含光储联合体的交直流配电网优化运行控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了含光储联合体的交直流配电网优化运行控制方法，建立配电网中安装PAE节点的相关数学模型；确定PAE节点的目标函数以及约束条件，进行第一层PAE节点优化；用第一层优化后的变量P

Optimal operation control method and system of AC / DC distribution network with optical storage complex

【技术实现步骤摘要】
含光储联合体的交直流配电网优化运行控制方法及系统
本专利技术涉及电网
，尤其是含光储联合体的交直流配电网优化运行控制方法及系统。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。随着可再生能源在配电网中渗透率的提高，如何最大限度的利用可再生能源成为研究热点，储能电站是公认的可以解决大规模可再生能源接入电网的重要手段。《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》2019-2020年行动计划中也指出，将推进储能与分布发电、集中式新能源发电联合应用，鼓励和支持负荷侧储能发展。此外，越来越多的光伏和储能等直流属性的元件通过逆变器接入配电网，给配电网带来了巨大冲击。由于交流配电网的结构在短时间之内无法改变，交直流配电网将成为未来配电网的必然发展方向。据专利技术人了解，目前，国内外研究学者针对储能电站在交直流配电网中的优化运行的研究主要分为两类，一类是储能电站在交直流配电网中作为主动设备辅助参与配电网的优化运行。优化目标一般为保证系统的安全运行并且使配电网的购电费用最小等；另一类是安装在电网中固定位置的储能电站发挥储能系统的特定优势参与系统优化运行。优化目标一般为：安装在电网侧的储能电站参与电网调节频率、调节电压等；安装在电源侧的储能电站平滑新能源处理波动、减少新能源冗余率等；安装在负荷侧的储能电站削峰填谷、参与配电网侧的需求响应等。综上所述，目前尚未有研究学者将光伏和储能联合运行进行优化研究，所提控制方法和运行策略的优化目标较为单一，并且没有充分考虑电力系统实际运行的不确定性，不具有鲁棒性。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，提出了一种含光储联合体(photovoltaicandenergystorage，PAE)的交直流配电网双层两阶段鲁棒优化运行控制系统及方法。为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：含光储联合体的交直流配电网优化运行控制方法，包括以下步骤：建立配电网中安装PAE节点的相关数学模型；确定PAE节点的目标函数以及约束条件，进行第一层PAE节点优化；用第一层优化后的变量PPAE代替安装节点的有功负荷，生成节点负荷新的状态值；建立配电网中交直流潮流模型、VSC数学模型、风机、负荷、光伏的不确定性模型；确定第二层鲁棒优化的目标函数及约束条件；建立两阶段鲁棒问题数学模型，采用C&CG方法将鲁棒问题分解为一个主问题和一个子问题，进行第二层优化求解。优选的，通过第一层安装PAE节点的节点初次优化后改变节点对配电网所显示的负荷值，最大限度地利用可再生能源，将初次优化的结果传递给第二层优化，再次进行交直流配电网的两阶段鲁棒优化运行。优选的，所述第一层目标函数是节点的购电费用达到最小，与有功功率的约束条件联合，共同达到最大限度的利用可再生能源；所述的第二层目标函数是交直流配电网的运行费用最小。优选的，所述第一层约束包括对安装PAE节点的有功约束、储能系统的运行约束、光伏约束；所述第二层约束包括交直流配电网潮流约束、VSC运行约束以及交直流负荷、光伏风机的不确定性约束。优选的，安装在PAE节点的储能系统和安装在配电网中分散的储能系统不在一层优化中参与系统的优化；安装在PAE节点的储能系统参与第一层优化，安装在配电网中的储能系统参与配电网中的第二层优化。优选的，第一层优化后的更新负荷数据，参与到配电网系统的第二层优化，第二层优化是一个两阶段鲁棒优化运行问题，交直流配电网的额潮流模型采用Distflow潮流模型，通过二阶锥松弛处理，采用C&CG的方法对两阶段鲁棒问题进行求解。含光储联合体的交直流配电网优化运行控制方法的系统，包括：目标函数构建模块，分别被置为安装PAE节点的购电费用最小和交直流配电网的总运行费用最小为优化目标；约束条件设置模块，第一层的约束条件被置为PAE的运行约束以及储能和光伏的约束；第二层的约束条件被配置为配电网中光伏、风机、储能系统、系统安全运行受到的约束；测量模块，被配置为根据目标函数以及约束条件，确定实现目标函数所需的网络测量值；控制模块，被配置为根据测量的交直流配电网网络参数经过本算法优化计算得到计算结果，即得到最优的储能电站充放电运行情况，将得到的优化结果反馈到配电网网络中，实时追踪配电网网络节点电压的变化，实现配电网的安全经济运行。与现有技术相比，本专利技术的优点是：本专利技术基于PAE提出了一种交直流配电网的双层鲁棒优化运行方法，实现了光伏和储能的联合优化，推进可再生能源与储能系统，改善了配电网中负荷峰谷差距大的问题，实现了可再生能源的就地消纳，达到了最大限度的提高可再生能源利用率的目的。在最大限度的提高可再生能源利用率的基础上，在考虑电力系统的源-荷不确定性的基础上，实现了交直流配电网的运行费用最小，保证交直流配电网系统安全经济的运行。附图说明图1本方法提供的VSC换流站模型；图2本方法提供的含PAE的交直流配电网双层两阶段鲁棒优化运行策略；图3本方法提供的两阶段鲁棒优化模型迭代交互示意图；具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。为提高可再生能源利用率和供电经济性，推进可再生能源与储能结合，实现可再生能源就地消纳，本专利技术并考虑配电网中源-荷不确定性，提出了一种含PAE的交直流配电网双层两阶段鲁棒优化运行控制系统和方法。所提控制系统和方法实现了可再生能源的最大化消纳，改善了负荷曲线的峰谷差距大的问题，在保证优化策略鲁棒性的基础上，实现了交直流配电网的经济运行。所提双层两级优化运行控制方法具体实施流程如图2所示，第一层优化以接入PAE节点购电费用最小为优化目标，并达到最大化消纳可再生能源的目的；建立第一层优化目标函数，建立储能电站运行数学模型以及约束条件，建立PAE约束条件，满足PAE节点的有功功率满足功率平衡。将可再生能源和储能电站安装在一个节点，对这种PAE联合体中的储能电站进行首先优化给出充放电运行策略，以达到最大化可再生能源利用率的目标，将第一层的优化结果，即PAE节点的优化后负荷状态带入到第二层优化的负荷数据中。第二层优化以交直流配电网运行费用最小为优化目标，包括购电费用、网络损耗费用、储能电站的运行维护费用以及寿命损耗费用。建立交直流配电网的潮流数学模型以及VSC数学模型、建立光伏和风机的运行模型以及约束条件、建立系统的安全运行约束条件以及考虑交直流配电网中交流负荷和直流负荷的不确定性和光伏和风机的不确定性，建立源-荷不确定性模型，转化为两阶段鲁棒优化调度模型，采用C&CG方法对两阶段鲁棒优化调度问题求解，并采用二阶锥松弛的方法处理非线性约束。关键问题解释：1、PAE优化调度模型第一层优化以PAE为优化对象，控制储能电站的充放电情况，达到可再本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.含光储联合体的交直流配电网优化运行控制方法，其特征在于：包括以下步骤：/n建立配电网中安装PAE节点的相关数学模型；/n确定PAE节点的目标函数以及约束条件，进行第一层PAE节点优化；/n用第一层优化后的变量P

