基于ADMM的分层分布式灵活性资源协调优化调度方法技术

本发明专利技术涉及一种基于ADMM的分层分布式灵活性资源协调优化调度方法，包括以下步骤：1)根据负荷预测和可再生能源出力获取各区域所需的灵活性备用总容量

【技术实现步骤摘要】
基于ADMM的分层分布式灵活性资源协调优化调度方法
本专利技术涉及电力系统调度
，尤其是涉及一种基于ADMM的分层分布式灵活性资源协调优化调度方法。
技术介绍
随着配电网中分布式电源的渗透率不断提高，配电网运行和控制面临诸多新挑战。分布式电源的随机性、不确定性、波动性对电力系统的频率稳定、电压稳定等造成了很大的冲击，因此造成了弃风、弃光等新能源浪费的现象严重，因此如何提高新能源的消纳引起了广泛的关注，而现有的集中式控制成本高、通信要求高、可靠性差，不适应主动配电网的实际需求。为了防止低压配电网在使用灵活性设备参与辅助服务市场时发生电网阻塞问题，比利时电力和燃气联合运营商Synergrid提出了灵活性设备在分布式架构下参与辅助服务市场的机制，对参与辅助服务市场的灵活性设备进行区域范围的划分和容量的限制。同时为了保护用户的安全隐私问题以及更好的处理DERs的协调管理，充分的挖掘电网中源-荷-储各单元参与电力系统的灵活性平衡调节，促进新能源的就地消纳，因此，有必要研究在分布式架构下对灵活性设备的整合及协调调控，通过完善分布式架构下的辅助服务机制来促进新能源的就地消纳。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于ADMM的分层分布式灵活性资源协调优化调度方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于ADMM的分层分布式灵活性资源协调优化调度方法，包括以下步骤：1)根据负荷预测和可再生能源出力获取各区域所需的灵活性备用总容量2)在分布式架构下，建立OPF目标函数；3)求解OPF目标函数得到各区域所需提供的灵活性容量4)根据各区域所需的灵活性备用总容量以及所需提供的灵活性容量确定该区域参与辅助服务的模式，并通过辅助服务的模式实现优化调度；5)在设定的离散时间间隔后更新各区域所需的灵活性备用总容量并重复步骤2)-4)。所述的OPF目标函数的表达式为：其中，ziBESS为分布式储能单元的启停项，uiDG为分布式电源启停项，kil为需求侧灵活性负荷的调控启停项，Ci为第i个分布式单元的成本函数，cF为灵活性备用容量提供辅助服务所得的收益，Δt为调度的时间段，I为分布式单元集合，包括分布式储能单元、分布式电源和需求侧灵活性负荷，T为总的调度时间。所述的步骤3)中，通过ADMM算法对OPF目标函数进行求解。所述的步骤4)中，参与辅助服务的模式包括PFC参与辅助服务模式、SFC参与辅助服务模式和TFC参与辅助服务模式。当时，参与辅助服务的模式为PFC参与辅助服务模式，在该模式下，只有储能参与调节，则有：其中，为分布式储能单元的放电功率，为分布式储能单元的充电功率，为分布式储能单元在时间t内的放电功率上限，为分布式储能单元在时间t内充电功率的下限，Bj为第j个分布式区域下所有分布式储能单元的集合。当时，区域参与辅助服务的模式为SFC参与辅助服务模式，在该模式下，分布式储能单元已经满发放电了剩余不足的出力由分布式电源通过控制增加出力来填补，则有：其中，为在t时间段内分布式电源的出力上限，为在t时间段内分布式电源的当前出力状态，为在t时间段内分布式电源的出力下限，Gj为第j个分布式区域下所有分布式电源的集合。当时，区域参与辅助服务的模式为TFC参与辅助服务模式，在该模式下，储能已经满发放电了剩下不足的出力由分布式电源和需求侧灵活性负荷共同协调调节系统平衡，则有：其中，为在t时间段内需求侧灵活性负荷可调功率上限，为在t时间段内的负荷状态，为在t时间段内需求侧灵活性负荷可调功率下限，Lj为第j个分布式区域下所有需求侧灵活性负荷的集合。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术考虑了新能源的高比例接入而使得源荷具有双重不确定性，采用分层的方式和分布式优化的算法，为有效的聚合分布式电源、分布式储能单元、需求侧灵活性负荷等灵活性资源，实现电力系统供应侧与需求侧之间的协调互动，有效的促进新能源的就地消纳，并且将灵活性上调进行分层，第一层为PFC(PrimaryFrequencyControl)辅助服务，只有储能参与辅助服务市场进行电力系统平衡调节，第二层为SFC(SecondaryFrequencyControl)辅助服务，通过源-储协调参与辅助服务市场进行电力系统平衡调节，第三层为TFC(TertiaryFrequencyControl)辅助服务，通过源-荷-储协调进行电力系统平衡调节。附图说明图1为分布式优化架构图。图2为基于ADMM分层分布式灵活性资源协调优化调度方法流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例本专利技术针对在分布式架构下对灵活性设备的整合及协调调控问题。为充分的挖掘电网中源-荷-储各单元参与电力系统的灵活性平衡调节，促进新能源的就地消纳，提出一种基于ADMM的分层分布式灵活性资源协调优化调度方法，具体包括以下步骤：步骤1、调度部门在日前调度中根据负荷预测，可再生能源出力预测确定第二天各时段所需的灵活性备用容量同时各灵活性设备参与辅助服务市场的价格系数是确定的；步骤2、在分布式架构下，各区域根据源-荷-储分层协调灵活性调度方法建立全局OPF目标函数；步骤3、根据系统全局OPF目标函数，各区域通过ADMM分布式算法求解OPF目标函数得到该区所需提供的灵活性容量步骤4、根据源-荷-储分层协调灵活性调度方法，确定该区域参与辅助服务PFC、SFC、TFC的模式，对应该模式制定源-荷-储协调控制策略；步骤5、调度部门在一定离散时间间隔后更新全局所需的灵活性备用容量至此重复上述步骤1进行分层分布式灵活性资源协调优化调度模型的循环。1、基于ADMM分布式优化求解：图1为本专利技术的分布式优化架构图。假设将系统进行分布式分区处理，每个区域由Agent进行管理，令J＝{1，....,N}为所设计分布式架构下Agent所管辖区域的集合。在任意时刻t下每个区域有一个Agent来整合区域内的灵活性设备，通过内盒近似法、闵可夫斯基求和等方法获得区域的灵活性聚合容量每个Agent通过局部优化使得每个区域灵活性设备在保证电力系统平衡的前提下参与辅助服务市场下所获全局收益最大。同时各邻近Agent之间进行有限信息的通信交换，可以满足在任意时刻提供所需的灵活性容量为了使每个Agent在区域内通过参与辅助服务市场所得的收益最大，同时将源-荷-储分层协调灵活性调度方法运用到分布式架构中：其中，ziBESS为分布式储能的启停项，uiDG为分布式电源启停项，kil为需求侧灵活性负荷的调控启停项，Ci为各分布式单元的成本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于ADMM的分层分布式灵活性资源协调优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)根据负荷预测和可再生能源出力获取各区域所需的灵活性备用总容量

