一种参与电网削峰填谷的有源配电网负荷模型构建方法技术

本发明专利技术公开一种参与电网削峰填谷的有源配电网负荷模型构建方法，属于新能源并网控制技术领域，根据负荷预测和风、光功率预测，构建等价日负荷曲线；根据储能单元的调节容量，基于面积等效原理，利用一维优化搜索，来确定削峰和填谷的面积，构建有源配电网负荷模型，实现配电负荷参与电网调峰。本发明专利技术考虑有源配电网能量存储单元的功率控制，实现配电负荷参与电网调峰，为电网经济运行提供技术依据。

【技术实现步骤摘要】
一种参与电网削峰填谷的有源配电网负荷模型构建方法
本专利技术涉及一种有源配电网负荷模型构建方法，特别涉及一种参与电网削峰填谷的有源配电网负荷模型构建方法，属于有源配电网运行、控制与调度领域。
技术介绍
发展分布式电源可以优化能源结构、推动节能减排和实现经济的可持续发展。近年来，随着配电网中分布式电源渗透率的迅速增长，储能、储热和电动汽车的发展，传统的配电网正在逐步演化为具有众多可调控资源的有源配电网，其运行管理也将遇到众多挑战。传统配电网因其网络损耗大、供电电压质量差、调度灵活性差已呈现出严重不足，影响着电网的安全、稳定、优质、经济运行。如何结合有源配电网的特点,充分调动主动负荷的积极作用，进行有效的管理和控制，是解决电网运行和控制问题切实可行的技术手段，对大电网的运行具有积极而重要的现实意义。目前，电网调峰矛盾突出，已经成为电力系统运行的一大难题。一些供电地区负荷的峰谷差逐年增加，而随着城市集中供暖面积的快速增加，电网调峰能力逐年减小。风电大发、风电反调峰特性等综合因素进一步增大电网的调峰压力，考虑有源配电网调控的联合调峰运行模式和负荷调控策略是电网运行急需解决的关键问题。本专利技术的目的在于解决现有技术存在的上述问题，通过考虑有源配电网能量存储单元的功率控制，基于等效面积法，构建有源配电网负荷模型，实现配电负荷参与电网调峰。本专利技术采用的方法，能够更有效和可靠的进行有源配电网负荷的调控，为有源配电网与大电网的协调运行和控制提供技术依据和实用化方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术存在的上述问题，提供一种可靠且有效的配电网参与大电网调峰的负荷调控方法。本专利技术采用的这种负荷模型构建方法，以改善配电网负荷特性为目标，通过配网中储能单元的合理调度，实现配电负荷削峰填谷的目的，从而改善和缓解大电网的运行压力和调峰困难局面，为有源配电网与大电网的协调运行和控制提供技术依据和实用化方法。本专利技术采用的技术方案是：一种参与电网削峰填谷的有源配电网负荷模型构建方法，根据负荷预测和风、光功率预测，构建等价日负荷曲线；根据储能单元的调节容量，基于面积等效原理，利用一维优化搜索，来确定削峰和填谷的面积，构建有源配电网负荷模型，实现配电负荷参与电网调峰；具体步骤如下：步骤1)获取有源配电网的日计划运行参数；日计划运行参数包括：配电网日负荷曲线，光伏发电曲线，风力发电曲线，储能单元的最大充电功率、储能单元的最大放电功率，储能单元的最大充电容量和最大放电容量；步骤2)对日计划功率特性曲线进行叠加，得到等价日负荷功率特性曲线；步骤3)计算储能单元的放电面积；步骤4)计算储能单元的充电面积；步骤5)在等价日负荷功率特性曲线的负荷高峰区域，采用基于黄金分割的一维搜索试探方法寻找等效放电替代面积，并得到等效放电替代面积功率基值：(1)确定等价负荷曲线上的功率基值搜索区间[a,b]；(2)计算a点和b点的等效放电替代面积；(3)计算区间[a,b]的内分点及相应的等效放电替代面积；(4)比较内分点的计算结果,根据等效放电替代面积与储能单元的放电面积相接近程度，重新确定计算区间[a,b]；(5)返回步骤(3),直到满足计算精度，得到等效放电替代面积负荷功率基值；步骤6)在等价日负荷功率特性曲线的负荷低谷区域，采用基于黄金分割的一维搜索试探方法寻找等效充电替代面积和充电替代面积功率基值，重复步骤5，得到等效充电替代面积负荷功率基值；步骤7)在等价日负荷功率特性曲线上去除等效充电/放电替代面积，得到参与电网削峰填谷的有源配电网负荷模型。