一种光储系统鲁棒聚合方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种光储系统鲁棒聚合方法和系统。包括：根据光储系统中光伏设备的有功和无功功率，构建光伏设备灵活性鲁棒模型；根据光储系统中储能设备的有功、无功功率和能量，构建储能设备灵活性鲁棒模型；根据光储系统中节点注入有功和无功功率，构建网络潮流模型；根据光伏设备灵活性鲁棒模型、储能设备灵活性鲁棒模型和网络潮流模型中的约束条件，分别构建光伏设备灵活性鲁棒聚合模型和储能设备灵活性鲁棒聚合模型；融合光伏设备灵活性鲁棒聚合模型和储能设备灵活性鲁棒聚合模型，得到光储系统灵活性鲁棒模型。能够实现大规模光储系统的灵活性聚合，为电网调度提供参考基准，兼顾了鲁棒性与最大化灵活性范围，在实际应用中具有较大价值。应用中具有较大价值。应用中具有较大价值。

【技术实现步骤摘要】
一种光储系统鲁棒聚合方法和系统


[0001]本专利技术涉及电网运行控制
，特别涉及一种光储系统鲁棒聚合方法和系统。

技术介绍

[0002]大规模光伏储能系统中主要包含特性差异较大的光伏和储能两类设备。光伏设备不存在能量约束的限制，但是具有一定不确定性；储能设备有能量约束的限制。为了实现大规模光储系统的灵活性聚合，需要充分考虑光伏设备、储能设备聚合可行性。二者的特性给大规模光储系统灵活性聚合带来了较大困难。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，专利技术人做出本专利技术，通过具体实施方式，提供一种光储系统鲁棒聚合方法和系统。
[0004]第一方面，本专利技术实施例提供一种光储系统鲁棒聚合方法，包括以下步骤：
[0005]根据光储系统中光伏设备的有功和无功功率，构建光伏设备灵活性鲁棒模型；
[0006]根据光储系统中储能设备的有功、无功功率和能量，构建储能设备灵活性鲁棒模型；
[0007]根据光储系统中节点注入有功和无功功率，构建网络潮流模型；
[0008]根据所述光伏设备灵活性鲁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光储系统鲁棒聚合方法，其特征在于，包括以下步骤：根据光储系统中光伏设备的有功和无功功率，构建光伏设备灵活性鲁棒模型；根据光储系统中储能设备的有功、无功功率和能量，构建储能设备灵活性鲁棒模型；根据光储系统中节点注入有功和无功功率，构建网络潮流模型；根据所述光伏设备灵活性鲁棒模型、储能设备灵活性鲁棒模型和网络潮流模型中的约束条件，分别构建光伏设备灵活性鲁棒聚合模型和储能设备灵活性鲁棒聚合模型；融合所述光伏设备灵活性鲁棒聚合模型和储能设备灵活性鲁棒聚合模型，得到光储系统灵活性鲁棒模型。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据光储系统中光伏设备的有功和无功功率，构建光伏设备灵活性鲁棒模型，包括以下步骤：构建光伏设备的灵活性鲁棒模型为构建光伏设备的灵活性鲁棒模型为构建光伏设备的灵活性鲁棒模型为构建光伏设备的灵活性鲁棒模型为构建光伏设备的灵活性鲁棒模型为其中，和分别表示第i个光伏设备在t时刻输出的有功和无功功率；和分别表示第i个光伏设备输出的有功功率最大值和最小值；和分别表示第i个光伏设备输出的无功功率最大值和最小值；表示第i个光伏设备在t时刻输出的有功功率预测值；表示第i个光伏设备在t时刻输出的有功功率的预测误差；和分别表示第i个光伏设备输出的有功功率的预测误差最大值和最小值；表示第i个光伏设备输出的功率容量最大值；将式所述的二次约束表示为如下形式的一组线性约束：其中，n'表示近似多边形的边数，k'＝1,2,
…
,n'。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据光储系统中储能设备的有功、无功功率和能量，构建储能设备灵活性鲁棒模型，包括以下步骤：构建储能设备的灵活性模型
