一种中低压配电网协同控制的方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种中低压配电网协同控制的方法及系统，涉及电力系统配电网调度优化领域。该中低压配电网协同控制的方法，包括：构建含新兴负荷的中低压配电网协同调度框架，构建含EV充电站的中压配电网优化调度模型，计算中压配电网调度结果，构建含5G基站的低压配电网优化调度模型，计算低压配电网调度结果，构建新兴负荷运营商任务分配模型，计算新兴负荷运营商任务分配结果，构建新兴负荷运营商利益分配模型，计算新兴负荷运营商利益分配结果，采用实际辐射型网架验证含多元新兴负荷的中低压配电网调度策略的有效性。该方法解决了现在灵活性调节资源不足与新兴负荷参与需求响应效益不明的问题。效益不明的问题。效益不明的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种中低压配电网协同控制的方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力系统配电网调度优化
，具体为一种中低压配电网协同控制的方法及系统。

技术介绍

[0002]在“双碳”与“新基建”政策背景的加持下，以5G基站、新能源EV为代表的多元新兴负荷蓬勃发展，保有量逐年增加，渗透率日益攀升，逐渐成为了新的电力增长点。而电力的攀升给配电系统带来了前所未有的压力与挑战，不加以管控势必会造成电压越限、线路阻塞、变压器过载等风险。5G基站和EV作为负荷侧柔性资源，具有灵活性调节潜力，若采用一定策略对其进行调控，可提高配电网实时平衡能力，促进源网荷储协调平衡。
[0003]但是，现有技术中的灵活性调节资源不足与新兴负荷参与需求响应效益不明。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种中低压配电网协同控制的方法，解决了现有技术中的灵活性调节资源不足与新兴负荷参与需求响应效益不明的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0008]第一方面，提供了一种中低压配电网协同控制的方法，包括：
[0009]利用构建的含新兴负荷的中低压配电网协同调度框架和含EV充电站的中压配电网优化调度模型，综合考虑中压配电网网损、运行峰谷差、上级购电成本，并计算中压配电网调度结果；
[0010]利用构建的含新兴负荷的中低压配电网协同调度框架和含5G基站的低压配电网优化调度模型，综合考虑公共连接点有功偏差、无功偏差、低压配电网运行网损，并计算低压配电网调度结果；
[0011]利用构建的含新兴负荷的中低压配电网协同调度框架和新兴负荷运营商任务分配模型，计算新兴负荷运营商任务分配结果；
[0012]利用构建的含新兴负荷的中低压配电网协同调度框架和新兴负荷运营商利益分配模型，以储能配置成本为参考，对新兴负荷进行补贴，并计算新兴负荷运营商利益分配结果；
[0013]结合中压配电网调度结果、低压配电网调度结果、新兴负荷运营商任务分配结果以及新兴负荷运营商利益分配结果，并采用实际辐射型网架验证含多元新兴负荷的中低压配电网调度策略的有效性。
[0014]优选的，所述含新兴负荷的中低压配电网协同调度框架的构建，具体包括：
[0015]构建含新兴负荷的中低压配电网协同调度框架，根据配电网的电压等级设计了分层调度框架，在调度前，5G基站运营商聚合自身可调度域上报低压配电网运营商，同时低压
配电网结合区域内基础负荷预测与分布式光伏预测评估自身公共连接点出力范围上报给中压配电网运营商；EV聚合商也聚合充电站内EV可调度域上报给中压配电网运营商，中压配电网从而获得EV集群可调度域、公共连接点可调节灵活性和中压基础负荷与光伏电站发电预测；中压配电网运营商基于各方调节信息进行中压配电网层优化调度，下发EV运营商所管辖EV充电站的充放电指令、低压配电网公共连接点出力指令、光伏电站发电计划；低压配电网运营商根据接受指令，进行低压配电网层优化调度，下发5G基站备用电池充放电策略、分布式光伏并网策略；新兴负荷运营商根据出力指令对每个新兴负荷个体分配任务，并根据新兴负荷所有权分配调度期间所得利益；
[0016]明确配电网运营商、新兴负荷运营商、新兴负荷这三个调度相关方的收益来源，在所述含新兴负荷的中低压配电网协同调度框架内，配电网运营商获得减缓配电网设备更新、减免配置储能与维护储能的成本，需下发不高于自身获得效益的补贴；新兴负荷运营商根据新兴负荷所有权归属的不同采用不同的获益方式，若新兴负荷所有权归属运营商，则运营商以参与调度降低的成本与获得的补贴获取收益，若新兴负荷所有权不归属于运营商，则运营商通过服务费获取收益；新兴负荷则通过参与调度降低用电成本与获得补贴来获得利益；通过先自下而上的聚合再自上而下调度的方法进行优化，并且兼顾了调度三方的利益。