所述有源配电网的日计划运行参数是指未来下一运行日的各个时段的运行参数。配电网日负荷曲线，光伏发电曲线，风力发电曲线是指由有源配电网调度中心配置的负荷预测程序、光伏发电功率预测程序和风力发电预测程序得到的96点功率曲线，功率单位是MW。步骤2)对日计划功率特性曲线进行叠加，得到等价的日负荷功率特性曲线指：(1)将负荷功率特性曲线、光伏发电功率曲线和风力发电功率曲线分别分解为96点数据；(2)按如下公式对各时段数据进行计算，得到该时段等价负荷数据；PDet＝PDt-PVt-PFt其中，t为某一时段的时间标识；PDt为时段t的负荷功率；PVt为时段t的光伏发电功率；PDet为时段t的等价负荷功率；(3)对96点等价负荷功率进行拟合，得到等价负荷特性曲线。步骤3)计算储能单元的放电面积，是指瞬时放电功率与允许的放电时间之积；所述的计算储能单元的充电面积是指瞬时充电功率与允许的充电时间之积。等效放电替代面积是指等价负荷曲线的高峰时段，负荷功率减去放电替代面积功率基值后，与时间的积分值；所述的等效充电替代面积是指等价负荷曲线的低谷时段，充电替代面积负荷功率基值减去负荷功率后，与时间的积分值；步骤4)放电替代面积功率基值是指在这一负荷功率点处，放电替代面积与储能单元的放电面积相等；所述的充电替代面积功率基值是指在这一负荷功率点处，充电替代面积与储能单元的充电面积相等；确定等价负荷曲线上的功率搜索区间是指确定放电替代面积功率基值的搜索范围。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1.本有源配电网负荷模型构建方法，能够改善配电负荷特性，从而改善大电网的调峰运行。原有的配电网运行过程中，系统被动的满足供电负荷，没有考虑如何通过可调节电源来改善配电负荷特性，更无法参与配电网与大电网的协调运行，造成电网负荷特性难以掌控和改善，大电网运行困难。本专利技术通过配电网中的可调电源，采用等面积原理和一维搜索，改善了配电网日负荷特性，从而为大电网的高效运行提供了必要条件。2.本方法易于实施。本方法是在配电网内部来实施的，没有直接涉及或参与大电网的运行调度。本方法只需要在配电网调度系统中，加入可控储能单元的控制规律，通过配电负荷特性的改变来间接改善大电网的运行。本方法从运行控制上易于实施。3.本方法便于商业化开发。本方法中采用的计算原理和优化搜索方法都是成熟的算法，同时本方法尽涉及配电网调度系统，易于开发和移植。本专利技术具有较好的商业应用前景。附图说明图1是等效替换面积示意图；图2是黄金分割法原理示意图；图3是黄金分割法一维搜索流程图；图4是有源配电网负荷模型构建过程示意图。图4A常规日负荷曲线过程示意图。图4B充电等效面积与放电等效面积过程示意图。图4C常规日负荷优化后曲线过程示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步详细说明。如图1、图2、图3、图4A、图4B、图4C所示，一种参与电网削峰填谷的有源配电网负荷模型构建方法包括以下步骤：步骤1)获取有源配电网的日计划运行参数；包括：配电网日负荷曲线，光伏发电曲线，风力发电曲线，储能单元的最大充电功率、储能单元的最大放电功率，储能单元的最大充电容量和最大放电容量；步骤2)对日计划功率特性曲线进行叠加，得到等价的日负荷功率特性曲线；步骤3)计算储能单元的放电面积；步骤4)计算储能单元的充电面积；步骤5)在等价负荷曲线的负荷高峰区域，采用如下基于黄金分割的一维搜索试探方法寻找等效放电替代面积，并得到放电替代面积功率基值:(1)确定等价负荷曲线上的功率基值搜索区间[a,b]；(2)计算a点和b点的等效放电替代面积；(3)计算区间[a,b]的内分点及相应的等效放电替代面积；(4)比较内分点的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