基于多功率曲线协整的源荷储优化控制方法技术

本发明专利技术公开一种基于多功率曲线协整的源荷储优化控制方法，步骤包括：S1.构建由用户总负荷曲线和储能系统出力曲线构成的组合功率曲线、与新能源电源出力曲线之间的协整关系模型；S2.分别获取目标电力系统在运行过程中对应新能源电源出力曲线、用户总负荷曲线以及储能系统出力曲线的时间序列，计算得到机组出力残差序列；S3调整目标电力系统的新能源电源出力、用户总负荷以及储能系统出力中可调度资源，直至机组出力残差序列为平稳序列，以使得新能源出力、用户负荷以及储能系统出力之间为协整运行状态。本发明专利技术能够实现源网荷储协整运行，提高电网消纳新能源能力的同时，保证常规机组出力的平稳。

Source-load-storage optimization control method based on Co-integration of multi-power curves

The invention discloses an optimal control method of source-load-storage based on Co-integration of multi-power curves. The steps include: S1. Constructing a combined power curve composed of total user load curve and output curve of energy storage system and a co-integration relationship model between the output curve of new energy source and the output curve of new energy source; S2. Obtaining the output curve of new energy source and total user load of target power system during operation respectively. The time series of the output curve and the output curve of the energy storage system are calculated to get the residual sequence of the unit output; S3 adjusts the new energy source output, the total user load and the dispatchable resources of the energy storage system output of the target power system until the residual sequence of the unit output is a stationary sequence, so as to make the co-integration operation between the new energy output, the user load and the output of the energy storage system. The invention can realize the co-integration operation of load and storage of the source network, improve the ability of the power grid to absorb new energy, and ensure the stability of the output of conventional units.

