一种考虑环境效益的主动配电网能量分层优化调度方法技术

本发明专利技术一种主动配电网能量分层优化调度方法属于智能配电网领域，特别涉及一种考虑环境因数的主动配电网能量分层优化调度方法。包括步骤：1)将直接参与主动配电网优化调度的分布式单元分为分布式电源单元、分布式储能单元、负荷以及由多微电网组成的微网群，分3层进行优化调度；2)主动配电网调度中心收集汇总各分布式电源、储能装置以及微网群调度中心上报的相关出力信息以及配电网与上级电网的交互电价，结合接入配电网中的负荷，进行第一层优化调度；3)中间层优化以上层优化为基础，为微网群调度中心优化；4)底层优化以中间层优化为基础，为微网群内各微电网的优化调度。

An energy stratified optimal scheduling method for active distribution network considering environmental benefits

The invention relates to an active layered distribution network energy stratification optimal dispatching method, belonging to the field of intelligent distribution network, in particular to an energy layered optimal dispatching method of an active distribution network considering environment factor. Includes the following steps: 1) will be directly involved in the distributed unit active distribution network optimization is divided into distributed power supply unit, storage unit, distributed load and is composed of many micro micro grid nets, 3 layers of optimal scheduling; 2) active distribution network dispatch center to collect the distributed power, energy storage and output information the distribution network with superior network interactive device and micro network electricity dispatch center reported, with access to the distribution network load in the first layer, optimized scheduling; 3) the middle layer optimization layer optimization based scheduling optimization for microgrid group center; 4) the underlying optimization to middle layer optimization as the basis for optimal scheduling the micro micro grid network.

