一种利用可控负荷平抑微电网功率波动的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用可控负荷平抑微电网功率波动的方法，针对可调节负荷特点，通过可调节负荷的日前计划来响应发电功率的缓慢变化，使可控负荷曲线趋同于日前预测的发电曲线；进行实施时，通过可中断负荷的实时调节来响应发电功率的瞬时突变。本发明专利技术提供一种有效、实用、科学的微电网功率波动解决方法，可以推广到解决其它分布式间隙性能源的功率波动问题的，也可以推广到解决大型风电场、大型光伏电站的功率波动问题，有利于推动清洁能源的推广应用。

【技术实现步骤摘要】
—种利用可控负荷平抑微电网功率波动的方法
本专利技术属于电力系统
，具体涉及。
技术介绍
在可再生能源开发和利用中，光伏、风电受自然条件限制，发电特性呈现间隙性，往往不能提供可控性的持续、稳定的功率，暴露出了这些间隙性能源的一些不同于传统电源(如火电、水电、核电)的发电特性:波动性、不完全可预测性、低可控性。根据目前实测显示，光伏电站最大功率变化率能达到装机容量的70%/分钟，这些间隙性能源引起的剧烈波动，一旦其渗透率(装机容量与电网系统容量的比值)达到一定范围，会对当地电网甚至整个电网系统造成频率和电压的不稳定。如何通过有效的方式或开辟新型途径，来补偿功率的缺失、抵消间隙性能源引起的波动，避免大规模、高渗透情况下对区域电网造成的影响，已经成为电力领域广泛重视的焦点。目前，在弥补间隙性能源发电缺点方面，主要通过电源侧和负荷侧角度来考虑。电源侧角度主要采用:一是通过储能的存储和释放，在间隙性能源发电高峰时进行储存，低谷时进行释放；二是通过其它能源补偿的方式，如常规发电资源(如水电、火电、核电、柴机等)和间隙性能源互补(如风光互补)等；负荷侧角度主要是利用各种不同特性负荷作为需求响应资源，动态实现“虚拟储能”或“虚拟电厂”。在上述解决间隙性能源波动方面，储能建设成本高、运维难；其它能源互补方式，也需增加较大的建设成本，而且受地域条件限制。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出，以可控负荷(包括可动态调节负荷功率的可调负荷和可中断供电的可中断负荷)的响应来平抑间隙性能源发电功率波动的方法，使以间隙性能源和可控负荷组成的微电网的功率波动在允许范围内。本专利技术提供的，其改进之处在于，针对可调节负荷特点:通过可调节负荷的日前计划来响应发电功率的缓慢变化，使可控负荷曲线趋同于日前预测的发电曲线；实施时，通过可中断负荷的实时调节来响应发电功率的瞬时突变。其中，所述通过可调节负荷的日前计划来响应发电功率的缓慢变化，使可控负荷曲线趋同于日前预测的发电曲线，其步骤包括:(I)根据间隙性能源的装机容量，计算渗透率；(2)根据所述渗透率计算微电网的功率波动允许范围P，其下限计为Ptr，上限计为P上限；(3)根据天气预报以及历史数据预测日前间隙性能源发电曲线Py (t)；(4)根据日前天气预报，预测可调节负荷的负荷曲线匕(0 ；(5)根据负荷历史使用情况，获取可中断负荷曲线匕(0，即可中断负荷的功率-时间曲线；(6)计算间隙性能源发电预测值与可调节负荷的预测值的差额Λ P(t)；(7)计算预测的发电功率与负荷的差额P。(t)；(8)判断差额Pe(t)是否在功率波动允许范围P内，若不在范围内，改变可调节负荷曲线Pf⑴为P, #)，使匕(0^ f(t)-pz(t)满足在功率波动允许范围P内；其中Pi f(t)为根据功率差值调整的可调负荷功率-时间曲线；(9)根据可调节负荷曲线P' f(t)拟定可调节负荷的调节策略并在第二日按策略进行调节。其中，步骤(1)计算所述渗透率的表达式如下:λ =Pm/Ps ；式中，Pm为装机容量；PS为配网馈线分支出线容量。其中，步骤(2)功率波动允许范围P e [PTR,P±R] ;P代表微电网间隙性能源发电容量大于微电网负荷容量时，配电网允许微电网输送的最大容量；其为正值，代表向配电网输送能量；P为微电网负荷容量大于间隙性能源发电容量时，配电网向微电网可供的最大容量；其为负值，代表向配电网吸收能量。其中，步骤(2)中，用前推回代法计算含间隙性能源的配电网潮流，得到配电网网损，以此网损最小为目标，确定间隙性能源向配电网输送的最大容量P和吸收的最大容量P，即P的允许范围。其中，步骤(6)计算间隙性能源发电预测值与可调节负荷的预测值的差额的表达式如下:Δ P (t) =Py (t) -Pf ⑴。其中，步骤(7)计算预测的发电功率与负荷的差额的表达式如下:P。⑴=Λ P (t)-Pz ⑴。其中，步骤(8)所述改变可调节负荷曲线Pf (t)为P' f(t)的步骤如下:若某一时刻点Jj ]，则在此时刻点的？30上叠加一个增量，将叠加增量后的pf(t)记为W f(t)，使(Py(t)-P' f(t)-pz(t)) e [P下限，P上限];若某一时刻点的Pc^t)本来就满足/MOJj ]，则不需要叠加增量，或将增量置为0，EPf(t)为P' f(t)。其中，步骤(3)-步骤(8)中，时间变量t为0，1，2...95，共96个时间点，间隔15分钟。其中，步骤(9)的调节策略包括:以P'f(t)负荷曲线中某一时刻的负荷大小为依据，根据可调节负荷的调节特性，拟定这一时刻的可调节负荷的调节值，用于形成第二天的可调节负荷的调节值序列。