种参与电网削峰填谷的有源配电网负荷模型构建方法，其特征在于:根据负荷预测和风、光功率预测，构建等价日负荷曲线；根据储能单元的调节容量，基于面积等效原理，利用一维优化搜索，来确定削峰和填谷的面积，构建有源配电网负荷模型，实现配电负荷参与电网调峰；具体步骤如下：步骤1)获取有源配电网的日计划运行参数；日计划运行参数包括：配电网日负荷曲线，光伏发电曲线，风力发电曲线，储能单元的最大充电功率、储能单元的最大放电功率，储能单元的最大充电容量和最大放电容量；步骤2)对日计划功率特性曲线进行叠加，得到等价日负荷功率特性曲线；步骤3)计算储能单元的放电面积；步骤4)计算储能单元的充电面积；步骤5)在等价日负荷功率特性曲线的负荷高峰区域，采用基于黄金分割的一维搜索试探方法寻找等效放电替代面积，并得到等效放电替代面积功率基值：(1)确定等价负荷曲线上的功率基值搜索区间[a,b]；(2)计算a点和b点的等效放电替代面积；(3)计算区间[a,b]的内分点及相应的等效放电替代面积；(4)比较内分点的计算结果,根据等效放电替代面积与储能单元的放电面积相接近程度，重新确定计算区间[a,b]；(5)返回步骤(3),直到满足计算精度，得到等效放电替代面积负荷功率基值；步骤6)在等价日负荷功率特性曲线的负荷低谷区域，采用基于黄金分割的一维搜索试探方法寻找等效充电替代面积和充电替代面积功率基值，重复步骤5，得到等效充电替代面积负荷功率基值；步骤7)在等价日负荷功率特性曲线上去除等效充电/放电替代面积，得到参与电网削峰填谷的有源配电网负荷模型。...

【技术特征摘要】
1.一种参与电网削峰填谷的有源配电网负荷模型构建方法，其特征在于:根据负荷预测和风、光功率预测，构建等价日负荷曲线；根据储能单元的调节容量，基于面积等效原理，利用一维优化搜索，来确定削峰和填谷的面积，构建有源配电网负荷模型，实现配电负荷参与电网调峰；具体步骤如下：步骤1)获取有源配电网的日计划运行参数；日计划运行参数包括：配电网日负荷曲线，光伏发电曲线，风力发电曲线，储能单元的最大充电功率、储能单元的最大放电功率，储能单元的最大充电容量和最大放电容量；步骤2)对日计划功率特性曲线进行叠加，得到等价日负荷功率特性曲线；步骤3)计算储能单元的放电面积；步骤4)计算储能单元的充电面积；步骤5)在等价日负荷功率特性曲线的负荷高峰区域，采用基于黄金分割的一维搜索试探方法寻找等效放电替代面积，并得到等效放电替代面积功率基值：(1)确定等价负荷曲线上的功率基值搜索区间[a,b]；(2)计算a点和b点的等效放电替代面积；(3)计算区间[a,b]的内分点及相应的等效放电替代面积；(4)比较内分点的计算结果,根据等效放电替代面积与储能单元的放电面积相接近程度，重新确定计算区间[a,b]；(5)返回步骤(3),直到满足计算精度，得到等效放电替代面积负荷功率基值；步骤6)在等价日负荷功率特性曲线的负荷低谷区域，采用基于黄金分割的一维搜索试探方法寻找等效充电替代面积和充电替代面积功率基值，重复步骤5，得到等效充电替代面积负荷功率基值；步骤7)在等价日负荷功率特性曲线上去除等效充电/放电替代面积，得到参与电网削峰填谷的有源配电网负荷模型。2.根据权利要求1所述的一种参与电网削峰填谷的有源配电网负荷模型构建方法，其特征在于：所述有源配电网的日计划运行参数是指未来下一运行日的各个时段的运行参数。3.根据权利要求1所述的一种参与电网削峰填谷的有源配电网负荷模型构建方法，其特征在于：配电网日负荷曲...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，王刚，叶鹏，牛明珠，李家珏，牛潇，王超，曾辉，张延峰，张强，李春平，杨万清，郭兆成，梅迪，邹楠，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，国网辽宁省电力有限公司大连供电公司，沈阳工程学院，
类型：发明
国别省市：北京,11