[0017]优选的，所述含EV充电站的中压配电网优化调度模型的构建，具体包括：
[0018]构建中压配电网优化调度目标函数，设置中压配电网层以调度周期内网损、峰谷差、上级购电成本最小为目标，进行多目标优化，协同控制EV集群与5G基站集群，求解中压配电网EV电站充放电策略、光伏电站出力以及公共连接点出力：
[0019][0020]式中：f
M
为中压配电网优化目标，f
gloss
、f
dpv
、f
spur
分别为中压配电网网损、峰谷差、向上级购电成本；通过权重法来处理多目标函数，ω
gloss
、ω
dpv
、ω
spur
相应为网损、峰谷差目标的权值；为支路mn在t时刻的电流平方值，R
mn
为支路mn的阻抗值，N
ML
为中压配电网支路集合；为根节点在t时刻的注入区域的有功功率，P
1sub,av
为根节点在调度周期内注入区域的平均有功；为分时电价；Δt为调度时间间隔，T为调度周期；
[0021]构建中压配电网优化调度约束条件，包括基于二阶锥松弛的配电网潮流约束、节点电压约束、支路电流约束、公共连接点调节约束以及EV充电站调控约束；
[0022]公共连接点调节约束：
[0023][0024]式中：分别为t时刻节点n处公共连接点的有功、无功出力；分别为t时刻节点n处公共连接点的有功出力上下限值；分别为t时刻节点n处公共连接点的有功出力上下限值；分别为t时刻节点n处公共连接点的无功出力上下限值；
[0025]式中：分别为t时刻n节点处低压配电网有功、无功负荷预测值；η
l
为低压配电网上报可调度域时的保守系数；分别为t时刻n节点处低压配电网分布式光伏并网预测有功、最大无功调节值；预测有功、最大无功调节值；为5G基站集群可调度域限值；η
5G,ch
、η
5G,dis
为基站储能充放电效率；为节点n处5G基站集群储能在t时刻的电量值；
[0026]EV充电站调控约束：
[0027][0028]式中：为充电站的可调度域限值；η
EV,ch
、η
EV,dis
为EV充电站充放电效率；为节点n处EV车站在t时刻的充放电决策变量；为EV车站充放电标志位，为1时代表在充电、放电，该值代表EV电站充放电净值只能处于一种状态，而电站内部EV则有充有放。
[0029]优选的，所述含5G基站的低压配电网优化调度模型的构建，具体包括：
[0030]构建低压配电网优化目标函数：
[0031][0032]式中：分别为网损、有功出力偏差、无功出力偏差；R
bl
为支路bl的电流平方值、电阻值；N
LL
为低压配电网支路集合；分别为t时刻节点n处中压配电网下发有功、无功指令值；则为t时刻节点n处低压配电网实际出力值。由于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中低压配电网协同控制的方法，其特征在于，包括：利用构建的含新兴负荷的中低压配电网协同调度框架和含EV充电站的中压配电网优化调度模型，综合考虑中压配电网网损、运行峰谷差、上级购电成本，并计算中压配电网调度结果；利用构建的含新兴负荷的中低压配电网协同调度框架和含5G基站的低压配电网优化调度模型，综合考虑公共连接点有功偏差、无功偏差、低压配电网运行网损，并计算低压配电网调度结果；利用构建的含新兴负荷的中低压配电网协同调度框架和新兴负荷运营商任务分配模型，计算新兴负荷运营商任务分配结果；利用构建的含新兴负荷的中低压配电网协同调度框架和新兴负荷运营商利益分配模型，以储能配置成本为参考，对新兴负荷进行补贴，并计算新兴负荷运营商利益分配结果；结合中压配电网调度结果、低压配电网调度结果、新兴负荷运营商任务分配结果以及新兴负荷运营商利益分配结果，并采用实际辐射型网架验证含多元新兴负荷的中低压配电网调度策略的有效性。2.根据权利要求1所述的一种中低压配电网协同控制的方法，其特征在于：所述含新兴负荷的中低压配电网协同调度框架的构建，具体包括：构建含新兴负荷的中低压配电网协同调度框架，根据配电网的电压等级设计了分层调度框架，在调度前，5G基站运营商聚合自身可调度域上报低压配电网运营商，同时低压配电网结合区域内基础负荷预测与分布式光伏预测评估自身公共连接点出力范围上报给中压配电网运营商；EV聚合商也聚合充电站内EV可调度域上报给中压配电网运营商，中压配电网从而获得EV集群可调度域、公共连接点可调节灵活性和中压基础负荷与光伏电站发电预测；中压配电网运营商基于各方调节信息进行中压配电网层优化调度，下发EV运营商所管辖EV充电站的充放电指令、低压配电网公共连接点出力指令、光伏电站发电计划；低压配电