【技术实现步骤摘要】
基于多功率曲线协整的源荷储优化控制方法
本专利技术涉及新能源渗透率电力系统
，尤其涉及一种基于多功率曲线协整的源荷储优化控制方法。
技术介绍
当前大量新能源电力并网起到了一定的缓解能源危机和改善环境的作用，但同时也存在大量的弃风弃光的情况，由于新能源出力和电力负荷的随机性变化、传统电源的调节能力不足，系统功率平衡通常需要通过舍弃部分新能源或甩掉部分负荷，由此造成大量的能源浪费和降低了供电可靠性。源网荷储协调调度即是通过协调发电侧与用户侧的可调度资源，能有效提高系统运行的灵活性与可靠性，源-荷-储是解决新能源消纳问题的有效途径，其中“源”是指风光水火多种电源，“荷”指具有可调节特性的需求侧响应负荷，“储”指电池储能装置。目前源网荷储协调消纳新能源方法主要是通过源-荷互动和储能装置配合，实现源荷之间的协调，即在发电侧，通过选用优质的备用服务电源或调度储能装置充放电功率，协调系统发电调度；在用户侧，通过对柔性负荷的调控或需求响应来适应可再生能源的大规模接入。无论是对发电侧还是对用户侧，都存在相应的协调，这些协调定会改变传统机组出力曲线、用户负荷曲线、新能源电力曲线和储能出力曲线。在传统运行方式下，往往是直接通过对传统常规机组的协调优化来适应新能源的全额并网，这会导致常规机组频繁的调整出力，同时受机组运行经济性和爬坡调节性能的限制，其出力也无法完全适应新能源的波动，而为了不影响电网运行的安全性和经济性，电网只能采取弃风措施，导致弃风弃光严重。传统运行方式得到的各曲线如图1所示，从图中可以看出其中的常规机组出力波动较大，同时弃风现象也较为严重，如图中填充区域所示，该方式下弃风电量可表示为：式中，Pg,min表示常规机组最小出力，PW(t)与PL(t)分别表示t时段的风电计划出力与负荷大小。源-荷-储协调运行方式由于引入负荷与储能这两个可调度的资源与常规机组一起适应新能源的波动，可以大大增加调节能力，因此其常规机组出力波动及新能源弃用情况均有所改善，但是目前在源-荷-储协调运行的优化过程中并没有考虑各曲线之间的相关性，没能对系统协调优化程度进行有效控制，优化协调能力仍然有限。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种实现方法简单、优化协调性能好的基于多功率曲线协整的源荷储优化控制方法，能够实现源网荷储协整运行，提高电网消纳新能源能力的同时，保证常规机组出力的平稳。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种基于多功率曲线协整的源荷储优化控制方法，步骤包括：S1.构建协整关系模型：构建由用户总负荷曲线PL和储能系统出力曲线PS构成的组合功率曲线PLoad、与新能源电源出力曲线PW之间的协整关系模型；S2.机组出力残差计算：分别获取目标电力系统在运行过程中对应新能源电源出力曲线PW、用户总负荷曲线PL以及储能系统出力曲线PS的时间序列，根据获取到的对应各曲线的时间序列以及所述协整关系模型计算得到机组出力残差序列；S3.优化调节：调整目标电力系统的新能源电源出力、用户总负荷以及储能系统出力中可调度资源，直至所述机组出力残差序列为平稳序列，以使得新能源出力、用户负荷以及储能系统出力之间为协整运行状态。作为本专利技术的进一步改进：所述步骤S1中，先由所述用户总负荷曲线PL以及所述储能系统出力曲线PS构成组合功率曲线PLoad，再由所述组合功率曲线PLoad与所述新能源电源出力曲线PW构建协整关系，得到协整关系模型。作为本专利技术的进一步改进：所述用户总负荷曲线PL以及储能系统出力曲线PS按照下式构成组合功率曲线PLoad；PL+PS＝PLoad所述组合功率曲线PLoad与所述新能源电源出力曲线PW按照下式构建协整关系；PLoad＝α+βPW+ut其中，α、β为常数，ut为协整关系下的残差序列。作为本专利技术的进一步改进：所述步骤S2中按下式计算得到机组出力残差的时间序列；其中，Pg为机组出力曲线的时间序列，为机组出力残差。作为本专利技术的进一步改进：所述步骤S2中获取对应各曲线的时间序列时，还包括对各时间序列进行平稳性检验，判断各时间序列是否满足同阶单整条件，若不满足，调整新能源出力、用户负荷以及储能系统出力。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S3后还包括协整度检验步骤，具体步骤包括：预先基于机组出力残差序列的信息熵构建协整度的计算模型；所述步骤S3得到平稳的所述机组出力残差序列后，计算所述机组出力残差序列的信息熵，根据计算得到的信息熵以及所述计算模型得到新能源出力、用户负荷以及储能系统出力之间的协整度，根据计算得到的所述协整度评估目标电力系统中源-荷-储的协整性能。作为本专利技术的进一步改进，所述协整度的计算模型为；其中，为机组出力残差序列的信息熵，Hstand为机组出力残差序列的信息熵的基准值，kp为所述协整度。作为本专利技术的进一步改进：所述步骤S3后还包括控制目标电力系统运行步骤，所述控制目标电力系统运行步骤包括控制目标电力系统在预先构建的协整度约束条件下运行，即使得新能源出力、用户负荷以及储能系统出力之间的所述协整度满足所述协整度约束条件。作为本专利技术的进一步改进：所述控制目标电力系统在预先构建的协整度约束条件下运行时，还包括功率平衡约束、机组出力约束、单时段响应负荷约束、负荷响应容量约束、储能系统出力约束中一种或多种约束条件。作为本专利技术的进一步改进，所述控制目标电力系统运行步骤的具体步骤为：预先以降低系统运行成本和提高新能源消纳量为目标，基于包括所述协整度约束条件的约束条件构建源-荷-储多目标优化协整模型，基于所述源-荷-储多目标优化协整模型控制目标电力系统运行。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1、本专利技术基于多功率曲线协整的源荷储优化控制方法，通过将时间序列协整理论中的协整应用于新能源电力曲线、用户负荷曲线和储能出力曲线等多条功率曲线的统一协调整合，通过构建多曲线之间的协整关系模型，基于该协整关系模型得到系统的机组出力残差序列，根据机组出力残差序列的平稳性来调整系统资源，能够利用新能源电力曲线、用户负荷曲线和储能出力曲线之间的协整关系，将需求响应资源与储能装置作为消纳新能源的重要调度资源，与常规机组共同参与系统优化调度，使得用户负荷曲线、新能源出力曲线与储能出力曲线形成协整关系，从而基于时间序列协整理论实现源-荷-储协同调整的协整运行。2、本专利技术基于多功率曲线协整的源荷储优化控制方法，通过实现源-荷-储协整运行，引入需求响应资源ΔPL(t)与储能装置PS(t)，大大增加了系统平衡新能源波动的能力，使得源-荷-储协整运行下的弃风电量要小于传统运行方式下的弃风电量，即Q′W＜QW，同时由于源-荷-储协整系统中多条功率曲线间形成了协整关系，使得常规机组出力曲线为平稳曲线，大大减少了常规机组的调频压力。3、本专利技术基于多功率曲线协整的源荷储优化控制方法，基于协整理论进一步通过构建协整度kp的计算模型，以由协整度kp作为区分协整程度的指标，由该协整度kp作为源-荷-储协整度指标，可以定量地描述各功率曲线之间相互协调整合程度，从而可以获取到源-荷-储的协整效果。附图说明图1是系统传统运行状态下得到的各功率曲线示意图。图2是本实施例基于多功率曲线协整的源荷储优化控制方法的实现流程示意图。图3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多功率曲线协整的源荷储优化控制方法，其特征在于，步骤包括：S1.构建协整关系模型：构建由用户总负荷曲线PL和储能系统出力曲线PS构成的组合功率曲线PLoad、与新能源电源出力曲线PW之间的协整关系模型；S2.机组出力残差计算：分别获取目标电力系统在运行过程中对应新能源电源出力曲线PW、用户总负荷曲线PL以及储能系统出力曲线PS的时间序列，根据获取到的对应各曲线的时间序列以及所述协整关系模型计算得到机组出力残差序列；S3.优化调节：调整目标电力系统的新能源电源出力、用户总负荷以及储能系统出力中可调度资源，直至所述机组出力残差序列为平稳序列，以使得新能源出力、用户负荷以及储能系统出力之间为协整运行状态。