【技术实现步骤摘要】
一种考虑环境效益的主动配电网能量分层优化调度方法
本专利技术一种主动配电网能量分层优化调度方法属于智能配电网领域，特别涉及一种考虑环境因数的主动配电网能量分层优化调度方法。
技术介绍
当前世界能源消费以化石能源为主，化石能源日趋枯竭、气候环境变化成为威胁人类可持续发展的两大关键问题。为了转变旧的能源生产与消费模式，转变以化石能源为主的能源格局，世界各国都在努力探索新的能源生产和消费模式，寻求多元化的能源供应策略。近年来，以利用清洁能源或可再生能源为主的分布式能源系统得到了快速的发展。这里的清洁能源是指天然气、氢气等污染物排放少的能源，而可再生能源一般指太阳能、风能、潮汐能等能源。这些分布式能源系统大部分以分布式电源的形式接入配电网，就地消纳，与大电网互为补充，进而实现能源结构的调整同时提高系统环境效益。随着分布式电源在配电网中渗透率的不断升高，对配电网的运行带来了较大的影响，如电能质量的恶化、短路容量的提高、故障处理过程以及保护的难度加大等。同时，分布式电源、可控负荷和大量储能装置的接入，使配电网中各单元的互动进一步增强，配电网逐渐从传统的“被动”模式向“主动”模式转变。应对这一变化，国际大电网会议配电及分布式发电委员会成立专门工作组展开研究，于2008年提出了主动配电网这一概念。主动配电网的基本定义为：通过灵活的网络拓扑结构来管理潮流，实现对局部的分布式电源进行主动控制和主动管理的配电系统。主动配电网提出的核心目的是为了应对分布式电源的高渗透率，在充分协调配电网中分布式电源、可控负荷和储能装置的前提下，提高电能质量与供电可靠性，通过对配电网进行优化调度，实现能量综合管理。分布式电源大规模并网会使供电公司的利益受到影响，而在现在电力市场环境下，分布式电源的环境效益也未得到充分重视。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述不足之处提供一种主动配电网能量分层优化调度方法，是一种考虑环境因数的主动配电网能量分层优化调度方法，综合考虑供电公司的收益和用电过程中的环境效应，在保证主动配电网安全可靠运行的前提下，充分协调主动配电网中分布式电源、可控负荷、储能装置和微电网等分布式单元，综合考虑配电网供电公司和发电环境效益，分别以供电公司收益最大和发电环境效益最大为目标建立模型，利用多目标优化技术，实现充分考虑两方面的主动配电网的能量优化调度。本专利技术是采取以下技术方案实现的：一种考虑环境因数的主动配电网能量分层优化调度方法，包括以下步骤：步骤一、将接入主动配电网的分布式单元分为分布式发电单元、分布式储能系统、负荷以及由多个微电网组成的微网群，将整个主动配电网的能量优化分为上层、中层和底层三层；具体的是上层主动配电网调度中心优化调度、中间层微网群调度中心优化调度和底层微电网调度中心优化调度；步骤二、上层主动配电网调度中心收集汇总各分布式电源、储能装置以及微网群调度中心上报的相关信息以及配电网与上级电网的交互电价，结合接入配电网中的负荷，进行第一层优化调度；步骤三、中间层微网群调度中心根据上层调度结果，结合微网群内各微电网上报的出力信息，进行微网群内部优化调度，分配微网群内各微电网的出力，完成第二层优化调度；步骤四、底层微电网控制中心根据步骤三中第二层优化结果，结合微电网内部各微源、负荷等信息，进行优化调度，得到各微源的出力情况，完成底层优化调度。步骤二中，主动配电网调度中心优化调度分别以配电网供电公司综合收益最大和环境效益最大化建立优化模型，利用多目标优化技术，得到综合考虑供电公司收益以及发电环境效益的优化调度最优解，其中供电公司综合收益由供电公司收入减去供电公司支出得到；供电公司收入包括对配电网负荷的售电收益加上对微网群输入电量所获收益以及购买分布式电源电量得到的政府补贴；供电公司支出包括购买上级电网以及分布式电源电量的支出、配电网线路损耗支出以及从微网群购买电量支出；环境效益等效为配电网用电造成的环境成本进行计算；环境成本包括发电产生的污染物的环境价值和排放污染物所受的罚款，配电网向上级电网购买电量在计算环境成本时，以传统火力发电环境成本处理。步骤二中，主动配电网采集的相关信息包括分布式光伏电源和分布式风力电源在调度周期内的出力预测曲线，负荷预测曲线，分布式储能装置的荷电状态、额定容量、最大充放电功率，微型燃起轮机、燃料电池和微网群的出力-成本曲线和出力-污染物排放量曲线，配电网与上级电网交互电价，配电网与微电网交互电价，其中，微网群的出力-成本曲线和出力-污染物排放量曲线视微网群内部各微电网的情况而定，由微网群内部各微电网调度中心上传的出力-成本曲线和出力-污染物排放量曲线综合得到。步骤二中，分布式光伏电源和分布式风力电源出力受环境因素影响较大，采用最大功率跟踪方式运行，不可控，主动配电网调度中心优化调度时，优先考虑分布式光伏电源和分布式风力电源出力，并且将分布式光伏电源和分布式风力电源以清洁能源处理，不产生污染物，微型燃气轮机和燃料电池作为可控分布式电源参与优化调度同时也会排放一定污染物。步骤三中，微网群依据群内各微电网上报的出力上下限、出力-成本曲线以及出力-污染物排放曲线等信息，结合上层优化结果，以微网群出力成本最低为目标，综合考虑微网群的出力成本以及环境成本建立优化模型，优化过程中采用分布式控制方式，微电网之间允许进行功率交换，但微电网之间的交换电量只用来满足微电网内部负荷。步骤四中，微电网调度中心依据第二层优化调度结果，结合内部各微源的出力情况、负荷曲线、储能系统状态等信息，以微电网运行成本最低为目标建立优化模型，完成底层优化调度，其中，微电网运行成本同样考虑发电成本和环境成本。本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：（1）以供电公司收益最大和发电环境效益最大为目标进行多目标函数优化调度，充分考虑了供电公式在高分布式电源渗透率下的利益以及分布式电源良好的环境效益；（2）整个优化调度过程分为主动配电网调度中心优化调度、微网群调度中心优化调度和微电网调度中心优化调度三层，使主动配电网的能量优化调度变得简单、高效。附图说明图1是考虑环境效益的主动配电网分层优化调度流程图。图2是本专利技术的多目标粒子群优化算法流程图。图3是本专利技术的模拟退火遗传算法流程图。图1中：1、主动配电网可控电源分类，2、上层配电网调度中心优化，3、中间层微网群优化调度，4、微电网控制中心优化调度。具体实施方式本专利技术所述的一种考虑环境因数的主动配电网能量分层优化调度方法，具体包括一下步骤：步骤一、结合实际情况，将接入主动配电网的分布式单元分为分布式发电单元、分布式储能系统、负荷以及由多个微电网组成的微网群，将整个主动配电网的能量优化分为三层：上层主动配电网调度中心优化调度，中间层微网群调度中心优化调度，底层微电网调度中心优化调度；步骤二、主动配电网调度中心收集汇总各分布式电源、储能装置以及微网群调度中心上报的相关信息以及配电网与上级电网的交互电价，结合接入配电网中的负荷，进行第一层优化调度；步骤三、中间层微网群调度中心根据上层调度结果，结合微网群内各微电网上报的出力信息，进行微网群内部优化调度，分配微网群内各微电网的出力，完成第二层优化调度；步骤四、底层微电网控制中心根据第二层优化结果，结合微电网内部各微源、负荷等信息，进行优化调度，得到各本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种考虑环境效益的主动配电网能量分层优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将接入主动配电网的分布式单元分为分布式发电单元、分布式储能系统、负荷以及由多个微电网组成的微网群，将整个主动配电网的能量优化分为上层、中层和底层三层；具体的是上层主动配电网调度中心优化调度、中间层微网群调度中心优化调度和底层微电网调度中心优化调度；步骤二、上层主动配电网调度中心收集汇总各分布式电源、储能装置以及微网群调度中心上报的相关信息以及配电网与上级电网的交互电价，结合接入配电网中的负荷，进行第一层优化调度；步骤三、中间层微网群调度中心根据上层调度结果，结合微网群内各微电网上报的出力信息，进行微网群内部优化调度，分配微网群内各微电网的出力，完成第二层优化调度；步骤四、底层微电网控制中心根据步骤三中第二层优化结果，结合微电网内部各微源、负荷等信息，进行优化调度，得到各微源的出力情况，完成底层优化调度。

