高渗透率光伏接入的配电网云边端协同能量自平衡方法技术

本发明专利技术公开了电力电子控制技术领域的高渗透率光伏接入的配电网云边端协同能量自平衡方法，包括：收集该台区的台区负荷历史运行曲线、光伏数据和气象信息；基于该台区的台区负荷历史运行曲线、光伏数据和气象信息进行功率预测；将功率预测结果上传至配电云主站；接收配电云主站下发的运行调度指令进行本地的能量优化调度，并将运行调度指令下发给综合调节设备；其中，所述综合调节设备基于调度指令对光伏逆变器和可控储能进行控制并跟踪。本发明专利技术通过高渗透光伏接入下的配电网能量优化管理，实现光伏就地消纳，充分发挥云边端协调调度的优势，实现多层级的调度能力，兼顾全局优化和本地自治，解决高渗透光伏接入引起的功率平衡和电压质量问题。平衡和电压质量问题。平衡和电压质量问题。

【技术实现步骤摘要】
高渗透率光伏接入的配电网云边端协同能量自平衡方法


[0001]本专利技术涉及高渗透率光伏接入的配电网云边端协同能量自平衡方法，属于电力电子控制


技术介绍

[0002]随着高渗透率光伏接入配电网，使得配电网台区消纳光伏出现消纳能力不足、电压抬升等问题，严重制约了分布式光伏的推广和应用。分布式光伏由于单体容量小、接入点数量众多，使得对分布式光伏的协调控制存在巨大挑战。此外，不同型号光伏逆变器的通讯和控制存在差异，使得在客观上对单个光伏逆变器的变得不现实。
[0003]现有的分布式光伏接入配电网的能量优化管理总体有两种情况。一种是无监管模式，只采集营销数据，用于电费结算。该种方式在分布式光伏容量比较小，不足以引起消纳问题和电压问题时，可以不进行运行调度。一种是集中式控制，通过云端方式，力图建立与每一个光伏逆变器的通讯，从而实现每个光伏逆变器的精准控制。该种方式需要的数据量庞大，而且与每个光伏逆变器进行通讯，在实际中可操作性尤为不足，难以推广应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供高渗透率光伏接入的配电网云边端协同能量自平衡方法，可以有效兼顾云边端架构的优越性，并且充分发挥综合调节设备的调节能力，在有限的通讯需求下，在降低设备投资的前提下，最大化光伏就地消纳的能力。
[0005]为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
[0006]第一方面，本专利技术提供了高渗透率光伏接入的配电网云边端协同能量自平衡方法，由台区融合终端执行，包括：
[0007]收集该台区的台区负荷历史运行曲线、光伏数据和气象信息；
[0008]基于该台区的台区负荷历史运行曲线、光伏数据和气象信息进行功率预测；
[0009]将功率预测结果上传至配电云主站；
[0010]接收配电云主站下发的运行调度指令进行本地的能量优化调度，并将运行调度指令下发给综合调节设备；其中，所述综合调节设备基于调度指令对光伏逆变器和可控储能进行控制并跟踪。
[0011]进一步的，所述优化调度信息由配电云主站根据各个台区的运行信息以及线路拓扑信息，进行最优潮流优化后，根据优化目标和运行约束，求解最优潮流模型得到，其中：优化目标包括经济性、光伏就地消纳率和线路损耗；运行约束包括节点电压约束、线路功率约束、台区负载率约束、线路辐射状约束、储能充放电功率约束和台区交互功率运行区间。
[0012]进一步的，所述配电云主站采取日前优化调度和日内滚动优化调度结合的方式，进行不同时间尺度的能量优化管理，其中：日前优化调度中用于确定配电网慢动作设备的调度指令，包括有载调压的档位和配电网开关状态；日内滚动优化用于确定储能的充放电
功率和台区交互功率。
[0013]进一步的，所述台区融合终端通过无线4G、5G或者HPLC方式跟智能电表、线路末端综合调节设备进行通讯。
[0014]进一步的，所述运行调度指令包括运行优化目标和运行优化约束，其中：运行优化目标包括：从主网购电成本最小、光伏就地消纳率最大和三相不平衡度最低；运行优化的约束包括线路电压约束、线路承载力约束、变压器容量约束、综合调节设备调节能力约束、储能充放电约束、线路潮流约束和功率平衡约束。
[0015]进一步的，所述综合调节设备具有包括直流快插接口的标准化接口，通过直流接口与相邻线路上的综合调节设备的互联互通，达到两条低压线路的柔性互联，进行功率和电压的调节；综合调节设备通过LoRa无线方式与区域内光伏逆变器通讯，对分布式光伏进行集群控制。
[0016]进一步的，所述综合调节设备集成AC/DC储能变换模块、智能电抗器、智能电容器三种具有调节的设备，能够根据低压配电线路的电压调节需求，进行灵活选择搭配，实现三相不平衡治理、有功控制、无功控制和光伏限功率/切光伏四种调节手段。
[0017]第二方面，本专利技术提供了一种高渗透率光伏接入的配电网云边端协同能量自平衡系统，包括：
[0018]数据接收模块：用于收集该台区的台区负荷历史运行曲线、光伏数据和气象信息；
[0019]功率预测模块：用于基于该台区的台区负荷历史运行曲线、光伏数据和气象信息进行功率预测；
