一种考虑故障恢复的柔性软开关-源储协同规划方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑故障恢复的柔性软开关

【技术实现步骤摘要】
一种考虑故障恢复的柔性软开关
‑
源储协同规划方法


[0001]本专利技术涉及电力系统规划
，尤其涉及一种考虑故障恢复的柔性软开关
‑
源储协同规划方法。

技术介绍

[0002]新型电力系统是以承载实现碳达峰碳中和，贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高质量发展的内在要求为前提，确保能源电力安全为基本前提、以满足经济社会发展电力需求为首要目标、以最大化消纳新能源为主要任务，以坚强智能电网为枢纽平台，以源网荷储互动与多能互补为支撑，具有清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动基本特征的电力系统。
[0003]在以新能源为主体的新型电力系统中，新能源发电、柔性互联装置、储能装置以及柔性负荷的大量接入，将逐步使配电网转变为高比例电力电子化的系统，传统的规划方法的适用性将大大降低。因此，有必要充分考虑源(风光机组，分布式发电机)、网(电力电子变压器，柔性软开关)、荷(需求响应)、储(储能装置)等元件的模型特性和影响，并形成一套电力电子化源网荷储协调规划理论和应用技术，以突破传统规划方法中源网荷被动匹配的技术瓶颈，确保电网具备“荷随源动”或“源荷互动”的能力，提升新能源消纳能力和可再生能源利用率，提升新型电力系统的资源整合能力和社会效益，实现碳减排和可持续发展的目标。
[0004]近年来，随着分布式电源与电动汽车的大规模接入，传统配电网在电能质量方面面临着巨大挑战。分布式能源与负荷的波动性和不确定性，加剧了配电网中馈线功率不平衡、电压越限/波动等问题。然而，配电网原有的调节手段，如基于联络开关的网络重构技术、变压器分接头调压和投切电容器组等，由于其控制区间的不连续性和动作速度的局限性，制约了配电网调控能力的提升。为了克服传统配电网调节手段的不足，基于电力电子变换技术的新型柔性配电装备备受关注。因此，作为能源互联网中重要的电力电子调节装备，柔性软开关具有重要的现实工程意义和广阔的未来发展前景。
[0005]同时，在电网中存在着广泛的不确定因素，这些因素无可避免地给电网的规划和运行工作带来了风险。随着能源的多样化和低碳化趋势，负荷类型也从单一的电力负荷转变为电、气、热等多种类型的负荷。因此，多源负荷的波动性和不确定因素使得电力系统运行中的不确定性因素急剧增加，从而导致系统运行过程中的安全风险不断升高。因此，在柔性软开关
‑
源储协同规划中考虑故障恢复场景，对于电网的可靠性提升具有重要的意义。

