一种基于云边端协同的分布式资源消纳方法技术

本发明专利技术涉及一种基于云边端协同的分布式资源消纳方法，包括：端侧的端设备上送设备信息至边侧的台区融合终端；云端和边侧基于云边协同对台区分布式电源进行优化调度，利用云端和边侧采集的分布式电源运行数据和端侧上送的设备信息计算分布式电源运行调度策略，其中，云端通过配电云主站开展中低压协同的分布式电源协调控制；边侧通过台区融合终端完成以台区为单位的分布式资源自律控制；端侧的端设备执行分布式电源运行调度策略，完成分布式电源消纳。与现有技术相比，本发明专利技术能在保证配电网经济安全运行的条件下，实现分布式资源的最大化消纳。大化消纳。大化消纳。

【技术实现步骤摘要】
一种基于云边端协同的分布式资源消纳方法


[0001]本专利技术涉及电力系统配用电
，尤其是涉及一种基于云边端协同的分布式资源消纳方法。

技术介绍

[0002]在“双碳”目标以及整县光伏建设背景下，以分布式光伏、储能、电动汽车和柔性可控负荷等为代表的可控分布式资源大规模接入配电网，随着分布式新能源快速发展和新型用能设备广泛接入，特别是具有间歇性、随机性等典型特点的分布式光伏发电大规模接入配电网中，带来潮流分布发生改变、分布式光伏发电出力难以就地消纳、功率层层倒送、系统网损增加和节点电压越限等问题，给配电系统的安全经济运行带来影响，迫切需要解决处理好分布式能源清洁发展与配电系统运行安全的关系。
[0003]随着云边端体系构架的配电物联网技术在电力企业示范、应用推广，在配电网台区中大量安装智能融合终端。智能融合终端作为边缘计算，实现对配电台区实时监控、状态监测、故障研判等功能，但是目前对于末端分布式资源的监测和利用还比较薄弱，采用云边端体系构架实现配电台区分布式资源的高效利用，解决分布式高渗透下消纳，对配电网经济安全运行具有重大意义。
[0004]近年来，可再生能源在配电网中的渗透率不断提升，特别是低压配电网中大量用户光伏接入台区，大量的光伏剩余功率在馈线中将形成逆向潮流，引起电压越限；户用光伏接入的随机性和分散性加重了低压三相不平衡；低压线路中的大量光伏剩余功率也会通过公共连接点馈入中压配电网，呈现出明显的不平衡和波动特征。因此，为应对上述问题，如何应用云边端体系构架对配电网中的分布式资源进行消纳，对稳定配电网配用电、提高配电网运行的安全性具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是为了提供一种基于云边端协同的分布式资源消纳方法，在保证配电网运行安全性的前提下，实现分布式资源的最大化消纳。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]一种基于云边端协同的分布式资源消纳方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1)端侧的端设备上送设备信息至边侧的台区融合终端；
[0009]步骤2)云端和边侧基于云边协同对台区分布式电源进行优化调度，利用云端和边侧采集的分布式电源运行数据和端侧上送的设备信息计算分布式电源运行调度策略，其中，云端通过配电云主站开展中低压协同的分布式电源协调控制，实现配电自动化、分布式电源实时监控、源网荷储的优化运行；边侧通过台区融合终端实时监测台区内分布式资源运行状态、负荷变化，实现对台区运行状态感知，实时监测分布式电源并网功率，基于负荷预测和发电预测结果，通过优化计算协调管理分布式电源并离网功率、储能的充放，可控负荷的投切实现台区内区域平衡，完成以台区为单位的分布式资源自律控制；
[0010]步骤3)端侧的端设备执行分布式电源运行调度策略，完成分布式电源消纳。
[0011]所述云端通过配电云主站开展中低压协同的分布式电源协调控制包括以下步骤：
[0012]步骤2
‑1‑
1)配电云主站实时采集配电网实时负荷、分布式电源功率，应用负荷预测模型、分布式发电预测模型，根据预配置的预测单位时段和预测周期预测未来的负荷、发电值；
[0013]步骤2
‑1‑
2)配电云主站实时监测馈线是否发生过负荷或向上级倒送功率，当检测发生过负荷或功率倒送时，配电云主站推出告警，并判定是否启动分布式电源协调控制；
[0014]步骤2
‑1‑
3)当步骤2
‑1‑
2)中判定需要启动分布式电源协调控制，或达到了预配置的控制周期时，配电云主站启动以配电网运行费用最小为目标的运行优化服务，采用粒子算法对第一目标函数寻优，寻优时满足第一优化约束，并输出第一控制变量的最优策略。
[0015]所述第一目标函数为中压配电网运行费用最小，运行费用包括分布式电源发电成本、储能装置运行成本、配电网线损成本、台区联络线功率成本。
[0016]所述第一优化约束包括潮流约束、节点电压约束、支路传输功率约束、可调分布式电源出力约束、可调分布式储能出力约束以及核荷电状态约束、馈线倒送功率约束。
[0017]所述第一控制变量包括可调分布式电源并网功率、可调分布式储能充停电功率、台区与中压配电网连接的联络线功率定值。
[0018]边侧完成以台区为单位的分布式资源自律控制包括以下步骤：
[0019]步骤2
‑2‑
