一种基于技术型虚拟电厂的配电网阻塞管理方法技术

本发明专利技术公开一种基于技术型虚拟电厂的配电网阻塞管理方法，包括以下步骤：根据原始数据构建以VPP利润最大为优化目标的VPP经济调度模型，求解该模型得到各聚合单元的调度方案；构造潮流计算优化模型，得到配电网各节点的电压和相角，并计算各线路潮流，判断各线路潮流是否越限；若发生越限则以调整节点数和系统调整量最小为优化目标建立VPP安全校正优化模型，通过引入权重和极大值将多目标优化问题转化为具有优先级的单目标优化问题，得到各聚合单元校正量。此种方法可有效消除线路阻塞问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于技术型虚拟电厂的配电网阻塞管理方法
本专利技术属于电力系统电源调度领域，尤其涉及一种基于技术型虚拟电厂的配电网阻塞管理方法。
技术介绍
随着科学技术的迅猛发展，分布式电源在地区电网中所占的比例也越来越大，其输出功率的不稳定性对电网的影响也随之增加。而虚拟电厂(VirtualPowerPlant，VPP)正是解决上述问题的一种有效形式。分布式能源发电具有极强的波动性，且用户均以自身经济利益为目标制定发电计划，会导致负荷大规模聚集，使配网线路潮流越限，发生线路阻塞，影响整个电网的安全稳定运行。因此，有必要研究VPP的安全校正问题，当线路发生潮流越限时，及时进行配电网的阻塞管理。当配网电力输送的要求大于实际输送要求时，会发生配电网阻塞现象，影响用户正常电力交易计划，破坏配电网的安全高效运行。因此，如何进行配电网阻塞管理，对实现VPP的安全经济运行至关重要。而VPP能够聚合配电网侧各分布式电源，并提供快速响应的辅助服务，因此采用VPP的方式研究如何消除配电网阻塞问题具有实际价值。
技术实现思路
专利技术目的：针对以上问题，本专利技术提出一种基于技术型虚拟电厂的配电网阻塞管理方法，该方法通过对VPP各聚合单元的调度方案进行调整，可以有效消除系统线路过载，并且能够尽可能的减少切负荷量，从而降低VPP的经济损失。技术方案：为实现本专利技术的目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种基于技术型虚拟电厂的配电网阻塞管理方法，包括如下步骤：步骤1，设置原始数据，采用蒙特卡罗法生成光伏场景以描述光伏出力不确定性；构建以VPP利润最大为优化目标的VPP经济调度模型；构建模型约束条件；所述原始数据包括：配网参数、VPP各聚合单元参数、市场电价参数以及光伏出力预测数据；求解该模型得到VPP各聚合单元的调度方案；步骤2，以配电网所有节点的功率不平衡量的平方和最小作为目标函数，构造潮流计算优化模型；构建模型约束条件；通过潮流计算得到配电网各节点的电压和相角，并计算各线路潮流，判断各线路潮流是否越限；步骤3，若发生越限，则以调整节点数和系统调整量最小为优化目标建立VPP安全校正优化模型；构建模型约束条件；求解VPP安全校正优化模型，得到VPP各聚合单元校正量，根据该校正量对步骤1中的VPP各聚合单元调度方案进行调整，从而消除系统线路过载。进一步，步骤1所述约束条件包括：燃气轮机约束、可中断负荷约束、EV充电站约束、可转移负荷约束、VPP交易电量约束、VPP功率平衡约束。进一步，步骤2所述约束条件包括：潮流方程约束、潮流计算的已知量约束。进一步，步骤3所述约束条件包括：功率平衡约束、节点可调量约束、负荷节点功率因数约束、系统安全运行约束、交易量偏差约束。进一步，所述步骤1构建以VPP利润最大为优化目标的VPP经济调度模型；构建模型约束条件；包括以下步骤：步骤1.1：VPP所有者的优化目标是整体利润最大，包括参与日前电力市场所得的收入，燃气轮机的运行和启停成本以及可中断负荷成本，VPP经济调度模型的目标函数表示为：其中，T为一天的总时段数；ns为光伏出力场景数，π(s)为第s组光伏出力场景的概率；λt为时段t的电力市场电价；Gs,t为第s组光伏出力场景下时段t的VPP电力市场交易量，其值为正表示VPP向电力市场售电，其值为负表示VPP从电力市场购电；为燃气轮机在时段t的运行成本；为布尔变量，表示燃气轮机是否启动，启动时置1，不启动时置0；Sf为燃气轮机的启动成本；为可控负荷成本；燃气轮机的运行成本用分段线性函数表示：其中，u为燃气轮机的固定成本；为布尔变量，表示燃气轮机是否工作，工作时不工作时z为发电成本曲线