虚拟电厂中配网接纳分布式发电能力的细粒度计算方法技术

本发明专利技术公开了一种虚拟电厂中配网接纳分布式发电能力的细粒度计算方法，包括以下步骤：采集虚拟电厂信息；将虚拟电厂信息输入到预先构建的配网潮流模型和预先构建的分布式发电出力模型进行计算，分别得到配网平衡数据，以及光伏和风机发电出力数据；将配网平衡数据，以及光伏和风机发电出力数据输入到预先构建的分布式发电接纳能力最佳协调调度模型，基于预设的细粒度安全运行约束条件进行优化求解，得到配网接纳分布式发电能力的细粒度数据。本发明专利技术提供的一种虚拟电厂中配网接纳分布式发电能力的细粒度计算方法，能够考虑虚拟电厂关键因素，为分布式发电实际装机容量选型提供技术支持，进一步促进虚拟电厂的快速发展及推广应用。推广应用。推广应用。

【技术实现步骤摘要】
虚拟电厂中配网接纳分布式发电能力的细粒度计算方法


[0001]本专利技术涉及虚拟电厂中配网接纳分布式发电能力的细粒度计算方法，属于虚拟电厂


技术介绍

[0002]虚拟电厂由可控机组、不可控机组如风、光等分布式能源、储能、可控负荷、电动汽车、通信设备等聚合而成，并进一步考虑需求响应、不确定性等要素，通过与控制中心、云中心、电力交易中心等进行信息通信，实现与大电网的能量互换。在更广义的概念中，虚拟电厂是基于互联网的能源高度聚合，以及以此为基础而可拓展出的多样化衍生服务，其核心是“聚合”和“通信”。将资源进行聚合，并将接入的资源参与到电网互动中，互动内容包括需求响应、辅助服务、电力现货交易等，优化电网的运行状态与电力市场的广泛参与，是虚拟电厂近期和远期所能提供的主要服务。
[0003]与需求响应的调节方式相比，虚拟电厂由于接入了更多元化的用户，如储能、分布式发电、可控负荷等，在用户参与调节时，不仅负荷侧的用户可以调节自身用电增减，还可以召集储能侧、电源侧的用户调节电能输出，具有丰富的调节方式和手段。从虚拟电厂的运行方案视角出发，虚拟电厂分为商业型虚拟电厂和技术型虚拟电厂。商业型虚拟电厂通常与传统发电机组相互配合，参与电力市场竞争，共同实现最优发电计划，而技术型虚拟电厂将聚合后的资源提供给系统运营商，实现以最低成本维持系统平衡。
[0004]虚拟电厂因聚合了多种能源资源包括可调负荷、储能、微电网、电动汽车、分布式能源等，可以在电网中扮演“正电厂”或“负电厂”的角色。既可以作为“正电厂”向系统供电调峰，又可作为“负电厂”加大负荷消纳，配合系统填谷，还可以快速响应指令，配合保障系统稳定并获得经济补贴，甚至可进一步等同于电厂参与容量、电量、辅助服务等各类电力市场获得经济效益。现有技术中，亟需一种能够考虑虚拟电厂关键因素，实现虚拟电厂中配网接纳分布式发电能力的细粒度计算方法，为分布式发电实际装机容量选型提供技术支持，进一步促进虚拟电厂的快速发展及推广应用。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种虚拟电厂中配网接纳分布式发电能力的细粒度计算方法，能够考虑虚拟电厂关键因素，为分布式发电实际装机容量选型提供技术支持，进一步促进虚拟电厂的快速发展及推广应用。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]虚拟电厂中配网接纳分布式发电能力的细粒度计算方法，包括以下步骤：
[0008]采集虚拟电厂信息；
[0009]将虚拟电厂信息输入到预先构建的配网潮流模型和预先构建的分布式发电出力模型进行计算，分别得到配网平衡数据，以及光伏和风机发电出力数据；
[0010]将配网平衡数据，以及光伏和风机发电出力数据输入到预先构建的分布式发电接
纳能力最佳协调调度模型，基于预设的细粒度安全运行约束条件进行优化求解，得到配网接纳分布式发电能力的细粒度数据。
[0011]采集虚拟电厂信息包括伏发电特性数据、风机发电特性数据、电储能特性数据、可控电负荷数据、常规电负荷数据、新能源并网接口物理特性数据、新能源并网点数据、配网物理拓扑结构和虚拟电厂协调调度模式；配网接纳分布式发电能力的细粒度数据包括光伏发电最大接入配网功率、风机发电最大接入配网功率、电储能充放电功率、可控电负荷实际消耗电功率、新能源并网接口功率输送值、配网节点电压幅值、配网节点电压相角和虚拟电厂中配网分布式发电接纳能力最佳数值。
[0012]配网潮流模型的功率平衡方程表达式如下：
[0013][0014]其中：
[0015][0016]式中：P
p
、Q
p
分别为配网节点p处的注入有功、无功功率；U
p
、U
q
分别为配网节点p、q处的电压幅值；G
pq
、B
pq
分别为支路pq的电导、电纳；θ
pq
为配网节点p、q处的电压相角差；q∈p表示所有与配网节点p相连的支路，且支路端点分别为节点p、节点q；表示所有与配网节点p相连的支路，且支路端点分别为节点p、节点q；分别为配网中第p个节点处的光伏发电出力、风机发电出力、常规发电机组出力、联络线传输的电能功率、电储能放电功率、电负荷需求、电储能充电功率；组出力、联络线传输的电能功率、电储能放电功率、电负荷需求、电储能充电功率；分别为配网中第p个节点处的光伏发电无功出力、风机发电无功出力、常规发电机组无功出力、联络线传输的无功功率、电储能放电无功功率、电负荷无功需求、电储能充电无功功率；为配网节点p处的可控负荷调整因子。
[0017]分布式发电出力模型的表达式如下：
[0018][0019]式中：β