【技术特征摘要】
1.一种考虑环境效益的主动配电网能量分层优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将接入主动配电网的分布式单元分为分布式发电单元、分布式储能系统、负荷以及由多个微电网组成的微网群，将整个主动配电网的能量优化分为上层、中层和底层三层；具体的是上层主动配电网调度中心优化调度、中间层微网群调度中心优化调度和底层微电网调度中心优化调度；步骤二、上层主动配电网调度中心收集汇总各分布式电源、储能装置以及微网群调度中心上报的相关信息以及配电网与上级电网的交互电价，结合接入配电网中的负荷，进行第一层优化调度；步骤三、中间层微网群调度中心根据上层调度结果，结合微网群内各微电网上报的出力信息，进行微网群内部优化调度，分配微网群内各微电网的出力，完成第二层优化调度；步骤四、底层微电网控制中心根据步骤三中第二层优化结果，结合微电网内部各微源、负荷等信息，进行优化调度，得到各微源的出力情况，完成底层优化调度。2.根据权利要求1所述的考虑环境效益的主动配电网能量分层优化调度方法，其特征在于：所述步骤二中，主动配电网调度中心优化调度分别以配电网供电公司综合收益最大和环境效益最大化建立优化模型，利用多目标优化技术，得到综合考虑供电公司收益以及发电环境效益的优化调度最优解，其中供电公司综合收益由供电公司收入减去供电公司支出得到；供电公司收入包括对配电网负荷的售电收益加上对微网群输入电量所获收益以及购买分布式电源电量得到的政府补贴；供电公司支出包括购买上级电网以及分布式电源电量的支出、配电网线路损耗支出以及从微网群购买电量支出；环境效益等效为配电网用电造成的环境成本进行计算；环境成本包括发电产生的污染物的环境价值和排放污染物所受的罚款，配电网向上级电网购买电量在计算环境成本时，以传统火力发电环境成本处理。3.根据权利要求1所述的考虑环境效益的主动配电网能量分层优...

【专利技术属性】
技术研发人员：厉苗，
申请(专利权)人：国网江苏省电力公司泗阳县供电公司，国网江苏省电力公司宿迁供电公司，国网江苏省电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32