基于负荷可时移特性的分布式光伏消纳控制方法技术

本发明专利技术实施例提供一种基于负荷可时移特性的分布式光伏消纳控制方法，包括：建立设施农业负荷模型及分布式光伏电源出力模型；建立目标函数及相应的约束条件，目标函数为分布式光伏电源消纳函数，约束条件包括系统功率平衡约束、光伏出力约束、蓄电池充放电约束和节点电压约束；根据设施农业负荷模型及分布式光伏电源出力模型，基于目标函数设计以光伏功率消纳最大化为目标的负荷时移消纳控制策略，并根据控制策略选择最佳消纳方式。本发明专利技术实施例能够根据智慧农业负荷的时移调控来跟踪分布式光伏电源输出功率的变化规律，实现分布式光伏可靠消纳并使消纳电量最大化，解决了大规模分布式光伏对农村配电网造成的电压质量和光伏功率过剩的问题。

Distributed Photovoltaic Absorption Control Method Based on Time-Shift Characteristic of Load

The embodiment of the present invention provides a distributed photovoltaic absorption control method based on load time-shifting characteristics, which includes: establishing a facility agricultural load model and a distributed photovoltaic power supply output model; establishing an objective function and corresponding constraints, the objective function is a distributed photovoltaic power supply absorption function, and the constraints include system power balance constraints, photovoltaic output constraints, battery charging. Discharge constraints and node voltage constraints; according to the facility agriculture load model and distributed photovoltaic power supply output model, a load time-shift absorption control strategy is designed based on the objective function, aiming at maximizing photovoltaic power absorption, and the optimal absorption mode is selected according to the control strategy. The embodiment of the present invention can track the change rule of output power of distributed photovoltaic power supply according to the time-shift regulation of intelligent agricultural load, realize reliable absorption of distributed photovoltaic power and maximize the consumption of electricity, and solve the problem of voltage quality and excess photovoltaic power caused by large-scale distributed photovoltaic power to rural distribution network.