分段数；kj为燃气轮机第j段发电成本斜率；为t时段燃气轮机在第s组光伏出力场景下的第j段出力；可中断负荷成本为VPP向用户支付的中断负荷补偿费用，考虑到不同中断负荷量对用户的影响不同，将中断补偿价格与负荷中断等级挂钩，中断等级越高，所需支付的补偿价格越高，表示为：式中：nm为中断等级数；为第m级中断负荷补偿价格；为t时段第m级中断负荷量，为决策变量；步骤1.2：构建VPP经济调度模型的约束条件，所述约束条件包括：(1)VPP燃气轮机的约束条件：其中，和分别为t时段和t-1时段燃气轮机在第s组光伏出力场景下的总出力；rampd,rampu分别为燃气轮机的向下和向上爬坡率；分别为燃气轮机的最小和最大出力；为布尔变量，表示t-1时段燃气轮机是否工作，工作时不工作时(2)可中断负荷约束条件：式中：为第m级中断负荷量；为第m级中断负荷量上限；和分别为t时段和t-1时段的总中断负荷量；Lc,max为连续时间段内的可中断负荷最大中断量；(3)电动汽车(EV)充电站约束条件：式中：分别为EV充电站的蓄电量上下限；和分别为t时段和t-1时段第v座EV充电站的蓄电量；分别为第v座EV充电站充/放电功率及其上限；分别为第v座EV充电站的充放电效率；为布尔变量，表示EV充电站是否充放电；(4)可转移负荷约束条件：式中，Pload,max、Pload,min为VPP供给负荷电量及其上下限；eload为一天内的最小负荷需求；(5)VPP交易电量约束条件：-Gmax≤Gs,t≤Gmax式中，Gmax为VPP在电力市场的交易量上限；(6)VPP功率平衡约束条件：式中，gs,t为t时段第s种场景下光伏电站出力；和分别为EV充电站的总充/放电功率；为VPP向负荷售电量。进一步，所述步骤2建立潮流计算优化模型，包括以下步骤：步骤2.1：以配电网所有节点的功率不平衡量的平方和最小作为目标函数，目标函数表示为：式中，f为不平衡量的平方和；ΔPi、ΔQi表示节点i的功率不平衡量；nb为配电网节点数；步骤2.2：构建潮流计算优化模型的约束条件，所述约束条件包括：(1)潮流方程约束条件：式中，Pi＝PGi-PDi表示节点i的有功注入功率，其值为节点发电机有功出力PGi与节点有功负荷PDi的差值；Qi＝QGi-QDi表示节点i的无功注入功率，其值为节点发电机无功出力QGi与节点无功负荷QDi的差值；Ui、Uj分别为节点i和节点j的电压幅值；θij＝θi-θj为节点i和节点j的电压相角差，θi为节点i的电压相角，θj为节点j的电压相角；Gij和Bij分别为节点导纳矩阵中第i行第j列元素的实部和虚部；(2)潮流计算已知量约束条件：式中，分别表示Ui、θi以及PGi的给定值；NPV、NPH分别表示由PV节点、平衡节点的节点编号组成的集合。进一步，所述步骤3建立VPP安全校正优化模型，包括以下步骤：步骤3.1：以调整节点数和系统调整量最小为优化目标建立VPP安全校正优化模型，模型目标函数表示为：式中，f1为调整节点数之和；f2为系统调整量之和；布尔变量bi表征节点i的调整状态：bi＝0表示节点i不参与调整，bi＝1表示节点i参与调整；dPi、dQi分别代表节点i的有功调整量以及无功调整量；按节点所接负荷类型分为发电机节点和负荷节点，发电机节点调节发电机出力，负荷节点调节切负荷量，赋予发电机节点和负荷节点不同的权重，以保证安全校正的优先性；目标函数可以转化为：式中，f3为计及权重系数的调整节点数之和；f4为计及权重系数的系统调整量之和；Wi、Wi'分别为节点i调整状态和调整量的权重系数；在优化确定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于技术型虚拟电厂的配电网阻塞管理方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤1，设置原始数据，采用蒙特卡罗法生成光伏场景以描述光伏出力不确定性；构建以VPP利润最大为优化目标的VPP经济调度模型；构建模型约束条件；所述原始数据包括：配网参数、VPP各聚合单元参数、市场电价参数以及光伏出力预测数据；求解该模型得到VPP各聚合单元的调度方案；步骤2，以配电网所有节点的功率不平衡量的平方和最小作为目标函数，构造潮流计算优化模型；构建模型约束条件；通过潮流计算得到配电网各节点的电压和相角，并计算各线路潮流，判断各线路潮流是否越限；步骤3，若发生越限，则以调整节点数和系统调整量最小为优化目标建立VPP安全校正优化模型；构建模型约束条件；求解VPP安全校正优化模型，得到VPP各聚合单元校正量，根据该校正量对步骤1中的VPP各聚合单元调度方案进行调整，从而消除系统线路过载。