pv
为光伏发电出力因子；χ
pv
为配网接纳光伏发电因子；L
pv
、L
st
分别为光伏发电工作环境的实时光照强度、标准规范测试环境下光伏发电工作环境的光照强度；δ
pv
为光伏发电出力温度变化调节因子；T
ope
、T
amb
分别为光伏发电工作环境的实时温度、标准规范测试环境下光伏发电工作环境温度；为标准规范测试环境下光伏发电出力；配网中第i个节点处的光伏发电出力；
[0020](4b)风机发电模型的表达式如下：
[0021][0022]式中：为配网中第j个节点处的风机发电出力；为风机发电的额定容量；v、v
in
、v
rat
、v
out
分别为风机工作环境的实时风速、启动风速、额定风速、截止风速。
[0023]细粒度安全运行约束条件包括：
[0024]电源侧安全运行约束条件具体如下：
[0025]单台光伏发电装机容量约束表达式如下：
[0026][0027]式中：为配网中第i个节点处的光伏发电出力；分别为光伏发电装机容量下限、上限；
[0028]所述光伏发电总装机容量约束表达式如下：
[0029][0030]式中：分别为配网中第i个节点处的光伏发电出力、第k个节点处的电负荷需求；n
pv
、n
load
分别为配网中并入光伏的电网节点总数、带有负荷的电网节点总数；ε
pv
、分别为光伏渗透率因子、配网所能接受的光伏渗透率因子上限值；i、k为配网中不同的电网节点；
[0031]单台风机发电装机容量约束表达式如下：
[0032][0033]式中：为配网中第j个节点处的风机发电出力；分别为风机发电装机容量下限、上限；
[0034]风机发电总装机容量约束表达式如下：
[0035][0036]式中：分别为配网中第j个节点处的风机发电出力、第k个节点处的电负荷需求；n
wp
、n
load
分别为配网中并入风电的电网节点总数、带有负荷的电网节点总数；ε本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.虚拟电厂中配网接纳分布式发电能力的细粒度计算方法，其特征在于：包括以下步骤：采集虚拟电厂信息；将虚拟电厂信息输入到预先构建的配网潮流模型和预先构建的分布式发电出力模型进行计算，分别得到配网平衡数据，以及光伏和风机发电出力数据；将配网平衡数据，以及光伏和风机发电出力数据输入到预先构建的分布式发电接纳能力最佳协调调度模型，基于预设的细粒度安全运行约束条件进行优化求解，得到配网接纳分布式发电能力的细粒度数据。2.根据权利要求1的虚拟电厂中配网接纳分布式发电能力的细粒度计算方法，其特征在于：所述虚拟电厂信息包括光伏发电特性数据、风机发电特性数据、电储能特性数据、可控电负荷数据、常规电负荷数据、新能源并网接口物理特性数据、新能源并网点数据、配网物理拓扑结构和虚拟电厂协调调度模式；所述配网接纳分布式发电能力的细粒度数据包括光伏发电最大接入配网功率、风机发电最大接入配网功率、电储能充放电功率、可控电负荷实际消耗电功率、新能源并网接口功率输送值、配网节点电压幅值、配网节点电压相角和虚拟电厂中配网分布式发电接纳能力最佳数值。3.根据权利要求1所述的虚拟电厂中配网接纳分布式发电能力的细粒度计算方法，其特征在于：所述预先构建的配网潮流模型的功率平衡方程表达式如下：其中：式中：P
p
、Q
p
分别为配网节点p处的注入有功、无功功率；U
p
、U
q
分别为配网节点p、q处的电压幅值；G
pq
、B
pq
分别为支路pq的电导、电纳；θ
pq
为配网节点p、q处的电压相角差；q∈p表示所有与配网节点p相连的支路，且支路端点分别为节点p、节点q；有与配网节点p相连的支路，且支路端点分别为节点p、节点q；分别为配网中第p个节点处的光伏发电出力、风机发电出力、常规发电机组出力、联络线传输的电能功率、电储能放电功率、电负荷需求、电储能充电功率；机组出力、联络线传输的电能功率、电储能放电功率、电负荷需求、电储能充电功率；分别为配网中第p个节点处的光伏发电无功出力、风机发电无功出力、常规发电机组无功出力、联络线传输的无功功率、电储能放电无功功率、电负荷无功需求、电储能充电无功功率；为配网节点p处的可控负荷调整因子。4.根据权利要求1所述的虚拟电厂中配网接纳分布式发电能力的细粒度计算方法，其特征在于：所述预先构建的分布式发电出力模型包括风机发电模型和风机发电模型，表达式如下：风机发电模型的表达式如下：
式中：β
pv
为光伏发电出力因子；χ
pv
为配网接纳光伏发电因子；L
pv
、L
st
分别为光伏发电工作环境的实时光照强度、标准规范测试环境下光伏发电工作环境的光照强度；δ
pv
为光伏发电出力温度变化调节因子；T
ope
、T
amb
分别为光伏发电工作环境的实时温度、标准规范测试环境下光伏发电工作环境温度；为标准规范测试环境下光伏发电出力；配网中第i个节点处的光伏发电出力；风机发电模型的表达式如下：式中：为配网中第j个节点处的风机发电出力；为风机发电的额定容量；v、v
in
、v
rat
、v
out
分别为风机工作环境的实时风速、启动风速、额定风速、截止风速。5.根据权利要求1所述的虚拟电厂中配网接纳...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟永洁，纪陵，
申请(专利权)人：南京国电南自电网自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：