1)台区融合终端实时采集台区各用户、分布式电源的实时运行数据，并应用负荷预测模型、发电预测模型对台区内负荷、发电进行预测，根据预配置的预测单位时段和预测周期预测未来的台区内负荷、发电值；
[0020]步骤2
‑2‑
2)台区融合终端实时采集台区与中压配电网联络点的功率，并判断是否超过步骤2
‑1‑
3)输出的台区与中压配电网连接的联络线功率定值；
[0021]步骤2
‑2‑
3)当步骤2
‑2‑
2)的功率超过台区与中压配电网连接的联络线功率定值，或达到了预配置的控制周期时，启动台区分布式电源优化策略计算，以第二目标函数为优化目标，在满足第二约束条件的前提下，输出第二控制变量的最优策略，实现台区分布式电源自律与消纳。
[0022]所述第二目标函数以台区可调资源最经济运行，即弃光、弃风、切负荷最小为优化目标，其公式如下：
[0023][0024]式中：C
ens
、C
w
、C
pv
分别为切负荷、弃风、弃光的单位成本，ΔP
ens
、ΔP
w
、ΔP
pv
分别为t时刻切负荷、弃风、弃光的总量，c当地的单位电价，P
loss
、P
in
、P
out
分别为台区线损、台区从电网获取功率、台区向电网输送的功率，C
soc
为充电装置充放电运行成本，Δt为预测单位时段，T为调度周期。
[0025]所述第二约束条件包括台区内潮流约束、节点电压约束、线路支路传输功率约束、储能充放电功率约束以及容量约束、可调分布式电源容量约束、功率平衡约束、可中断负荷中断容量以及时间约束。
[0026]所述第二控制变量包括可调分布式电源并网功率、低压开关位置、储能装置充停电功率。
[0027]所述端侧的端设备执行分布式电源运行调度策略具体为：中低压网源分界装置、储能装置、断路器、分布式电源装置接收云端、边侧的调控指令或调控策略，并根据接收到的指令或策略进行并离网、合分、调整功率操作。
[0028]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0029](1)本专利技术在用户产权分界点安装网源分界装置端设备，实现了对分布式电源的可观、可控，以及对分布式电源并离网、并网功率的管控。
[0030](2)本专利技术在边侧以台区最经济运行为目标，即弃风、弃光、切负荷最小，提出台区内可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于云边端协同的分布式资源消纳方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)端侧的端设备上送设备信息至边侧的台区融合终端；步骤2)云端和边侧基于云边协同对台区分布式电源进行优化调度，利用云端和边侧采集的分布式电源运行数据和端侧上送的设备信息计算分布式电源运行调度策略，其中，云端通过配电云主站开展中低压协同的分布式电源协调控制，实现配电自动化、分布式电源实时监控、源网荷储的优化运行；边侧通过台区融合终端实时监测台区内分布式资源运行状态、负荷变化，实现对台区运行状态感知，实时监测分布式电源并网功率，基于负荷预测和发电预测结果，通过优化计算协调管理分布式电源并离网功率、储能的充放，可控负荷的投切实现台区内区域平衡，完成以台区为单位的分布式资源自律控制；步骤3)端侧的端设备执行分布式电源运行调度策略，完成分布式电源消纳。2.根据权利要求1所述的一种基于云边端协同的分布式资源消纳方法，其特征在于，所述云端通过配电云主站开展中低压协同的分布式电源协调控制包括以下步骤：步骤2
‑1‑
1)配电云主站实时采集配电网实时负荷、分布式电源功率，应用负荷预测模型、分布式发电预测模型，根据预配置的预测单位时段和预测周期预测未来的负荷、发电值；步骤2
‑1‑
2)配电云主站实时监测馈线是否发生过负荷或向上级倒送功率，当检测发生过负荷或功率倒送时，配电云主站推出告警，并判定是否启动分布式电源协调控制；步骤2
‑1‑
3)当步骤2
‑1‑
2)中判定需要启动分布式电源协调控制，或达到了预配置的控制周期时，配电云主站启动以配电网运行费用最小为目标的运行优化服务，采用粒子算法对第一目标函数寻优，寻优时满足第一优化约束，并输出第一控制变量的最优策略。3.根据权利要求2所述的一种基于云边端协同的分布式资源消纳方法，其特征在于，所述第一目标函数为中压配电网运行费用最小，运行费用包括分布式电源发电成本、储能装置运行成本、配电网线损成本、台区联络线功率成本。4.根据权利要求2所述的一种基于云边端协同的分布式资源消纳方法，其特征在于，所述第一优化约束包括潮流约束、节点电压约束、支路传输功率约束、可调分布式电源出力约束、可调分布式储能出力约束以及核荷电状态约束、馈线倒送功率约束。5.根据权利要求2所述的一种基于云边端协同的分布式资源消纳方法，其特征在于，所述第一控制变量包括可调分布式电源并网功率、可调分布式储能充停电功率、台区与中压配电网连接的联络线功率定值。6.根据权利要求5所述的一种基于云边端协同的分布式资源消纳方法，其特征在于，边侧完成...

【专利技术属性】
技术研发人员：金立军，蔄晓琨，周刚捷，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：