【技术特征摘要】
1.一种基于多功率曲线协整的源荷储优化控制方法，其特征在于，步骤包括：S1.构建协整关系模型：构建由用户总负荷曲线PL和储能系统出力曲线PS构成的组合功率曲线PLoad、与新能源电源出力曲线PW之间的协整关系模型；S2.机组出力残差计算：分别获取目标电力系统在运行过程中对应新能源电源出力曲线PW、用户总负荷曲线PL以及储能系统出力曲线PS的时间序列，根据获取到的对应各曲线的时间序列以及所述协整关系模型计算得到机组出力残差序列；S3.优化调节：调整目标电力系统的新能源电源出力、用户总负荷以及储能系统出力中可调度资源，直至所述机组出力残差序列为平稳序列，以使得新能源出力、用户负荷以及储能系统出力之间为协整运行状态。2.根据权利要求1所述的基于多功率曲线协整的源荷储优化控制方法，其特征在于：所述步骤S1中，先由所述用户总负荷曲线PL以及所述储能系统出力曲线PS构成组合功率曲线PLoad，再由所述组合功率曲线PLoad与所述新能源电源出力曲线PW构建协整关系，得到协整关系模型。3.根据权利要求2所述的基于多功率曲线协整的源荷储优化控制方法，其特征在于：所述用户总负荷曲线PL以及储能系统出力曲线PS按照下式构成组合功率曲线PLoad；PL+PS＝PLoad所述组合功率曲线PLoad与所述新能源电源出力曲线PW按照下式构建所述协整关系模型；PLoad＝α+βPW+ut其中，α、β为常数，ut为协整关系下的残差序列。4.根据权利要求3所述的基于多功率曲线协整的源荷储优化控制方法，其特征在于，所述步骤S2中按下式计算得到机组出力残差序列；其中，Pg为机组出力曲线的时间序列，为机组出力残差序列。5.根据权利要求1～4中任意一项所述的基于多功率曲线协整的源荷储优化控制方法，其特征在于，所述步骤S2中获取对应各曲线的时间序列时，还包括对各时间序列进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：周任军，石亮缘，黄婧杰，唐夏菲，冯剑，邓学华，彭院院，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43