一种基于需求响应特征的主动配电网动态电压调节方法技术

本发明专利技术公开了一种基于需求响应特征的主动配电网动态电压调节方法，利用仿真软件CPLEX对采集的同期历史风速和辐射值进行预测功率；再将主动配电网当前实际所需功率与预测功率相减得到功率差额；然后根据功率差额启动双储能充放电模型和需求响应模型，并以动态电压调节约束条件求解CPLEX软件中的动态电压调节目标函数，从而得到双储能充放电模型和需求响应模型在调度周期内的调度方案及对应调节后的各节点电压分布值。后的各节点电压分布值。后的各节点电压分布值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于需求响应特征的主动配电网动态电压调节方法


[0001]本专利技术属于电力系统
，更为具体地讲，涉及一种基于需求响应特征的主动配电网动态电压调节方法。

技术介绍

[0002]随着能源短缺和环境污染的日益严重，世界各国都在调整各自的能源战略。注入配电网络的分布式能源功率，比如风光电功率，逐年增加。风光的特性:随机、间歇性和不可控。分布式电源发电功率不确定性，造成的电压波动、质量不佳等问题引起了人们的广泛关注。随机风电功率与实际负荷需求不匹配的状态容易导致配电网电压越来越接近稳定极限，这就增加了电压控制的难度。
[0003]在主动配电网电压幅值偏差问题上，如果不及时提出相应的解决方案，将会影响配电网的安全稳定。目前国内主流的调压手段是利用现有的调压装置即更换有载分接开关、开关电容器、使用同步电容器等措施。然而，频繁运行有载分接开关不仅会给变压器的稳态运行带来巨大挑战，还会增加运行管理和机械维护的成本。实际上。电容器按相关技术指导进行开、关，实现分散无功控制，但电容器的电容不能连续调节，调节过程中存在或多或少的无功偏差值。
[0004]需求响应作为智能电网重要的组成部分，随着智能电网战略的不断推进，需求侧与电网之间的信息交互水平不断提升，越来越多的需求响应资源以双向互动的形式被发掘出来，有利于实现更具弹性的负荷需求，为有效解决大规模风电消纳问题提供了新思路。
[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于需求响应特征的主动配电网动态电压调节方法，在短期电压不稳定的情况下，利用需求响应的动态特征进行快速反应，缩小负荷的峰谷差值，保障电力系统安全。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术一种基于需求响应特征的主动配电网动态电压调节方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0007](1)、建立主动配电网的分布式电源输出功率模型，包括风力发电机的输出功率模型和光伏太阳板的输出功率模型；
[0008](2)、建立主动配电网的动态电压调节目标函数；
[0009](3)、建立主动配电网的双储能充放电模型和基于激励的需求响应模型，以及主动配电网的动态电压调节的约束条件；
[0010](4)、将步骤(1)
‑
(3)中所建立的模型及约束条件全部写入仿真软件CPLEX；
[0011](5)、采集主动配电网同期的历史风速和辐射值，并代入至分布式电源输出功率模型，得到预测功率；将主动配电网当前实际所需功率与预测功率相减得到功率差额；然后根据功率差额启动双储能充放电模型和需求响应模型，并以动态电压调节约束条件求解CPLEX软件中的动态电压调节目标函数，从而得到双储能充放电模型和需求响应模型在调度周期内的调度方案及对应调节后的各节点电压分布值。
[0012]本专利技术的专利技术目的是这样实现的：
[0013]本专利技术基于需求响应特征的主动配电网动态电压调节方法，利用仿真软件CPLEX对采集的同期历史风速和辐射值进行预测功率；再将主动配电网当前实际所需功率与预测功率相减得到功率差额；然后根据功率差额启动双储能充放电模型和需求响应模型，并以动态电压调节约束条件求解CPLEX软件中的动态电压调节目标函数，从而得到双储能充放电模型和需求响应模型在调度周期内的调度方案及对应调节后的各节点电压分布值。
附图说明
[0014]图1是本专利技术基于需求响应特征的主动配电网动态电压调节方法流程图；
[0015]图2是是本专利技术实施的实验条件；
[0016]图3是本专利技术预测的分布式电源曲线；
[0017]图4是本专利技术设置的四种算例19：00的电压比较曲线；
[0018]图5是本专利技术设置的四种算例节点17的电压比较曲线；
[0019]图6是本专利技术设置的四种算例节点32的电压比较曲线。
具体实施方式
[0020]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本专利技术。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本专利技术的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。
[0021]实施例
[0022]图1是本专利技术基于需求响应特征的主动配电网动态电压调节方法流程图。
