系统运行时间。
[0016] 在一较佳的实施例中，配电变压器损耗电量计算方法如下：
[0017]
[0018] 其中，PT_n是台区n配电变压器功率；ηT_n是台区n配电变压器运行损耗率；N是并列运行台区数量。
[0019] 在一较佳的实施例中，线路损耗电量计算方法如下：
[0020]
[0021] 其中，PACline_n是FIC与台区n的交流线路功率，ηACline_n是FIC与台区n的交流线路损耗率；PDCline_n是FIC间的直流线路功率，ηDCline_n是FIC间的直流线路损耗率。
[0022] 在一较佳的实施例中，电能变换损耗电量计算方法如下：
[0023]
[0024] 其中，PFIC_n是FIC功率，ηFIC_n是FIC损耗率；PES是储能系统功率，ηES是储能系统损耗率。
[0025] 在一较佳的实施例中，系统辅助设备运行导致的额外损耗电量计算方法如下：
[0026]
[0027] 其中，PFIC_loss_n是FIC辅助设备消耗功率；PES_loss是储能系统辅助设备消耗功率。
[0028] 在一较佳的实施例中，台区并列运行的约束条件包括：
[0029] (1)直流侧功率约束：
[0030]
[0031] 其中，PES_loss是储能系统辅助设备消耗功率；
[0032] (2)FIC功率约束：
[0033] |PFIC_n(t)|≤PFIC_max (7)
[0034] 其中，PFIC_max是FIC最大运行功率；
[0035] (3)储能系统功率约束：
[0036]
[0037] 其中，PES_chr_lim、PES_dis_lim分别是从储能电池管理系统获得的充电、放电功率限值；
[0038] (4)储能电池荷电状态SOC约束：
[0039] SOCmin≤SOC(t)≤SOCmax (9)
[0040] 其中，SOCmin、SOCmax分别是储能电池的最小和最大限值。
[0041] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：1)提出一种台区并列运行优化方法，根据台区配电变压器不同工作时段，考虑配电变压器、交流线路、直流线路、辅助设备损耗等，基于粒子群算法优化柔性换流器、储能系统功率输出，实现台区并列运行损耗最小，具有明显的可执行性和经济效益。2)提升台区并列运行效率。
附图说明
[0042] 图1为本发明优选实施例中所提方法适用的台区典型配置示意图；
[0043] 图2为本发明优选实施例中台区并列运行优化运行算法流程示意图。
[0044] 图3为本发明优选实施例中台区1优化前后功率曲线对比；
[0045] 图4为本发明优选实施例中台区2优化前后功率曲线对比；
[0046] 图5为本发明优选实施例中台区3优化前后功率曲线对比；
[0047] 图6为本发明优选实施例中优化前后并列台区损耗对比。
具体实施方式
[0048] 下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
[0049] 应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0050] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式；如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0051] 一种台区并列运行优化方法，如图1所示，为本发明实施例所提方法适用的两个台区并列运行典型配置图，包括智能配变终端、能量管理系统、柔性换流器FIC、储能系统等。智能配变终端采集配电变压器功率，能量管理系统控制柔性换流器FIC和储能系统的功率，台区并列优化运行算法部署于能量管理系统。
[0052] 图2是本发明一种台区并列运行优化运行算法。算法步骤包括
[0053] 步骤S1：选取台区配电变压器功率PTi工作时段，设置FIC功率PFICi和储能系统功率PES为粒子，并初始化粒子位置和速度；
[0054] 步骤S2：以整个系统运行损耗最小为目标计算粒子的适应度；
[0055] 步骤S3：获取粒子的个体最优值和群体的全局最优值；
[0056] 步骤S4：更新粒子速度和位置；
[0057] 步骤S5：判断是否达到最大迭代次数；
[0058] 步骤S6：筛选系统损耗更小的运行方式，记录FIC和储能系统最优功率出力。
[0059] 步骤S7：判断是否完成所有台区配电变压器功率PTi工作时段的FIC和储能系统最优功率出力计算，否则，重复步骤S1～S6。
[0060] 本发明所提台区并列运行优化的目标函数为：
[0061] minF＝WT(t)+Wline(t)+Wec(t)+Wex(t) (1)；
[0062] 其中，WT(t)为配电变压器损耗电量；W1ine(t)为线路损耗电量；Wec(t)为电能变换损耗电量，包括FIC和储能系统功率变换损耗电量；Wex(t)为系统辅助设备运行导致的额外损耗电量；t是系统运行时间。
[0063] 配电变压器损耗电量计算方法如下：
[0064]
[0065] 其中，PT_n是台区n配电变压器功率；ηT_n是台区n配电变压器运行损耗率。
[0066] 线路损耗电量计算方法如下：
[0067]
[0068] 其中，PACline_n是FIC与台区n的交流线路功率，ηACline_n是FIC与台区n的交流线路损耗率；PDCline_n是FIC间的直流线路功率，ηDCline_n是FIC间的直流线路损耗率。
[0069] 电能变换损耗电量计算方法如下：
[0070]
[0071] 其中，PFIC_n是FIC功率，ηFIC_n是FIC损耗率；PES是储能系统功率，ηES是储能系统损耗率。
[0072] 系统辅助设备运行导致的额外损耗电量计算方法如下：
[0073]
[0074] 其中，PFIC_loss_n是FIC辅助设备消耗功率；PES_loss是储能系统辅助设备消耗功率。
[0075] 台区并列运行的约束条件包括：
[0076] (1)直流侧功率约束：
[0077]
[0078] 其中，PES_loss是储能系统辅助设备消耗功率。
[0079] (2)FIC功率约束：
[0080] |PFIC_n(t)|≤PFIC_max (7)
[0081] 其中，PFIC_max是FIC最大运行功率。
[0082] (3)储能系统功率约束：
[0083]
[0084] 其中，PES_chr_lim、PES_chr_lim分别是从储能电池管理系统获得的充电、放电功率限值。
[0085] (4)储能电池荷电状态(SOC)约束：
[0086] SOCmin≤SOC(t)≤SOCma (9)
[0087] 其中，SOCmin、SOCmax分别是储能电池的最小和最大限值。
[0088] 图3‑6为本发明实施例台区并列运行优化运行结果，经过本发明提出的优化运行算法，相较于优化前，台区并列运行损耗降低6.2％。
[0089] 以上所述是本发明的较佳实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进接润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
[0090] 本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的台区光伏并网点电压调整方法，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。