[0020]数据上传模块：用于将功率预测结果上传至配电云主站；
[0021]运行调度指令接收模块：用于接收配电云主站下发的运行调度指令进行本地的能量优化调度，并将运行调度指令下发给综合调节设备；其中，所述综合调节设备基于调度指令对光伏逆变器和可控储能进行控制并跟踪。
[0022]第三方面，本专利技术提供了一种高渗透率光伏接入的配电网云边端协同能量自平衡装置，包括处理器及存储介质；
[0023]所述存储介质用于存储指令；
[0024]所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据上述任一项所述方法的步骤。
[0025]第四方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。
[0026]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：
[0027]本专利技术提供了一种高渗透率光伏接入的配电网台区云边端协同能量自平衡方法，该方法能够有效发挥云边端协同的优势，既能够兼顾配电网全局的调度优化，又能够充分发挥每个台区的自治调度能力，很好满足高渗透光伏接入的优化调度控制需求。与现有的调度方法有如下两个明显优势：
[0028]1)与现有的云边端架构相比，现有的云边端架构，端侧设备是光伏逆变器，而在实际中，光伏逆变器型号多、控制方式不一样，很难实施。本专利技术所提的云边端架构是针对配电网台区，能够很好解决每个台区的光伏消纳问题，本专利技术的“端”是指综合调节设备的一次部分及可控的光伏逆变器，具有很好的可控性，运行灵活。
[0029]2)本专利技术充分发挥综合调节设备的调节能力和灵活运行方式，无需与每台光伏逆
变器进行通讯，实际可操作性强，仅通过末端的综合调节设备，就可以很好地满足高渗透率光伏接入的优化调度需求。
附图说明
[0030]图1是本专利技术实施例一提供的一种高渗透率光伏接入的配电网台区云边端协同能量自平衡方法的架构图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0032]实施例一：
[0033]本实施例提供了一种高渗透率光伏接入的配电网云边端协同能量自平衡方法，本方法是采用下述技术方案实现的：
[0034]应对高渗透光伏接入配电网台区所引起的光伏消纳问题，云边端具体包括如下：
[0035]1)配电云主站作为“云”：配电云主站负责整个配电网的运行优化调度，根据历史运行信息、各个台区的量测信息、负荷和光伏预测信息、线路拓扑结构信息等数据，进行配电网全局的能量优化调度，并且将优化调度指令下发给各个边端的台区融合终端。
[0036]2)台区融合终端作为“边”：台区融合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高渗透率光伏接入的配电网云边端协同能量自平衡方法，其特征是，由台区融合终端执行，包括：收集该台区的台区负荷历史运行曲线、光伏数据和气象信息；基于该台区的台区负荷历史运行曲线、光伏数据和气象信息进行功率预测；将功率预测结果上传至配电云主站；接收配电云主站下发的运行调度指令进行本地的能量优化调度，并将运行调度指令下发给综合调节设备；其中，所述综合调节设备基于调度指令对光伏逆变器和可控储能进行控制并跟踪。2.根据权利要求1所述的高渗透率光伏接入的配电网云边端协同能量自平衡方法，其特征是，所述优化调度信息由配电云主站根据各个台区的运行信息以及线路拓扑信息，进行最优潮流优化后，根据优化目标和运行约束，求解最优潮流模型得到，其中：优化目标包括经济性、光伏就地消纳率和线路损耗；运行约束包括节点电压约束、线路功率约束、台区负载率约束、线路辐射状约束、储能充放电功率约束和台区交互功率运行区间。3.根据权利要求1所述的高渗透率光伏接入的配电网云边端协同能量自平衡方法，其特征是，所述配电云主站采取日前优化调度和日内滚动优化调度结合的方式，进行不同时间尺度的能量优化管理，其中：日前优化调度中用于确定配电网慢动作设备的调度指令，包括有载调压的档位和配电网开关状态；日内滚动优化用于确定储能的充放电功率和台区交互功率。4.根据权利要求1所述的高渗透率光伏接入的配电网云边端协同能量自平衡方法，其特征是，所述台区融合终端通过无线4G、5G或者HPLC方式跟智能电表、线路末端综合调节设备进行通讯。5.根据权利要求1所述的高渗透率光伏接入的配电网云边端协同能量自平衡方法，其特征是，所述运行调度指令包括运行优化目标和运行优化约束，其中：运行优化目标包括：从主网购电成本最小、光伏就地消纳率最大和三相不平衡度最低；运行优化的约束包括线路电压约...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵景涛，郑舒，丁孝华，黄堃，石春虎，张颖媛，张晓燕，温传新，梁顺，洪涛，周三山，刘贵，
申请(专利权)人：国电南瑞南京控制系统有限公司南瑞智能配电技术有限公司浙江大学，
类型：发明
国别省市：