一种分布式柔性资源协调控制方法技术

本发明专利技术公开了一种分布式柔性资源协调控制方法，边端采集乡村供用能系统的数据；建立柔性负荷及灵活性资源出力聚合模型；以配变和线路是否重过载，判断边端是否自治；若边端自治，以配变经济运行为优化目标，确定柔性负荷及灵活性资源出力调控量；若边端无法自治，云层协调各边端的交换功率，再以配变经济运行为优化目标，确定柔性负荷及灵活性资源出力调控量；判断实际量与调控量之差是否在误差允许范围内；若相对误差在允许的范围内，则输出边端调控指令。本发明专利技术满足乡村供用能系统的供需平衡的前提下，以配变经济运行为优化目标，有效提升乡村供用能系统边端自治能力和运行经济性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式柔性资源协调控制方法


[0001]本专利技术涉及用电调控
，具体为一种分布式柔性资源协调控制方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着城镇化建设和乡村用电需求的增长，乡村配电网在不断地改造和扩建，大量分布式电源、储能装置、柔性负荷接入乡村配电网并网运行，使得源随荷动的传统乡村配电网系统转变为源网荷储多级协调的乡村供用能系统。这种转变对乡村供用能系统的全面精准感知、广域数据传输以及实时处理分析能力提出了更高要求。然而，传统配电网云中心集中处理数据的方法易产生时延高、效率低及实时处理数据的能力不足等问题。因此，研究如何提升乡村供用能系统对分布式源、荷、储资源实时感知与精准调控的能力具有重要意义。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：本专利技术一种分布式柔性资源协调控制方法，包括以下步骤，步骤1、边端采集乡村供用能系统的数据；步骤2、建立柔性负荷及灵活性资源出力聚合模型;步骤3、以配变和线路是否重过载，判断边端是否自治；若边端自治，以配变经济运行为优化目标，确定柔性负荷及灵活性资源出力调控量；若边端无法自治，云层协调各边端的交换功率，再以配变经济运行为优化目标，确定柔性负荷及灵活性资源出力调控量；步骤4、判断实际量与调控量之差是否在误差允许范围内；步骤5、若相对误差在允许的范围内，则输出边端调控指令；若相对误差不在误差允许的范围内，则重复步骤3至步骤4，直至相对误差在允许的范围内，最终输出边端调控指令。
[0004]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述的乡村供用能系统包括光伏发电设备、储能设备、水力发电机设备、沼气发电机设备以及地源热设备。
[0005]具体地，所述柔性负荷及灵活性资源出力聚合模型包括光伏发电模型、电化学储能模型、小水电模型、沼气发电模型和地源热泵模型。
[0006]作为本专利技术的一种优选技术方案，判断配变是否重过载的方法是：配变重过载时系统的临界功率P
CP
表达式为：式中，n为边端内配变台数，S
Nj
为第j台配变的额定容量，P
PV
为光伏阵列的输出功率，P
BAT
为电池储能输出功率，P
W
为小水电输出功率，P
BGS
为沼气发电输出功率，P
F
为柔性负荷
功率，P
L
为其他负荷功率；若临界功率P
CP
≥0，则配变未发生重过载，边端可以实现自治，若临界功率P
CP
<0，则配变发生重过载，边端无法实现自治。
[0007]作为本专利技术的一种优选技术方案，判断线路是否重过载的方法是：线路重过载时线路电流的临界电流I
CP
表达式为：式中，I
N
为线路的额定电流大小，I为线路流过的电流大小；若临界电流I
CP
≥0，则线路未发生重过载，边端可以实现自治；若临界电流I
CP
<0，则线路发生重过载，边端无法实现自治。
[0008]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤3中，若由配变重过载导致某一边端无法自治，表示该边端出现了功率缺额，可以通过云层协调其他边端向该边端输送功率，实现该边端的自治，为保证无法自治的边端实现自治且能够经济运行，输送功率P
ST
的取值为：式中，k1为结合其他各边端实际的运行状况而设置的裕度系数，其范围为0≤k1≤0.8。
[0009]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述步骤3中，若由线路重过载导致某一边端无法自治，表示该边端出现了功率缺额，可以通过云层协调其他边端向该边端输送功率，实现该边端的自治，为保证无法自治的边端实现自治且能够经济运行，输送功率P
SI
的取值为：式中，k2为结合其他各边端实际的运行状况而设置的裕度系数，其范围为0≤k2≤0.8，U
N
为线路的额定电压。
[0010]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述的步骤4中判断调控量与实际量的相对误差是否在允许的范围内，误差允许的范围为：式中，P