[0023]在本实施例中，实验条件如图2所示，在节点5处安装光伏组件进行光伏发电，在节点16，27处安装风力发电机进行风力发电，在节点17处安装双储能系统对配电网进行充放电，本专利技术一种基于需求响应特征的主动配电网动态电压调节方法，包括以下步骤：
[0024]S1、建立主动配电网的分布式电源输出功率模型，包括风力发电机的输出功率模型和光伏太阳板的输出功率模型；
[0025]其中，风力发电机的输出功率模型为:
[0026][0027]其中，v
in
,v
rated
和v
out
分别为风机的切入速度，额定速度和切出速度，v
t
是实时风速，是风机的额定功率；
[0028]光伏太阳板的输出功率模型为：
[0029][0030]其中，S
pv
是光伏组件容量，R
t
为t时刻光照强度，R
c
,R
std
分别为辐射点辐射值和标准太阳辐射值。
[0031]在本实施例中，我们以一天24小时为一个调度周期T，采集某地区同期的历史风速和辐射值，分别代入到上述风机和太阳板预测输出模型中，得到该地区24小时风电和光伏功率输出曲线，如图3所示。图3中PV表示安装在节点5的光伏组件的有功功率输出曲线，WT1表示安装在节点16的风力发电机的有功功率输出曲线，WT2表示安装在节点27的风力发电机的有功功率输出曲线。
[0032]S2、为达到电压优化最优效果，建立主动配电网的动态电压调节目标函数；
[0033][0034]其中，T为主动配电网的调度周期，n
d
为主动配电网的节点总数；
[0035]S3、建立主动配电网的双储能充放电模型和基于激励的需求响应模型，以及主动配电网的动态电压调节的约束条件；
[0036]在本实施例中，分布式电源发电量和主电网购电量之和与负荷需求不平衡时则会引起配电网电压的波动。当供大于求的时候则会引起配电网的过电压，当求大于供时会引起配电网欠电压，而电压变化相对于有功功率的变化与线路电阻成正比，无功功率与线路电抗成正比。配电网具有很高的阻抗比，使得有功功率分布成为影响电压降落的主要因素。因此可以选择储能系统充放电调节配电网有功功率，减小配电网负荷峰谷差，减少无功功率在线路和变压器上的损耗，从而达到对配电网电压进行调节。
[0037]配电网过电压时，此刻双储能系统则充当负荷进行充电，消耗过剩的电量，维持配电网系统的电压稳定。当配电网欠电压时，储能系统则充当电源进行放电，维持电网供需平衡。考虑到储能系统的寿命以及下一个工作周期的调度计划，在充放电过程中双储能充放电模型需满足：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于需求响应特征的主动配电网动态电压调节方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、建立主动配电网的分布式电源输出功率模型，包括风力发电机的输出功率模型和光伏太阳板的输出功率模型；(2)、建立主动配电网的动态电压调节目标函数；(3)、建立主动配电网的双储能充放电模型和基于激励的需求响应模型，以及主动配电网的动态电压调节的约束条件；(4)、将步骤(1)
‑
(3)中所建立的模型及约束条件全部写入仿真软件CPLEX；(5)、采集主动配电网同期的历史风速和辐射值，并代入至分布式电源输出功率模型，得到预测功率；将主动配电网当前实际所需功率与预测功率相减得到功率差额；然后根据功率差额启动双储能充放电模型和需求响应模型，并以动态电压调节约束条件求解CPLEX软件中的动态电压调节目标函数，从而得到双储能充放电模型和需求响应模型在调度周期内的调度方案及对应调节后的各节点电压分布值。2.根据权利要求1所述的基于需求响应特征的主动配电网动态电压调节方法，其特征在于，所述风力发电机的输出功率模型为:其中，v
in
,v
rated
和v
out
分别为风机的切入速度，额定速度和切出速度，v
t
是实时风速，是风机的额定功率；所述光伏太阳板的输出功率模型为：其中，S
pv
是光伏组件容量，R
t
为t时刻光照强度，R
c
,R
std
分别为辐射点辐射值和标准太阳辐射值。3.根据权利要求1所述的基于需求响应特征的主动配电网动态电压调节方法，其特征在于，所述动态电压调节目标函数为：其中，T为主动配电网的调度周期，n
d
为主动配电网的节点总数。4.根据权利要求1所述的基于需求响应特征的主动配电网动态电压调节方法，其特征在于，所述双储能充放电模型为：
其中，代表双储能系统充电，取值为0或1；代表双储能系统放电，取值为0或1；SOC
min
≤SOC
t
≤SOC
max
其中，SOC
min
,SOC
max
分别为储能的最小、最大的荷电状态；分别为储能的最小、最大的荷电状态；其中，分别表示t时刻第i个双储能系统的充、放电功率，分别表示t时刻第i个双储能系统的充、放额定功率；其中，表示t时刻第i个双储能系统的电量，η
i,ch
,η
i,dch
分别表示t时刻第i个双储能系统的充、放电效率，分别表示t时刻第i个双储能系统充、放电功率，Δt为时间间隔步长。5.根据权利要求1所述的基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张真源，张萌嘉，黄琦，王鹏，任杰，衣荟衡，胡维昊，易建波，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：