一种光伏消纳和农网改造的光伏电站群控群调方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种涉及光伏消纳和农网改造的光伏电站群控群调方法，以光伏电站投资安装成本、运行环境成本、购电年费成本、运维成本、农网损耗费用、光伏消纳能力为目标函数建立模型，为了实现农网系统改造成本最低并提高光伏消纳率，使光伏电站在稳定运行的同时使经济性得到了进一步优化，并采用一种绿毛龟算法对优化模型进行求解，该算法在求解过程中能够增加解的多样性，避免在求解过程中陷入局部最优解，从而提高计算均衡配置结果的高速性与准确性，在具有全局搜索能力的基础上达到比传统寻优方法更优的效果。寻优方法更优的效果。寻优方法更优的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏消纳和农网改造的光伏电站群控群调方法及装置


[0001]本专利技术涉及可再生能源系统经济调度
，尤其涉及一种光伏消纳和农网改造的光伏电站群控群调方法及装置。

技术介绍

[0002]化石能源被开发和利用的同时带来了严重的环境问题，例如温室效应、全球变暖、大气污染等，科学技术的进步使得可再生能源得到迅猛发展，分布式光伏发电因其清洁、高效、可灵活安装及投资较小等特点，成为一种受广泛关注的新型发电模式，分布式光伏发电可充分利用太阳能资源进行发电，得到了国家的大力支持，使得分布式光伏发电技术应用成为可再生能源利用的主要方式之一，因此如何在光伏发电大环境下进行合理且寻优的优化调度成为了当前能源电力行业发展的重点，光伏电站系统结构模型复杂、优化变量较多、表达式较复杂，优化调度模型的求解是一个非线性问题因此提出新方法、建立一种涉及光伏消纳和农网改造的县域光伏电站群控群调方法，对分布式光伏发电的经济调度具有更充分的实际意义。