【技术实现步骤摘要】
基于负荷可时移特性的分布式光伏消纳控制方法
本专利技术实施例涉及电力
，更具体地，涉及一种基于负荷可时移特性的分布式光伏消纳控制方法。
技术介绍
广大农村用电负荷需求稳步增长，智慧农业和设施农业作为新的用电客户增长潜力巨大，尤其是在高海拔、半干旱和干旱地区设施农业负荷需求更迫切。因此配以分布式电源的设施农业供电系统将是解决农业负荷增长和电力增供促销问题的一种重要新途径。然而，分布式电源的接入对农村电网的安全稳定也造成了潜在威胁。例如对于西部农村，除灌溉季节外用电量较小，大部分地区的年自发自用电量不大于50％，部分地区甚至少于10％。这使得电网面临巨大的外送分布式电源压力。改造电网费用巨大，农村电网中光伏发电接入将造成末端电压升高，光伏发电设备无法适应工作环境，发电效益大大降低，农村无法获得实际收益。因此，面临农业负荷增长与分布式电源大规模接入的双重压力，二者在电网末端的相互结合将是解决问题最为经济的方式。但由于分布式电源输出具有较强的随机性特征，难以满足常规农业负荷的用电需求，容易影响正常农业生产秩序。消纳控制策略实现的核心是智慧农业负荷的可时移特性，负荷能够响应分布式电源输出功率变化规律，在分布式电源不同并网方式下确定最优消纳方式，并采用分布式电源供电可靠性指标对消纳情况进行评估。现有技术中尚未涉及将农业负荷的时移特性用于实现分布式电源的优化消纳。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的基于负荷可时移特性的分布式光伏消纳控制方法。根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种基于负荷可时移特性的分布式光伏消纳控制方法，该方法包括：建立设施农业负荷模型及分布式光伏电源出力模型；建立目标函数及相应的约束条件，目标函数为分布式光伏电源消纳函数，约束条件包括系统功率平衡约束、光伏出力约束、蓄电池充放电约束和节点电压约束；根据设施农业负荷模型及分布式光伏电源出力模型，基于目标函数设计以光伏功率消纳最大化为目标的负荷时移消纳控制策略，并根据控制策略选择最佳消纳方式。根据本专利技术实施例的第二方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现如第一方面的各种可能的实现方式中任一种可能的实现方式所提供的基于负荷可时移特性的分布式光伏消纳控制方法。根据本专利技术实施例的第三方面，提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面的各种可能的实现方式中任一种可能的实现方式所提供的基于负荷可时移特性的分布式光伏消纳控制方法。本专利技术实施例提供的基于负荷可时移特性的分布式光伏消纳控制方法，通过设计以光伏功率消纳最大化为目标的负荷时移消纳控制策略，能够根据智慧农业负荷的时移调控来跟踪分布式光伏电源输出功率的变化规律，实现分布式光伏可靠消纳并使消纳电量最大化，解决了大规模分布式光伏对农村配电网造成的电压质量和光伏功率过剩的问题，推动了分布式光伏消纳的进一步发展，促进了农业生产，同时保证了农村配电网的安全性、经济性和稳定性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的基于负荷可时移特性的分布式光伏消纳控制方法的流程示意图；图2为本专利技术另一实施例提供的基于负荷可时移特性的分布式光伏消纳控制方法的流程示意图；图3为本专利技术实施例提供的消纳控制策略的流程示意图；图4为本专利技术实施例提供的电子设备的实体结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为了使得智慧农业负荷能够响应于分布式电源输出功率的变化规律，本专利技术实施例提供一种基于负荷可时移特性的分布式光伏消纳控制方法，该方法用以促进分布式光伏的消纳和设施农业生产，同时保证供电可靠性。参见图1，该方法包括：101、建立设施农业负荷模型及分布式光伏电源出力模型。其中，设施农业负荷模型主要用来描述农业负荷的用电情况，而分布式光伏电源出力模型主要用来描述分布式光伏电源的发电情况。可以理解的是，除了针对分布式光伏电源外，还可以是其他的分布式电源，本专利技术实施例对此不作限定。102、建立目标函数及相应的约束条件，目标函数为分布式光伏电源消纳函数，约束条件包括系统功率平衡约束、光伏出力约束、蓄电池充放电约束和节点电压约束。103、根据设施农业负荷模型及分布式光伏电源出力模型，基于目标函数设计以光伏功率消纳最大化为目标的负荷时移消纳控制策略，并根据控制策略选择最佳消纳方式。其中，消纳控制策略的目标是实现光伏功率消纳最大化。基于分布式电源出力情况和负荷的用电、时移特性，考虑电能质量等约束条件，设计负荷时移消纳策略，选择就地消纳、临近负荷消纳、返送至配电网三种方式中的最佳消纳方式。本专利技术实施例提供的方法，通过设计以光伏功率消纳最大化为目标的负荷时移消纳控制策略，能够根据智慧农业负荷的时移调控来跟踪分布式光伏电源输出功率的变化规律，实现分布式光伏可靠消纳并使消纳电量最大化，解决了大规模分布式光伏对农村配电网造成的电压质量和光伏功率过剩的问题，推动了分布式光伏消纳的进一步发展，促进了农业生产，同时保证了农村配电网的安全性、经济性和稳定性。基于上述实施例的内容，上述步骤101中主要包括设施农业负荷模型的建立和分布式光伏电源处理模型的建立两方面。其中，针对第一方面的设施农业负荷模型的建立，作为一种可选实施例，建立设施农业负荷模型，包括：根据设施农业负荷特性建立设施农业负荷模型，设施农业负荷特性包括，用电特性、时移特性和工作状态；其中，用电特性为，式中，pi为第i个负荷的功率，为第i个负荷的额定功率，为设备运行起始的时刻，为设备运行结束的时刻；其中，时移特性为，式中，Li为第i个用电设备，Ki为负荷投入使用的优先级；其中，工作状态为，式中，负荷的状态矩阵C表示负荷在某一时段是否能投入运行，负荷的状态矩阵S表示负荷的当前工作状态；cij的值取0或1，取0时表示第i个负荷在j时段不参与工作，取1时表示第i个负荷在j时段被投入使用；sij的值取0或1，取0时表示第i个负荷未被投入使用，取1时表示第i个负荷正在工作；T表示统计周期内的总时段数。其中，针对第二方面的分布式光伏电源处理模型的建立，作为一种可选实施例，分布式光伏电源出力模型为：式中，为t时段分布式光伏电源的输出功率，ηPV为分布式光伏发电装置的光电转化效率，nPV为光伏电池板的数量，SPV为光伏电池板的面积，KPV为太阳的辐射强度，为室外的温度。基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，建立目标函数及相应的约束条件之前，还包括：根据分布式光伏电源的出力模型及接入的电压等级确定并网方式；通过静止坐标系变换和阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于负荷可时移特性的分布式光伏消纳控制方法，其特征在于，包括：建立设施农业负荷模型及分布式光伏电源出力模型；建立目标函数及相应的约束条件，所述目标函数为分布式光伏电源消纳函数，所述约束条件包括系统功率平衡约束、光伏出力约束、蓄电池充放电约束和节点电压约束；根据所述设施农业负荷模型及分布式光伏电源出力模型，基于所述目标函数设计以光伏功率消纳最大化为目标的负荷时移消纳控制策略，并根据所述控制策略选择最佳消纳方式。

