基于新能源消纳的“源-网-荷”协调优化的控制方法技术

本发明专利技术属于多能源利用技术领域，特别涉及一种基于新能源消纳的“源‑网‑荷”协调优化的控制方法，是新能源消纳的源网荷协调优化的控制方法。包括：以电源侧指标为例，以矩阵的形式将电源测的指标进行归一化处理；对消纳新能源的储能装置进行筛选，使储能单元达到就近均衡；计算源网荷的工作状态矩阵系数：保证经济效益最大化为原则，根据电源侧，用户侧，电网侧的经济指标建立目标函数F(X,Y,Z)；根据各影响参数的关系，建立相关参量的内积空间，利用加权迭代法求出经济效益最大时的G,S,E矩阵系数。针对新能源消纳，实现源网荷协调优化控制，全面满足源网荷的各项指标，并减少系数矩阵的复杂程度，加快该模型求解的速度，避免迭代可能进入的死区现象。

Control Method of \Source-Network-Load\ Coordination and Optimization Based on New Energy Consumption

The invention belongs to the technical field of multi-energy utilization, in particular relates to a control method of coordinated optimization of \source-network-load\ based on new energy absorption, and is a control method of coordinated optimization of source-network-load of new energy absorption. It includes: taking the index of power supply side as an example, normalizing the index of power supply measurement in the form of matrix; screening the energy storage devices to absorb new energy sources so as to achieve near-equilibrium of energy storage units; calculating the matrix coefficient of working state of power source network load: ensuring maximum economic benefit as the principle, establishing the objective function F (X, Y, Z) according to the economic index of power supply side, user side and power grid side. According to the relationship among the influencing parameters, the inner product space of the relevant parameters is established, and the G, S, E matrix coefficients are obtained by weighted iteration method when the economic benefit is the greatest. Aiming at the new energy consumption, the coordinated optimal control of source and network load is realized, which can fully meet the various indicators of source and network load, reduce the complexity of coefficient matrix, accelerate the speed of solving the model, and avoid the dead-zone phenomenon that iteration may enter.