【技术特征摘要】
1.一种基于ADMM的分层分布式灵活性资源协调优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据负荷预测和可再生能源出力获取各区域所需的灵活性备用总容量
2)在分布式架构下，建立OPF目标函数；
3)求解OPF目标函数得到各区域所需提供的灵活性容量
4)根据各区域所需的灵活性备用总容量以及所需提供的灵活性容量确定该区域参与辅助服务的模式，并通过辅助服务的模式实现优化调度；
5)在设定的离散时间间隔后更新各区域所需的灵活性备用总容量并重复步骤2)-4)。


2.根据权利要求1所述的一种基于ADMM的分层分布式灵活性资源协调优化调度方法，其特征在于，所述的OPF目标函数的表达式为：















其中，ziBESS为分布式储能单元的启停项，uiDG为分布式电源启停项，kil为需求侧灵活性负荷的调控启停项，Ci为第i个分布式单元的成本函数，cF为灵活性备用容量提供辅助服务所得的收益，Δt为调度的时间段，I为分布式单元集合，包括分布式储能单元、分布式电源和需求侧灵活性负荷，T为总的调度时间。


3.根据权利要求1所述的一种基于ADMM的分层分布式灵活性资源协调优化调度方法，其特征在于，所述的步骤3)中，通过ADMM算法对OPF目标函数进行求解。


4.根据权利要求1所述的一种基于ADMM的分层分布式灵活性资源协调优化调度方法，其特征在于，所述的步骤4)中，参与辅助服务的模式包括PFC参与辅助服务模式、SFC参与辅助服务模式和TFC参与辅助服务模式。

【专利技术属性】
技术研发人员：边晓燕，孙明琦，吴振华，董璐，赵健，王小宇，
申请(专利权)人：上海电力大学，
类型：发明
国别省市：上海;31