网运营商根据接受指令，进行低压配电网层优化调度，下发5G基站备用电池充放电策略、分布式光伏并网策略；新兴负荷运营商根据出力指令对每个新兴负荷个体分配任务，并根据新兴负荷所有权分配调度期间所得利益；明确配电网运营商、新兴负荷运营商、新兴负荷这三个调度相关方的收益来源，在所述含新兴负荷的中低压配电网协同调度框架内，配电网运营商获得减缓配电网设备更新、减免配置储能与维护储能的成本，需下发不高于自身获得效益的补贴；新兴负荷运营商根据新兴负荷所有权归属的不同采用不同的获益方式，若新兴负荷所有权归属运营商，则运营商以参与调度降低的成本与获得的补贴获取收益，若新兴负荷所有权不归属于运营商，则运营商通过服务费获取收益；新兴负荷则通过参与调度降低用电成本与获得补贴来获得利益；通过先自下而上的聚合再自上而下调度的方法进行优化，并且兼顾了调度三方的利益。3.根据权利要求2所述的一种中低压配电网协同控制的方法，其特征在于：所述含EV充电站的中压配电网优化调度模型的构建，具体包括：构建中压配电网优化调度目标函数，设置中压配电网层以调度周期内网损、峰谷差、上级购电成本最小为目标，进行多目标优化，协同控制EV集群与5G基站集群，求解中压配电网EV电站充放电策略、光伏电站出力以及公共连接点出力：
式中：f
M
为中压配电网优化目标，f
gloss
、f
dpv
、f
spur
分别为中压配电网网损、峰谷差、向上级购电成本；通过权重法来处理多目标函数，ω
gloss
、ω
dpv
、ω
spur
相应为网损、峰谷差目标的权值；为支路mn在t时刻的电流平方值，R
mn
为支路mn的阻抗值，N
ML
为中压配电网支路集合；为根节点在t时刻的注入区域的有功功率，P
1sub,av
为根节点在调度周期内注入区域的平均有功；为分时电价；Δt为调度时间间隔，T为调度周期；构建中压配电网优化调度约束条件，包括基于二阶锥松弛的配电网潮流约束、节点电压约束、支路电流约束、公共连接点调节约束以及EV充电站调控约束；公共连接点调节约束：式中：分别为t时刻节点n处公共连接点的有功、无功出力；分别为t时刻节点n处公共连接点的有功出力上下限值；为t时刻节点n处公共连接点的有功出力上下限值；分别为t时刻节点n处公共连接点的无功出力上下限值；连接点的无功出力上下限值；式中：分别为t时刻n节点处低压配电网有功、无功负荷预测值；η
l
为低压配电网上报可调度域时的保守系数；分别为t时刻n节点处低压配电网分布式光伏并网预测有功、最大无功调节值；光伏并网预测有功、最大无功调节值；为5G基站集群可调度域限值；η
5G,ch
、η
5G,dis
为基站储能充放电效率；为节点n处5G基站集群储能在t时刻的电量值；
EV充电站调控约束：式中：为充电站的可调度域限值；η
EV,ch
、η
EV,dis
为EV充电站充放电效率；为节点n处EV车站在t时刻的充放电决策变量；为EV车站充放电标志位，为1时代表在充电、放电，该值代表EV电站充放电净值只能处于一种状态，而电站内部EV则有充有放。4.根据权利要求3所述的一种中低压配电网协同控制的方法，其特征在于：所述含5G基站的低压配电网优化调度模型的构建，具体包括：构建低压配电网优化目标函数：式中：分别为网损、有功出力偏差、无功出力偏差；R
bl
为支路bl的电流平方值、电阻值；N
LL
为低压配电网支路集合；分别为t时刻节点n处中压配电网下发有功、无功指令值；则为t时刻节点n处低压配电网实际出力值；由于低压配电网运行网损与任务偏差目标存在冲突，传统的赋权值法计算速度过慢，采用模糊隶属度方法，对多目标进行处理；构建低压配电网优化调度约束条件，包括基于二阶锥松弛的配电网潮流约束、节点电压约束、支路电流约束、5G基站储能调控约束和分布式光伏并网约束；所述5G基站储能调控约束：式中：为低压配电网节点nl处5G基站储能的可调度域限值；为5G基站储能充放电效率；为5G基站充放电标志位；为低压配电网节点nl处5G基站集群储能在t时刻的充放电决策变量；
为节点nl处5G基站集群储能在t、t
‑
1时刻的电量值；所述分布式光伏并网约束：式中：为t时刻低压配电网节点nl处分布式光伏并网点有功出力值、预测有功出力值；为t时刻nl节点处户用光伏并网点无功出力值、最大无功调节值。5.根据权利要求4所述的一种中低压配电网协同控制的方法，其特征在于：所述配电网潮流约束：潮流约束：式中：u(n)、v(n)分别表示以节点n为末节点的支路首节点集...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈丽娟，冯心雨，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：