r
为实际量，P
o
为调控量，δ为调控量与实际量的相对误差。
[0011]本专利技术还提供一种用于实现分布式柔性资源协调控制方法的装置，所述装置存储执行分布式柔性资源协调控制方法的计算机程序指令。
[0012]本专利技术的有益效果是：提出的乡村供用能边端自治方法能够针对灵活性资源出力及柔性负荷的波动实时调整边端调控指令，在满足乡村供用能系统的供需平衡的前提下，以配变经济运行为优化目标，有效提升乡村供用能系统边端自治能力和运行经济性。
附图说明
[0013]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术的步骤流程图。
具体实施方式
[0014]以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0015]如图1所示，本专利技术一种分布式柔性资源协调控制方法，包括以下几个步骤步骤1、边端采集乡村供用能系统的数据；即对边端内乡村供用能系统的负荷功率数据，配变负载率数据以及供用能设备的功率数据进行采集；步骤2、建立边端内乡村供用能系统的柔性负荷及灵活性资源出力的聚合模型；步骤3、以配变和线路是否重过载，判断边端是否自治；若边端自治，以配变经济运行为优化目标，确定柔性负荷及灵活性资源出力调控量；若边端无法自治，云层协调各边端的交换功率，再以配变经济运行为优化目标，确定柔性负荷及灵活性资源出力调控量；步骤4、判断实际量与调控量之差是否在误差允许范围内；步骤5、若相对误差在允许的范围内，则输出边端调控指令；若相对误差不在误差允许的范围内，则重复步骤3至步骤4，直至相对误差在允许的范围内，最终输出边端调控指令。
[0016]所述的供用能设备包括光伏发电设备、储能设备、水力发电机设备、沼气发电机设备以及地源热设备。
[0017]建立柔性负荷及灵活性资源出力聚合模型的方法是：针对光伏发电设备的光伏发电模型，由于光伏出力具有随机性与不确定性，光伏在每个时段的输出均是非负的且在理论的最大功率限制范围内，光伏发电约束条件为：式中，P
PV
(t)为光伏发电设备t时刻输出功率；P
PVmax
为光伏发电设备输出功率最大值。
[0018]针对储能设备的电化学储能模型，电储能(energy storage，ES)系统采用简化电池模型，在其参与系统运行过程中满足如下条件：其运行约束条件为：式中，E
ES
(t)为t时刻ES存储能量；E
ES
(t
‑
1)为t
‑
1时刻ES存储能量；P
ecES
(t)为t时刻
电储能充电功率；SOC...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式柔性资源协调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、边端采集乡村供用能系统的数据；步骤2、建立柔性负荷及灵活性资源出力聚合模型；步骤3、以配变和线路是否重过载，判断边端是否自治；若边端自治，以配变经济运行为优化目标，确定柔性负荷及灵活性资源出力调控量；若边端无法自治，云层协调各边端的交换功率，再以配变经济运行为优化目标，确定柔性负荷及灵活性资源出力调控量；步骤4、判断实际量与调控量之差是否在误差允许范围内；步骤5、若相对误差在允许的范围内，则输出边端调控指令；若相对误差不在误差允许的范围内，则重复步骤3至步骤4，直至相对误差在允许的范围内，最终输出边端调控指令。2.根据权利要求1所述的一种分布式柔性资源协调控制方法，其特征在于，所述的乡村供用能系统包括光伏发电设备、储能设备、水力发电机设备、沼气发电机设备。3.根据权利要求1所述的一种分布式柔性资源协调控制方法，其特征在于，所述柔性负荷及灵活性资源出力聚合模型包括光伏发电模型、电化学储能模型、小水电模型、沼气发电模型和地源热泵模型。4.根据权利要求1所述的一种分布式柔性资源协调控制方法，其特征在于，判断配变是否重过载的方法是：配变重过载时系统的临界功率P
CP
表达式为：其中式中，n为边端内配变台数，S
Nj
为第j台配变的额定容量，P
PV
为光伏阵列的输出功率，P
BAT
为电池储能输出功率，P
W
为小水电输出功率，P
BGS
为沼气发电输出功率，P
F
为柔性负荷功率，P
L
为其他负荷功率；若临界功率P
CP
≥0，则配变未发生重过载，边端可以实现自治，若临界功率P
CP
<0，则配变发生重过载，边端无法实现自治。5.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊俊杰，张新鹤，何桂雄，饶臻，钟鸣，刘铠诚，王松岑，陈洪银，何伟，贾晓强，郭毅，芋耀贤，
申请(专利权)人：国家电网有限公司中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：