技术实现思路

[0006]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0007]鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。
[0008]因此，本专利技术提供了一种考虑故障恢复的柔性软开关
‑
源储协同规划方法，能够解决传统的考虑多种故障的复杂规划模型存在的维数爆炸的问题。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案，一种考虑故障恢复的柔性软开关
‑
源储协同规划方法，包括：
[0010]建立考虑单一故障的柔性开关
‑
源储协同规划模型，以对复杂多类型故障作出解耦；
[0011]根据迭代求解方法，反复调用考虑单一故障的柔性软开关
‑
源储协同规划模型，考虑所有故障情况，实现考虑故障恢复规划求解。
[0012]作为本专利技术所述的一种考虑故障恢复的柔性软开关
‑
源储协同规划方法的一种优选方案，其中：所述考虑单一故障的柔性开关
‑
源储协同规划模型包括，通过柔性软开关、分布式电源、储能的选址和容量作为投资决策变量，考虑各项约束条件，建立故障恢复模型，
[0013]minC＝C
INV
+C
NOR
+C
CON
[0014]其中，minC为模型总成本，C
INV
为投资成本，C
NOR
为电网正常运行成本，C
CON
为故障恢复再调度成本。
[0015]作为本专利技术所述的一种考虑故障恢复的柔性软开关
‑
源储协同规划方法的一种优选方案，其中：所述投资成本包括，
[0016][0017]其中，c
SOP
为柔性软开关,c
DG
为分布式电源,c
ESS
为储能的单位投资成本,为投资量，B为所有节点的集合，B
SOP
为存在柔性软开关，B
DG
为分布式发电机，B
ESS
为储能的节点集合；
[0018]所述电网正常运行成本表示为，
[0019][0020]其中，为分布式电源单位运行功率价格，为储能单位充电功率价格，为储能单位放电功率价格，为分布式电源的有功功率，和为储能的充放电功率，ω
nor
为正常运行的概率，
△
T
t
为时间间隔长度，T为时间步；
[0021]所述故障恢复再调度成本表示为，
[0022][0023]其中为削负荷价格，为分布式电源的调整量，和为分布式储能充放电功率的调整量，为切负荷量，ω
con
为发生故障的概率，k为故障类型，∧为故障数据集；
[0024]作为本专利技术所述的一种考虑故障恢复的柔性软开关
‑
源储协同规划方法的一种优选方案，其中：所述约束条件包括，柔性软开关、分布式发电机及储能的规划决策变量的上下限约束，交流电网运行约束；
[0025][0026][0027][0028]其中为柔性软开关的规划决策投资量，为分布式发电机的规划决策投资量，为储能的规划决策投资量，为柔性软开关的规划决策投资0
‑
1变量，为分布式发电机的规划决策投资0
‑
1变量，为储能的规划决策投资0
‑
1变量，为柔性软开关的规划投资决策变量上下限，柔性软开关的规划投资决策变量上下限，为分布式发电机的规划投资决策变量上下限，为储能的规划投资决策变量上下限。
[0029]作为本专利技术所述的一种考虑故障恢复的柔性软开关
‑
源储协同规划方法的一种优选方案，其中：所述交流电网运行约束包括，交流电网潮流约束，柔性软开关运行约束，鲁棒节点功率平衡约束，分布式电源运行约束，储能运行约束。
[0030]作为本专利技术所述的一种考虑故障恢复的柔性软开关
‑
源储协同规划方法的一种优选方案，其中：所述故障恢复模型及约束包括，故障恢复潮流方程采用线性模型表示电网，应用叠加定理列写故障后的节点注入功率偏差方程及线路功率偏差方程，
[0031]所述节点注入偏差方程为，
[0032][0033][0034]所述线路功率偏差方程为，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑故障恢复的柔性软开关
‑
源储协同规划方法，其特征在于：包括，建立考虑单一故障的柔性开关
‑
源储协同规划模型，以对复杂多类型故障作出解耦；根据迭代求解方法，反复调用考虑单一故障的柔性软开关
‑
源储协同规划模型，实现考虑故障恢复规划求解。2.如权利要求1所述的一种考虑故障恢复的柔性软开关
‑
源储协同规划方法，其特征在于：所述考虑单一故障的柔性开关
‑
源储协同规划模型包括，通过柔性软开关、分布式电源、储能的选址和容量作为投资决策变量，考虑各项约束条件，建立目标函数，minC
INV
+C
NOR
+C
CON
其中，C
INV
为投资成本，C
NOR
为电网正常运行成本，C
CON
为故障恢复再调度成本。3.如权利要求2所述的一种考虑故障恢复的柔性软开关
‑
源储协同规划方法，其特征在于：所述投资成本包括，其中，c
SOP
为柔性软开关,c
DG
为分布式电源,c
ESS
为储能的单位投资成本,为柔性软开关投资量，为分布式能源投资量，为储能的单位投资量，B为所有节点的集合，B
SOP
为存在柔性软开关的节点集合，B
DG
为存在分布式发电机的节点集合，B
ESS
为储能的节点集合；所述电网正常运行成本表示为，其中，为分布式电源单位运行功率价格，为储能单位充电功率价格，为储能单位放电功率价格，为分布式电源的有功功率，和为储能的充放电功率，ω
nor
为正常运行的概率，
△
T
t
为时间间隔长度，T为时间步；所述故障恢复再调度成本表示为，其中为削负荷价格，为分布式电源的调整量，和为分布式储能充放电功率的调整量，为切负荷量，ω
con
为发生故障的概率，k为故障类型，∧为故障数据集。4.如权利要求3所述的一种考虑故障恢复的柔性软开关
‑
源储协同规划方法，其特征在于：所述约束条件包括，柔性软开关、分布式发电机及储能的规划决策变量的上下限约束，交流电网运行约束，故障恢复模型及约束；所述柔性软开关、分布式发电机及储能的规划决策变量的上下限约束表示为，所述柔性软开关、分布式发电机及储能的规划决策变量的上下限约束表示为，
其中为柔性软开关的规划决策投资量，S
iDG，inv
为分布式发电机的规划决策投资量，E
iESS,inv
为储能的规划决策投资量，为柔性软开关的规划决策投资0
‑
1变量，z
iDG
为分布式发电机的规划决策投资0
‑
1变量，为储能的规划决策投资0
‑
1变量，为柔性软开关的规划投资决策变量上下限，为分布式发电机的规划投资决策变量上下限，为储能的规划投资决策变量上下限。5.如权利要求4所述的一种考虑故障恢复的柔性软开关
‑
源储协同规划方法，其特征在于：所述交流电网运行约束包括，交流电网潮流约束，柔性软开关运行约束，鲁棒节点功率平衡约束，分布式电源运行约束，储能运行约束。6.如权利要求5所述的一种考虑故障恢复的柔性软开关
‑
源储协同规划方法，其特征在于：所述故障恢复模型及约束包括，故障恢复潮流方程采用线性模型表示电网，应用叠加定理列写故障后的节点注入功率偏差方程及线路功率偏差方程；所述节点注入偏差方程为，所述节点注入偏差方程为，所述线路功率偏差方程为，(ΔU
j
)2＝(ΔU
i
)2‑
2(r
ij
ΔP
ij
+x
ij
ΔQ
ij
)(U1)2＝(U
ref
)2其中，ΔP
jk
和ΔQ
jk
分别为从j节点流向k节点的有功偏差功率和无功偏差功率，ΔP
ij
和ΔQ
ij
分别为从j节点流向k节点的有功偏差功率和无功偏差功率，ΔP
in
和ΔQ
in
为注入节点i的有功偏差功率和无功偏差功率，ΔU
i
为线路首端电压，ΔU
j
为线路末端电压；所述约束条件为，故障恢复鲁棒节点功率约束及静态频率特...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁楠，李钰刚，杨政校，王磊，范俊秋，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：