其中，和分别表示第i个储能设备在t时刻输出的有功和无功功率；和分别表示第i个储能设备输出的有功功率最大值和最小值；和分别表示第i个储能设备输出的无功功率最大值和最小值；表示第i个储能设备在t时刻的能量；表示第i个储能设备的初始能量；τ表示0到t的任一时刻，表示第i个储能设备在τ时刻输出的有功功率，表示在τ时刻储能设备在光储系统的输出功率；Δt表示相邻两个时刻的时间间隔；和分别表示第i个储能设备在t时刻的能量最大值和最小值；表示第i个储能设备输出的功率容量最大值；将所述的二次约束表示为如下形式的一组线性约束：其中，n”表示近似多边形的边数，k”＝1,2,
…
,n”。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据光储系统中节点注入有功和无功功率，构建网络潮流模型，包括以下步骤：定义节点注入有功功率和无功功率如下：定义节点注入有功功率和无功功率如下：其中，和分别表示节点n处在t时刻注入的有功和无功功率；和分别表示与节点n直接连接的光伏和储能设备的编号所组成的集合；网络的节点电压幅值和支路有功、无功可以分别用线性形式表达如下：
其中，表示节点n处在t时刻的电压幅值；表示由各个节点在t时刻的电压幅值所构成的向量；和分别表示由节点m到节点n的支路在t时刻的有功功率和无功功率；和分别表示由各支路在t时刻的有功功率和无功功率所构成的向量；和分别表示节点n处的电压幅值最大值和最小值；表示由节点m到节点n的支路容量最大值；和分别表示各个节点在t时刻注入的有功和无功功率所构成的向量；M
V
，M
P
，M
Q
，N
V
，N
P
，N
Q
表示与网络参数相关的常数矩阵，b
V
，b
P
，b
Q
表示与网络参数相关的常数向量；将所述的二次约束近似为如下形式的一组线性约束：其中，n”'表示近似多边形的边数，k”'＝1,2,
…
,n”'。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述光伏设备灵活性鲁棒模型、储能设备灵活性鲁棒模型和网络潮流模型中的约束条件，构建光伏设备灵活性鲁棒聚合模型，包括以下步骤：将所述光伏设备灵活性鲁棒模型、储能设备灵活性鲁棒模型和网络潮流模型中的约束条件整合为如下矩阵约束的形式其中，和分别表示在t时刻由各个光伏和储能设备输出有功功率所构成的向量；表示在t时刻由各个设备输出无功功率所构成的向量；表示由各个光伏设备在t时刻输出的有功功率的预测误差所构成的向量；向量表示d
t
为的函数，A、B、C为常数矩阵；将所对应的变量约束条件整合为如下矩阵形式：其中，表示第i个光伏设备在t时刻输出的有功功率；和分别表示第i个光伏设备输出的有功功率最大值和最小值；p
PV,max
和p
PV,min
分别表示各个光伏设备输出的
有功功率最大值和最小值所构成的向量；表示在t时刻由各个光伏设备输出有功功率所构成的向量将所对应的变量约束条件整合为如下矩阵形式：其中，和分别表示第i个光伏设备输出的有功功率的预测误差最大值和最小值，表示第i个光伏设备在t时刻输出的有功功率的预测误差，e
PV,max
和e
PV,min
分别表示各个光伏设备输出的有功功率的预测误差最大值和最小值所构成的向量，表示由各个光伏设备在t时刻输出的有功功率的预测误差所构成的向量；将所对应的约束条件整合为如下矩阵形式：其中，和分别表示第i个储能设备输出的有功功率最大值和最小值，表示第i个储能设备在t时刻输出的有功功率，p
ES,max
和p
ES,min
分别表示各个储能设备输出的有功功率最大值和最小值所构成的向量；基于鲁棒方法，将中的光伏约束条件进行拆分，记为其中，运算符(
·
)
i
表示向量的第i个元素；上式中不等式右侧表示在满足和的条件下，求解的最小值；求解对应的鲁棒优化问题，将结果记为其中，f
PV
为常数向量；基于鲁棒方法，将的储能约束条件进行拆分，记为其中，运算符(