技术实现思路

[0003]为了优化分布式光伏发电的经济调度，本专利技术提供了提供一种涉及光伏消纳和农网改造的光伏电站群控群调方法。
[0004]本专利技术具体技术方案如下：一种光伏消纳和农网改造的光伏电站群控群调方法，包括以下步骤：
[0005]S1：分别建立光伏消纳能力和农网改造的县域光伏电站的目标函数；
[0006]S2：建立目标函数约束条件；
[0007]S3：将S1中的目标函数和S2中的约束条件带入一种群控群调方法中，求解目标函数最优解。/>[0008]优选的，所述S1中，农网改造的县域光伏电站的目标函数表达式为：
[0009]min D
tol
＝λ1D
PV
+λ2D
hj
+λ3D
gou
+λ4D
yun
+λ5D
nwsh
[0010]式中：λ为货币贬值系数；D
tol
为光伏电站总成本；D
PV
为分布式光伏电站投资安装成本；D
hj
为运行环境成本；D
gou
为购电年费成本；D
yun
为光伏电站的运维成本；D
nwsh
为农网损耗费用。
[0011]其中所述分布式光伏电站投资安装成本表达式为：
[0012][0013]式中：n为光伏电站接入农网的节点个数；为光伏电站的功率因数；S
PVi
为i节点光伏电站安装容量；z为固定年利率；n
PV
为光伏电站的投资回收期；D
PVe
为光伏电站的投资成本；D
PVk
为光伏电站的安装成本；
[0014]所述运行环境成本表达式为：
[0015]D
hj
＝β(P
nwsh
+P
w
‑
P
PV
)
[0016]所述购电年费成本表达式为：
[0017]D
gou
＝D
e
(P
nwsh
+P
W
‑
P
PV
)
[0018]式中：β为单位功率流入农网生成二氧化碳时的运行成本，单位：元/kWh，D
e
为单位电价，单位：元/kWh，P
nwsh
为农网网损，P
w
为农网用户用电量，P
PV
为农网中光伏电站的年发电量；
[0019]所述光伏电站运维成本表达式为：
[0020][0021]式中：T
max
为光伏电站的最大发电小时数；D
PVr
为光伏电站单位电量的运维成本；
[0022]所述农网损耗费用表达式为：
[0023][0024]式中：L为线路j的总长度，R
j
为线路j的电阻，为负荷功率因数，P
j
为线路j流通的有功功率，U
N
为线路的额定电压，τ
jmax
为线路j的年最大负荷损耗小时数；
[0025]光伏电站容量与光伏发电量的关系表达式为：
[0026]I
PV
＝γWt
[0027]式中：I
PV
为光伏发电量，γ为折算光照效率，W为光伏电站容量；t为1d的光照时间。
[0028]优选的，所述S1中，光伏消纳能力的表达式为：
[0029][0030][0031]式中：{N
Z
}为系统中所有节点构成的集合，P
ij
、Q
ij
分别为i、j支路上流过的有功功率和无功功率，U
i
为节点i的电压值，R
ij
为节点i和j的线路电阻值；
[0032]则光伏消纳能力的目标函数表达式为：
[0033]max f＝O1f1‑
O2f2[0034]式中：O1、O2为性能系数，且O1+O2＝1，0≤O1、O2≤1。
[0035]优选的，所述S2中，目标函数约束条件的表达式为：
[0036][0037]式中：P
i
、P
i+1
和Q
i
、Q
i+1
分别为流过节点i和节点i+1的有功功率和无功功率；P
PVi
、P
Ii
分别为节点i处分布式光伏电源的有功功率及负荷功率；Q
Ii
为节点i的负荷无功功率；R
i
、R
i+1
和X
i
、X
i+1
分别为节点i+1与节点i之间及节点i与节点i+1之间的线路电阻与电抗；U
i
‑1和U
i+1
分别为节点i
‑
1及节点i+1的电压值；
[0038]优选的，所述U
i
的取值范围通过节点电压偏差约束表达式表示为：
[0039]U
N
(1
‑
σ1)≤U
i
≤U
N
(1+σ2)
[0040]式中：U
N
为系统的标称电压；且σ1、σ2为国标规定的允许电压偏差率；
[0041]所述线路允许功率的上限约束表达式为：
[0042]S
l,i
≤S
l,imax
,i＝1,2,L,N
l
[0043]式中：S
l,i
、S
l,imax
分别为第i条支路的功率及线路允许功率的上限；
[0044]其中，
[0045]所述光伏发电容量的取值范围通过光伏发电容量约束表达式表示为：
[0046]0≤S
PV,i
≤S
PV,max
[0047本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏消纳和农网改造的光伏电站群控群调方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：分别建立光伏消纳能力和农网改造的县域光伏电站的目标函数；S2：建立目标函数约束条件；S3：将S1中的目标函数和S2中的约束条件带入一种群控群调方法中，求解目标函数最优解。2.根据权利要求1所述的一种光伏消纳和农网改造的光伏电站群控群调方法，其特征在于，所述S1中，农网改造的县域光伏电站的目标函数表达式为：min D
tol
＝λ1D
PV
+λ2D
hj
+λ3D
gou
+λ4D
yun
+λ5D
nwsh
式中：λ为货币贬值系数；D
tol
为光伏电站总成本；D
PV
为分布式光伏电站投资安装成本；D
hj
为运行环境成本；D
gou
为购电年费成本；D
yun
为光伏电站的运维成本；D
nwsh
为农网损耗费用。其中所述分布式光伏电站投资安装成本表达式为：式中：n为光伏电站接入农网的节点个数；为光伏电站的功率因数；S
PVi
为i节点光伏电站安装容量；z为固定年利率；n
PV
为光伏电站的投资回收期；D
PVe
为光伏电站的投资成本；D
PVk
为光伏电站的安装成本；所述运行环境成本表达式为：D
hj
＝β(P
nwsh
+P
w
‑
P
PV
)所述购电年费成本表达式为：D
gou
＝D
e
(P
nwsh
+P
W
‑
P
PV
)式中：β为单位功率流入农网生成二氧化碳时的运行成本，单位：元/kWh，D
e
为单位电价，单位：元/kWh，P
nwsh
为农网网损，P
w
为农网用户用电量，P
PV
为农网中光伏电站的年发电量；所述光伏电站运维成本表达式为：式中：T
max
为光伏电站的最大发电小时数；D
PVr
为光伏电站单位电量的运维成本；所述农网损耗费用表达式为：式中：L为线路j的总长度，R
j
为线路j的电阻，为负荷功率因数，P
j
为线路j流通的有功功率，U
N
为线路的额定电压，τ
jmax
为线路j的年最大负荷损耗小时数；光伏电站容量与光伏发电量的关系表达式为：I
PV
＝γWt式中：I
PV
为光伏发电量，γ为折算光照效率，W为光伏电站容量；t为1d的光照时间。3.根据权利要求1所述的一种光伏消纳和农网改造的光伏电站群控群调方法，其特征
在于，所述S1中，光伏消纳能力的表达式为：在于，所述S1中，光伏消纳能力的表达式为：式中：{N
Z
}为系统中所有节点构成的集合，P
ij
、Q
ij
分别为i、j支路上流过的有功功率和无功功率，U
i
为节点i的电压值，R
ij
为节点i和j的线路电阻值；则光伏消纳能力的目标函数表达式为：max f＝O1f1‑
O2f2式中：O1、O2为性能系数，且O1+O2＝1，0≤O1、O2≤1。4.根据权利要求1所述的一种光伏消纳和农网改造的光伏电站群控群调方法，其特征在于，所述S2中，目标函数约束条件的表达式为：式中：P
i
、P
i+1
和Q
i
、Q
i+1
分别为流过节点i和节点i+1的有功功率和无功功率；P
PVi
、P
Ii
分别为节点i处分布式光伏电源的有功功率及负荷功率；Q
Ii
为节点i的负荷无功功率；R
i
、R
i+1
和X
i
、X
i+1
分别为节点i+1与节点i之间及节点i与节点i+1之间的线路电阻与电抗；U
i
‑1和U
i+1
分别为节点i
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：王雪莹，高源，屈波，石长军，龙宣辰，李东明，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：