【技术特征摘要】
1.一种基于技术型虚拟电厂的配电网阻塞管理方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤1，设置原始数据，采用蒙特卡罗法生成光伏场景以描述光伏出力不确定性；构建以VPP利润最大为优化目标的VPP经济调度模型；构建模型约束条件；所述原始数据包括：配网参数、VPP各聚合单元参数、市场电价参数以及光伏出力预测数据；求解该模型得到VPP各聚合单元的调度方案；步骤2，以配电网所有节点的功率不平衡量的平方和最小作为目标函数，构造潮流计算优化模型；构建模型约束条件；通过潮流计算得到配电网各节点的电压和相角，并计算各线路潮流，判断各线路潮流是否越限；步骤3，若发生越限，则以调整节点数和系统调整量最小为优化目标建立VPP安全校正优化模型；构建模型约束条件；求解VPP安全校正优化模型，得到VPP各聚合单元校正量，根据该校正量对步骤1中的VPP各聚合单元调度方案进行调整，从而消除系统线路过载。2.根据权利要求1所述的一种基于技术型虚拟电厂的配电网阻塞管理方法，其特征在于：步骤1所述约束条件包括：燃气轮机约束、可中断负荷约束、EV充电站约束、可转移负荷约束、VPP交易电量约束、VPP功率平衡约束。3.根据权利要求1所述的一种基于技术型虚拟电厂的配电网阻塞管理方法，其特征在于：步骤2所述约束条件包括：潮流方程约束、潮流计算的已知量约束。4.根据权利要求1所述的一种基于技术型虚拟电厂的配电网阻塞管理方法，其特征在于：步骤3所述约束条件包括：功率平衡约束、节点可调量约束、负荷节点功率因数约束、系统安全运行约束、交易量偏差约束。5.根据权利要求1或2所述的一种基于技术型虚拟电厂的配电网阻塞管理方法，其特征在于：所述步骤1构建以VPP利润最大为优化目标的VPP经济调度模型；构建模型约束条件；包括以下步骤：步骤1.1：VPP所有者的优化目标是整体利润最大，包括参与日前电力市场所得的收入，燃气轮机的运行和启停成本以及可中断负荷成本，VPP经济调度模型的目标函数表示为：其中，T为一天的总时段数；ns为光伏出力场景数，π(s)为第s组光伏出力场景的概率；λt为时段t的电力市场电价；Gs,t为第s组光伏出力场景下时段t的VPP电力市场交易量，其值为正表示VPP向电力市场售电，其值为负表示VPP从电力市场购电；为燃气轮机在时段t的运行成本；为布尔变量，表示燃气轮机是否启动，启动时置1，不启动时置0；Sf为燃气轮机的启动成本；为可控负荷成本；燃气轮机的运行成本用分段线性函数表示：其中，u为燃气轮机的固定成本；为布尔变量，表示燃气轮机是否工作，工作时不工作时z为发电成本曲线分段数；kj为燃气轮机第j段发电成本斜率；为t时段燃气轮机在第s组光伏出力场景下的第j段出力；可中断负荷成本为VPP向用户支付的中断负荷补偿费用，考虑到不同中断负荷量对用户的影响不同，将中断补偿价格与负荷中断等级挂钩，中断等级越高，所需支付的补偿价格越高，表示为：式中：nm为中断等级数；为第m级中断负荷补偿价格；为t时段第m级中断负荷量，为决策变量；步骤1.2：构建VPP经济调度模型的约束条件，所述约束条件包括：(1)VPP燃气轮机的约束条件：其中，和分别为t时段和t-1时段燃气轮机在第s组光伏出力场景下的总出力；rampd,rampu分别为燃气轮机的向下和向上爬坡率；分别为燃气轮机的最小和最大出力；为布尔变量，表示t-1时段燃气轮机是否工作，工作时不工作时(2)可中断负荷约束条件：式中：为第m级中断负荷量；为第m级中断负荷量上限；和分别为t时段和t-1时段的总中断负荷量；Lc,max为连续时间段内的可中断负荷最大中断量；(3)电动汽车(EV)充电站约束条件：式中：分别为EV充电站的蓄电量上下限；和分别为t时段和t-1时段第v座EV充电站的蓄电量；分别为第v座EV充电站充/放电功率及其上限...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙国强，钱苇航，卫志农，臧海祥，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32