【技术特征摘要】
1.含光储联合体的交直流配电网优化运行控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
建立配电网中安装PAE节点的相关数学模型；
确定PAE节点的目标函数以及约束条件，进行第一层PAE节点优化；
用第一层优化后的变量PPAE代替安装节点的有功负荷，生成节点负荷新的状态值；
建立配电网中交直流潮流模型、VSC数学模型、风机、负荷、光伏的不确定性模型；
确定第二层鲁棒优化的目标函数及约束条件；
建立两阶段鲁棒问题数学模型，采用C&CG方法将鲁棒问题分解为一个主问题和一个子问题，进行第二层优化求解。


2.如权利要求1所述的含光储联合体的交直流配电网优化运行控制方法，其特征在于：通过第一层安装PAE节点的节点初次优化后改变节点对配电网所显示的负荷值，最大限度地利用可再生能源，将初次优化的结果传递给第二层优化，再次进行交直流配电网的两阶段鲁棒优化运行。


3.如权利要求1所述的含光储联合体的交直流配电网优化运行控制方法，其特征在于：所述第一层目标函数是节点的购电费用达到最小，与有功功率的约束条件联合，共同达到最大限度的利用可再生能源；所述的第二层目标函数是交直流配电网的运行费用最小。


4.如权利要求1所述的含光储联合体的交直流配电网优化运行控制方法，其特征在于：所述第一层约束包括对安装PAE节点的有功约束、储能系统的运行约束、光伏约束；所述第二层约束包括交直流配电网潮流约束、VSC运行约束以及交直流负荷、光伏...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴瑞海，林厚飞，林高翔，张雪松，金建新，支秉忠，廖鸿图，黄益宏，李健，施亦治，章雷其，林启待，
申请(专利权)人：国网浙江平阳县供电有限责任公司，平阳县昌泰电力实业有限公司，国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，国网浙江省电力有限公司温州供电公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33