【技术实现步骤摘要】
基于新能源消纳的“源-网-荷”协调优化的控制方法
本专利技术属于多能源利用
，特别涉及一种基于新能源消纳的“源-网-荷”协调优化的控制方法，是新能源消纳的源网荷协调优化的控制方法。
技术介绍
“源-网-荷”协调优化模式与技术是指电源、电网、负荷与储能四部分通过多种交互手段，更经济、高效、安全地提高电力系统的功率动态平衡能力，从而实现能源资源最大化利用的运行模式和技术，该模式是包含“电源、电网、负荷、储能”整体解决方案的运营模式。该模式主要包含以下3个方面：“源-源互补”强调不同电源之间的有效协调互补，通过灵活发电资源与清洁能源之间的协调互补，克服清洁能源发电出力受环境和气象因素影响而产生的随机性、波动性问题，形成多能聚合的能源供应体系。“源-网协调”要求提高电网对多样化电源的接纳能力，利用先进调控技术将分散式和集中式的能源供应进行优化组合，突出不同组合之间的互补协调性，发挥微网、智能配电网技术的缓冲作用，降低接纳。“网-荷互动”要求把需求侧资源的定义进一步扩大化，将储能、分布式能源视为广义的需求侧资源，从而将需求侧资源作为与供应侧相对等的资源参与到系统调控运行中，引导需求侧主动追寻可再生能源出力波动，配合储能资源的有序、智能充放电，从而增强系统接纳新能源的能力，实现减弃增效。随着电力系统智能化，电力系统对经济指标有着更多更复杂的要求，在对多目标经济指标优化求解时，经常会遇到解陷入局部最优的情况，甚至陷入迭代的死循环。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术中存在的不足之处，提出了一种基于新能源消纳的“源-网-荷”协调优化的控制方法，其目的是为了实现源网荷协调优化控制，通过加权参数，将多目标变量转换为向量变量，有效的降低了迭代计算次数，实现高效的求出控制方案。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：基于新能源消纳的“源-网-荷”协调优化的控制方法，包括以下步骤：步骤1：以电源侧指标为例，以矩阵的形式将电源测的指标进行归一化处理；步骤2：对消纳新能源的储能装置进行筛选，使储能单元达到就近均衡；步骤3：计算源网荷的工作状态矩阵系数：以保证经济效益最大化为原则根据电源侧，用户侧，电网侧的经济指标建立目标函数F(X,Y,Z)；根据各影响参数的关系，建立相关参量的内积空间，并利用加权迭代法求出经济效益最大时的G,S,E矩阵系数。所述步骤1：以电源侧指标为例，以矩阵的形式将电源测的指标进行归一化处理，处理方法如下：X＝G·ΔX上式中，X表示电源侧的控制参数向量，G表示电源侧的加权矩阵，g表示电源侧归一化后的加权系数，△X表示电源侧的控制参数变化量向量参数；上式中，x1为发电机机组备用系数系统，x2为机组工作状态爬坡速度，x3为系统机组开机时间，x4为系统机组停机时间，x5为系统出力波动性，x6为机组的供电可靠率，x7为电源互补率；Δxi为xi的最大值与最小值的差，其中gii∈[0,1]，g表示归一化后的加权系数；以同样的方法得到关于用户侧的指标归一化处理后的数据：yi，负荷侧停电时间，电费支出满意度，用电方式满意度，需求响应成本，负荷调峰后的社会效益，需求侧弹性，用电客户的信用度；Y＝S·ΔY上式中，Y表示用户侧的控制参数向量，S表示用户侧的加权矩阵，s表示用户侧归一化后的加权系数,△Y表示用户侧的控制参数变化量向量参数；以同样的方法可以得到关于电网中的指标归一化处理后的数据：zi，主变N-1校验通过率，变电站单变率，容载比，主变重载率，线路重载率，系统平均停电持续时间，系统平均停电频率，故障自愈率；Z＝E·ΔZ上式中，Z表示电网侧的控制参数向量，E表示电网侧的加权矩阵，e表示电网侧归一化后的加权系数,△Z表示电网侧的控制参数变化量向量参数。所述步骤2：对消纳新能源的储能装置进行筛选，使储能单元达到就近均衡；其中筛选的方法如下：以某时刻的其中一个储能单元容量Pi为例，对于测量数据进行筛选：上式中，i＝1,2,...,n，i表示距离注入功率点距离为i个单位的储能单元，Δε表示测量电压的偶然误差，ηi表示第i个的电池的筛选系数，Pk表示第k个电池的注入功率,Pj表示第j个电池的注入功率，n表示电池个数；将满足ηi≤0.05编号的储电单元准备充放电，就近选择充放电单元投入工作。所述步骤3包括：步骤3.1：建立目标函数：F(X,Y,Z)max＝T(CgX+CsY+CeZ)+CηP其中，Cg为电源侧对应的经济指标系数矩阵，Cs为用户侧对应的经济指标系数矩阵，Ce为电网侧对应的经济指标系数矩阵，Cη为储能端对应的经济指标系数矩阵，P为储能单元向量；T为单位时间间隔，F表示在转换之前的目标函数，X，Y，Z同步骤一；步骤3.2：建立均衡参量的内积空间：V×V→F其中，X＝[x1,x2,...xm]T为电源侧工作状态组成的行向量，Y＝[y1,y2,...ym]T为用户侧工作状态组成的行向量，Z＝[z1,z2,...zm]T为电网侧工作状态组成的行向量，T为采样时间间隔；ω为松弛系数，F为内积空间，V表示内积空间，2t表示积分函数变量，dt表示被积变量；步骤3.3：将目标函数转换为内积形式的目标函数，利用加权迭代法全其最小值，求取所建立的内积空间中的数学模型在内积和最大时对应的源网荷状态系数；目标函数：上式中，I为源-网-荷-储的控制参数在V空间中映射的象函数控制变量，其他变量含义均与前述步骤中变量意义相同；加权迭代求解：Wn+1＝InWnAn其中该矩阵第k行为全0行，k＝{Wn中元素和最小的列数}上式中，Pmax、Pmin为储能单元中的功率最大值和最小值，其他变量均与前述步骤中涉及的变量含义相同；其中Wn为第n次迭代的互动状态矩阵，In为第n次迭代，单位时间段经济收益，迭代到直到|In+1-In|≤0.1％，迭代停止，并求出此时的经济效益最大时的G,S,E矩阵系数，根据矩阵系数确定电网的状态，并在源网荷之间互动调节到对应的状态值，并根据就近的筛选原则选择储能单元注入功率。本专利技术具有以下优点及有益效果：本专利技术针对新能源消纳，以经济效益最大化为目标，实现了源网荷协调优化控制。以此种方案建立控制模型，可以全面的满足源网荷的各项指标，并在一定程度上减少了系数矩阵的复杂程度，有效加快了该模型求解的速度。本方案采用的加权迭代法，避免了迭代可能进入的死区现象，保证了该种方案的可靠性。附图说明为了便于本领域普通技术人员理解和实施本专利技术，下面结合附图及具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述，以下实施例用于说明本专利技术，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。图1是本专利技术基于新能源消纳的源网荷协调控制方法流程图。具体实施方式本专利技术是一种基于新能源消纳的“源-网-荷”协调优化的控制方法，如图1所示，图1是本专利技术基于新能源消纳的源网荷协调控制方法流程图。具体包括以下步骤：步骤1：以电源侧指标为例，以矩阵的形式将电源测的指标进行归一化处理，处理方法如下：X＝G·ΔX上式中，X表示电源侧的控制参数向量，G表示电源侧的加权矩阵，g表示电源侧归一化后的加权系数，△X表示电源侧的控制参数变化量向量参数。上式中，x1为发电机机组备用系数系统，x2为机组工作状态爬坡速度，x3为系统机组开机时间，x4为系统机组停机时间，x5为系统出力波动性，x6为机组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于新能源消纳的“源‑网‑荷”协调优化的控制方法，其特征是：包括以下步骤：步骤1：以电源侧指标为例，以矩阵的形式将电源测的指标进行归一化处理；步骤2：对消纳新能源的储能装置进行筛选，使储能单元达到就近均衡；步骤3：计算源网荷的工作状态矩阵系数：以保证经济效益最大化为原则根据电源侧，用户侧，电网侧的经济指标建立目标函数F(X,Y,Z)；根据各影响参数的关系，建立相关参量的内积空间，并利用加权迭代法求出经济效益最大时的G,S,E矩阵系数。

