一种计及广义负荷随机特性的输配电协调规划方法技术

本发明专利技术公开了一种计及广义负荷随机特性的输配电协调规划方法，将输配耦合系统根据物理结构分解为多个小系统，然后构建了输配迭代交互的分布式决策框架。首先，根据实测数据拟合出含有分布式新能源的广义负荷的概率密度函数，运用蒙特卡洛采样法对广义负荷值进行随机采样，并将广义负荷值依次接入有新能源发电的配电网中。将每一个输电系统和配电系统独立运行，求解出输电和配电之间的边界功率。本发明专利技术提出以边界功率的均值和标准差为共享变量，运用概率性目标级联算法，实现输电系统和配电系统之间的信息传递，以系统总运行成本最低为目标列写带拉格朗日惩罚函数的目标函数，从而既不降低计算精度，也能大幅度提高运算速度。也能大幅度提高运算速度。也能大幅度提高运算速度。

【技术实现步骤摘要】
一种计及广义负荷随机特性的输配电协调规划方法


[0001]本专利技术属于配电网规划领域，涉及一种输配电协调的考虑广义负荷特性的分布式输配电协同优化方法。

技术介绍

[0002]电网的输配电系统是一个具有时空耦合特性的复杂物理系统，其结构可分为“源
‑
网
‑
荷”三层。但是，与传统的输配电系统不同的是：现代电网的规模和复杂程度越来越大，所包含的元素种类也越来越多，其中，尤其是可再生能源在电网中的渗透率不断增加，导致其不确定性问题亟待解决。近年来，配电网层面大规模添加分布式电源(Distributed Generation,DG)，使配电侧从传统的无源负荷转变为有源配电网，同样，传统的用电负荷也由于分布式新能源的加入而转变为广义负荷。
[0003]本文定义广义负荷为：在高比例可再生能源并网和智能电网不断发展的背景下，负荷侧的可再生能源出力、灵活性资源和实际用电需求的总和，定义为广义负荷。实际中，可根据广义负荷所包含成分的不同对其进行分类，如分为考虑风、光等新能源接入的广义负荷、考虑储能电站充放电的广义负荷等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计及广义负荷随机特性的输配电协调规划方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)：首先对风力发电和光伏发电进行跟踪实测，并将实测数据进行概率拟合，求解含有风光的广义负荷的概率密度函数；步骤(2)：建立分布式输配电(TS
‑
DS)协同规划模型，将输配电网解耦，划分为多个独立的小系统；将输电系统和配电系统之间的联络线断开，拆分为多个独立的小系统；并将其分为上下两层的TS
‑
DS系统，上层为输电系统TSO，下层为配电系统DSO，在两层系统之间安装双向通信设备，用于在输电系统和配电系统之间提供双向信息交换；输电系统和配电系统之间的边界母线的功率定义为共享变量SV，即为输电与配电独立运行时虚拟联络线的功率的均值和标准差；由于对于输电系统而言，将配电系统视为虚拟负荷，而对于配电系统而言，将输电系统视为虚拟电源；当输配电系统之间断开联络线时，将虚拟联络线的功率称为输电/配电的边界功率；步骤(3)：建立安全机组约束模型；为了方便快速求解潮流，运用转移因子法来求解，故需要将场景分为基础场景，记为0场景和非基础场景记为场景S；(1)对于输电系统，建立直流潮流模型，其约束条件包括基础场景即0场景下的约束和场景S下的约束；(2)对于配电系统，采用交流潮流模型求解，潮流计算分为在基础场景和S场景下分别求解；步骤(4)：根据实测数据拟合出含有分布式新能源的广义负荷的概率密度函数，运用蒙特卡洛采样法对广义负荷值进行随机采样，并将广义负荷值依次接入有新能源发电的配电网中；将每一个输电系统和配电系统独立运行，求解出输电和配电之间的边界功率；将输电和配电之间的边界功率进行拟合求解出边界功率的均值和标准差，并以均值和标准差为共享信息在输配电系统之间传递，以实现输电系统和配电系统之间的信息传递；步骤(5)：以系统总运行成本最低为目标列写带拉格朗日惩罚函数的目标函数；步骤(6)：分布式优化求解流程；基于双层目标级联算法提出一个TSO和DSO内外循环交替的的交互迭代过程，内循环是TSO和DSO之间相互交换信息并进行潮流计算的迭代计算，外循环更新目标函数的朗格朗日惩罚乘子项。2.根据权利要求1所述的一种计及广义负荷随机特性的输配电协调规划方法，其特征在于，步骤(1)所述的求解含有风光的广义负荷的概率密度函数的具体方法如下：根据一年实测数据，以风电与光伏的总发电量为传统用电负荷量的50％，分析出该广义负荷的负荷特性，Z＝P
load
‑
P
pv
‑
P
wind
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)其中，P
load
为用电负荷每小时的用电需求量，P
pv
为每小时的光伏发电量，P
wind
为每小时的风力发电量，再将广义负荷Z标幺化为z，即：为便于研究广义负荷的负荷特性，绘制出广义负荷与风光占比之间的关系，绘制广义负荷的年负荷概率分布图，以便于观察其服从的概率分布模型，确定其服从正态分布；
确定好概率分布模型后，绘制频数分布图，取满足置信区间为95％的概率分布拟合曲线，并运用MATLAB拟合工具包求解出其服从的均值μ
风光
和标准差σ
风光
；最后，对概率分布N
风光
～(μ
风光
，σ
2风光
)进行随机采样，取n组数据分别为：x1,x2,x3,x4,......x
n
‑1,x
n
；同理对“负荷
‑
光”场景下的广义负荷进行研究，依然取光伏发电量占用电负荷的50％进行研究，分析该广义负荷的负荷特性：Z＝P
load
‑
P
pv
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)其中，P
load
为用电负荷每小时的用电需求量，P
pv
为每小时的光伏发电量；绘制广义负荷的年负荷概率分布图，发现也可用正太分布模型；概率分布模型后，绘制频数分布图，取满足置信区间为95％的概率分布拟合曲线，并运用MATLAB拟合工具包求解出其服从的均值μ
光
和标准差σ
光
；最后，对概率分布N
光
～(μ
光
，σ
2光
)进行随机采样，取n组数据分别为：y1,y2,y3,y4,......y
n
‑1,y
n
。3.根据权利要求2所述的一种计及广义负荷随机特性的输配电协调规划方法，其特征在于，步骤(3)具体方法如下：(1)对于输电系统，建立直流潮流模型，其约束条件包括基础场景即0场景下的约束和场景S下的约束：基础场景下的约束：功率约束：功率约束：爬坡率上下限约束：爬坡率上下限约束：风力发电功率约束：发电机的上坡、下坡时间约束：其中，t,n,w分别为小时、发电机序号和风电；I
nt
为第n个发电机在时间t时刻的决策变量；为基础场景下输出的有功功率、为基础场...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪慧娟，曾平良，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：