【技术特征摘要】
1.一种基于负荷可时移特性的分布式光伏消纳控制方法，其特征在于，包括：建立设施农业负荷模型及分布式光伏电源出力模型；建立目标函数及相应的约束条件，所述目标函数为分布式光伏电源消纳函数，所述约束条件包括系统功率平衡约束、光伏出力约束、蓄电池充放电约束和节点电压约束；根据所述设施农业负荷模型及分布式光伏电源出力模型，基于所述目标函数设计以光伏功率消纳最大化为目标的负荷时移消纳控制策略，并根据所述控制策略选择最佳消纳方式。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立设施农业负荷模型，包括：根据设施农业负荷特性建立所述设施农业负荷模型，所述设施农业负荷特性包括，用电特性、时移特性和工作状态；其中，用电特性为，式中，pi为第i个负荷的功率，为第i个负荷的额定功率，为设备运行起始的时刻，为设备运行结束的时刻；其中，时移特性为，式中，Li为第i个用电设备，Ki为负荷投入使用的优先级；其中，工作状态为，式中，负荷的状态矩阵C表示负荷在某一时段是否能投入运行，负荷的状态矩阵S表示负荷的当前工作状态；cij的值取0或1，取0时表示第i个负荷在j时段不参与工作，取1时表示第i个负荷在j时段被投入使用；sij的值取0或1，取0时表示第i个负荷未被投入使用，取1时表示第i个负荷正在工作；T表示统计周期内的总时段数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分布式光伏电源出力模型为：式中，为t时段分布式光伏电源的输出功率，ηPV为分布式光伏发电装置的光电转化效率，nPV为光伏电池板的数量，SPV为光伏电池板的面积，KPV为太阳的辐射强度，为室外的温度。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立目标函数及相应的约束条件之前，还包括：根据所述分布式光伏电源的出力模型及接入的电压等级确定并网方式；通过静止坐标系变换和阻抗标幺化处理，计算所述分布式光伏电源的等效系统接入阻抗，获得所述分布式光伏电源在不同并网方式下的出力情况；相应地，所述根据所述控制策略选择最佳消纳方式，包括：根据所述控制策略确定分布式电源在不同的所述并网方式下的最佳消纳方式。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述目标函数为，式中，PPV(t)为t时段内分布式光伏电源的输出功率，PL(t)为t时段内所有用电负荷的总功率，(PPV(t)-PL(t))+为未消纳的光伏功率，T为总时段数；所述系统功率平衡约束为，∑PP...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建华，周鹿鸣，郑小宇，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11