·
)
i
表示向量的第i个元素；上式中不等式右侧表示在满足和的条件下，求解
的最小值；求解对应的鲁棒优化问题，将结果记为其中，f
ES
为常数向量；将光伏设备在光储系统的输出功率记为：其中，表示在t时刻光伏设备在光储系统的输出功率；w
PV
和u
PV
分别表示常数向量和常数，表示在t时刻由各个光伏设备输出有功功率所构成的向量；求解如下优化问题，计算各时刻光伏设备在光储系统的最大与最小输出功率：求解如下优化问题，计算各时刻光伏设备在光储系统的最大与最小输出功率：其中，和分别表示在t时刻光伏设备在光储系统的最大与最小输出功率；光伏设备的灵活性鲁棒聚合模型如下所示：其中，表示在t时刻光伏设备在光储系统的输出功率。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述光伏设备灵活性鲁棒模型、储能设备灵活性鲁棒模型和网络潮流模型中的约束条件，构建储能设备灵活性鲁棒聚合模型，包括以下步骤：将储能设备在光储系统的输出功率记为：其中，表示在t时刻储能设备在光储系统的输出功率；w
ES
和u
ES
分别表示常数向量和常数，表示在t时刻由各个光伏和储能设备输出有功功率所构成的向量；求解下列两阶段鲁棒优化问题，计算各时刻储能设备在光储系统的最大与最小输出功率：
其中，和分别表示在t时刻储能设备在光储系统的最大与最小输出功率；和分别表示在t时刻储能设备在光储系统的最大和最小能量；表示在t时刻储能设备在光储系统的输出功率，表示在t时刻由各个光伏设备输出有功功率所构成的向量；表示在t时刻由各个设备输出无功功率所构成的向量；表示在t时刻光伏设备在光储系统的输出功率，w
ES
和u
ES
分别表示常数向量和常数，表示在t时刻由各个光伏和储能设备输出有功功率所构成的向量；表示在t时刻由各个设备输出无功功率所构成的向量，B、C为常数矩阵，f
ES
为常数向量，表示第i个储能设备的初始能量，τ表示0到t的任一时刻，表示第i个储能设备在τ时刻输出的有功功率，表示第i个储能设备在t时刻的能量；和分别表示第i个储能设备在t时刻的能量最大值和最小值；Δt表示两个时间点之间的时间间隔；表示由各个时间点所构成的集合；储能设备的灵活性鲁棒聚合模型如下所示：储能设备的灵活性鲁棒聚合模型如下所示：其中，和分别表示在t时刻储能设备在光储系统的最大与最小输出功率，表示在t时刻储能设备在光储系统的输出功率，和e
tES,0
分别表示在t时刻储能设备在光储系统的最大和最小能量，τ表示0到t的任一时刻，表示在τ时刻储能设备在光
储系统的输出功率，Δt表示两个时间点之间的时间间隔。7.如权利要求1至6任一所述的方法，其特征在于，融合所述光伏设备灵活性鲁棒聚合模型和储能设备灵活性鲁棒聚合模型，得到光储系统灵活性鲁棒模型，包括以下步骤：融合所述光伏设备灵活性鲁棒聚合模型和储能设备灵活性鲁棒聚合模型，得到大规模光储系统的灵活性鲁棒模型如下所示：其中，表示在t时刻大规模光储系统输出的有功功率；p0表示各个时刻大规模光储系统输出的有功功率构成的向量；表示在t时刻光伏设备在光储系统的输出功率；表示在t时刻储能设备在光储系统的输出功率；和分别表示在t时刻光伏设备在光储系统的最大与最小输出功率；和分别表示在t时刻储能设备在光储系统的最大与最小输出功率；τ表示0到t的任一时刻，表示在τ时刻储能设备在光储系统的输出功率；和e
tES,0
分别表示在t时刻储能设备在光储系统的最大和最小能量，表示由各个时间点所构成的集合，表示大规模光储系统灵活性范围。8.一种光储系统鲁棒聚合系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王巍，刘春晓，苏寅生，袁泉，李豹，吴文传，王思远，马骞，王子强，蔺晨晖，王彬，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：