【技术特征摘要】
1.基于新能源消纳的“源-网-荷”协调优化的控制方法，其特征是：包括以下步骤：步骤1：以电源侧指标为例，以矩阵的形式将电源测的指标进行归一化处理；步骤2：对消纳新能源的储能装置进行筛选，使储能单元达到就近均衡；步骤3：计算源网荷的工作状态矩阵系数：以保证经济效益最大化为原则根据电源侧，用户侧，电网侧的经济指标建立目标函数F(X,Y,Z)；根据各影响参数的关系，建立相关参量的内积空间，并利用加权迭代法求出经济效益最大时的G,S,E矩阵系数。2.根据权利要求1所述的基于新能源消纳的“源-网-荷”协调优化的控制方法，其特征是：所述步骤1：以电源侧指标为例，以矩阵的形式将电源测的指标进行归一化处理，处理方法如下：X＝G·ΔX上式中，X表示电源侧的控制参数向量，G表示电源侧的加权矩阵，g表示电源侧归一化后的加权系数，△X表示电源侧的控制参数变化量向量参数；上式中，x1为发电机机组备用系数系统，x2为机组工作状态爬坡速度，x3为系统机组开机时间，x4为系统机组停机时间，x5为系统出力波动性，x6为机组的供电可靠率，x7为电源互补率；Δxi为xi的最大值与最小值的差，其中gii∈[0,1]，g表示归一化后的加权系数；以同样的方法得到关于用户侧的指标归一化处理后的数据：yi，负荷侧停电时间，电费支出满意度，用电方式满意度，需求响应成本，负荷调峰后的社会效益，需求侧弹性，用电客户的信用度；Y＝S·ΔY上式中，Y表示用户侧的控制参数向量，S表示用户侧的加权矩阵，s表示用户侧归一化后的加权系数,△Y表示用户侧的控制参数变化量向量参数；以同样的方法可以得到关于电网中的指标归一化处理后的数据：zi，主变N-1校验通过率，变电站单变率，容载比，主变重载率，线路重载率，系统平均停电持续时间，系统平均停电频率，故障自愈率；Z＝E·ΔZ上式中，Z表示电网侧的控制参数向量，E表示电网侧的加权矩阵，e表示电网侧归一化后的加权系数,△Z表示电网侧的控制参数变化量向量参数。3.根据权利要求1所述的基于新能源消纳的“源-网-荷”协调优化的控制方法，其特征是：所述步骤2：对消纳新能源的储能装置进行筛选，使储能单元达到就近均衡；其中筛选的方法如下：以某时...

【专利技术属性】
技术研发人员：李家珏，左浩，李胜辉，董鹤楠，张冠锋，智元庆，吴静，滕云，李平，
申请(专利权)人：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，沈阳工业大学，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21