其中，所述通过可中断负荷的实时调节来响应发电功率的瞬时突变的步骤包括:1)根据日前计划的可调节负荷策略P' f(t)实时调节可调节负荷；2)根据实时天气预报，测量间隙性能源发电功率突变的变化率APy(t)，其为时间变量t时刻相对应的时间点的15分钟的功率变化率；3)计算叠加变化率后的发电曲线与可调负荷曲线的差值Λ Kt)；4)判断所述差值Λ Pc (t)是否在功率波动允许范围P内，若不在范围内，计算需改变的可中断负荷容量Δ pz (t)，使Λ P。(t) - Λ Pz (t)在功率波动允许范围P内；其中Λ Pz (t)为需要叠加的可中断负荷容量大小；5)根据Λ Pz (t)进行可中断负荷的投入和切断，用以抵消间隙性能源发电的功率突变。其中，步骤3)计算叠加变化率后的发电曲线与可调负荷曲线的差值Λ P。(t)的表达式如下:Δ Pc (t) =Py (t)+APy W-Pi f(t)-Pz(t)。其中，步骤4)所述计算需改变的可中断负荷容量APz(t)的表达式如下:Λ Pz ⑴=Λ Pc ⑴-P。与现有技术比，本专利技术的有益效果为:本专利技术进行预测时，利用天气预报结合历史数据的方式，通过与实际结合，使计算结果更精确。本专利技术提供的技术方案可以通过少量的改造成本消减间隙性电源发电的功率波动，尤其针对大型的城市屋顶光伏，利用商业、公共建筑等城市集中空调系统和大型居民电热、照明负荷，消减区域性微电网的功率波动，实现少用储能甚至不用储能来降低高渗透率的间隙性电源对配网造成的功率波动。本专利技术分别针对分布式间隙性能源的缓慢变化和瞬时突变，进行不同的流程控制，解决分布式间隙性能源功率变化弓丨起微电网功率波动问题。本专利技术提供一种有效、实用、科学的微电网功率波动解决方法，可以推广到解决其它分布式间隙性能源的功率波动问题的，也可以推广到解决大型风电场、大型光伏电站的功率波动问题，有利于推动清洁能源的推广应用。【附图说明】图1为本专利技术提供的利用可控负荷平抑微电网功率波动的方法的流程图。图2为本专利技术提供的的实施例的微电网结构图。图3为本专利技术提供的根据日前计划调节时，光伏发电曲线与可调节负荷曲线、可中断负荷曲线关系示意图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】作进一步的详细说明。本实施例提出，主要针对以储能来弥补屋顶光伏为主的区域微电网的功率波动这一常用方法，提出以需求响应资源来平抑微电网功率波动的实现方法，以期在高渗透率情况下，实现少用储能甚至不用储能来消减分布式电源对配网造成的功率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用可控负荷平抑微电网功率波动的方法，其特征在于，针对可调节负荷特点：通过可调节负荷的日前计划来响应发电功率的缓慢变化，使可控负荷曲线趋同于日前预测的发电曲线；实施时，通过可中断负荷的实时调节来响应发电功率的瞬时突变。

【技术特征摘要】
1.一种利用可控负荷平抑微电网功率波动的方法，其特征在于，针对可调节负荷特占-^ \\\.通过可调节负荷的日前计划来响应发电功率的缓慢变化，使可控负荷曲线趋同于日前预测的发电曲线； 实施时，通过可中断负荷的实时调节来响应发电功率的瞬时突变。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过可调节负荷的日前计划来响应发电功率的缓慢变化，使可控负荷曲线趋同于日前预测的发电曲线，其步骤包括: (1)根据间隙性能源的装机容量，计算渗透率； (2)根据所述渗透率计算微电网的功率波动允许范围P，其下限计为Ptr，上限计为P±限； (3)根据天气预报以及历史数据预测日前间隙性能源发电曲线Py(t)； (4)根据日前天气预报，预测可调节负荷的负荷曲线Pf(t)； (5)根据负荷历史使用情况，获取可中断负荷曲线Pz(t)，即可中断负荷的功率-时间曲线； (6)计算间隙性能源发电预测值与可调节负荷的预测值的差额AP(t)； (7)计算预测的发电功率与负荷的差额Pc^t)； (8)判断差额PJt)是否在功率波动允许范围P内，若不在范围内，改变可调节负荷曲线Pf(t)为Pf' (0，使匕(04/ (t)-Pz(t)满足在功率波动允许范围P内；其中Pf' (t)为根据功率差值调整的可调负荷功率-时间曲线； (9)根据可调节负荷曲线Pf'(t)拟定可调节负荷的调节策略并在第二日按策略进行调节。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)计算所述渗透率的表达式如下: 入=Pm/PS ; 式中，Pm为装机容量；ps为配网馈线分支出线容量。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)功率波动允许范围Pe [PTR, Pi限]; 其中，P±R代表微电网间隙性能源发电容量大于微电网负荷容量时，配电网允许微电网输送的最大容量；其为正值，代表向配电网输送能量； Ptr为微电网负荷容量大于间隙性能源发电容量时，配电网向微电网可供的最大容量；其为负值，代表向配电网吸收能量。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，用前推回代法计算含间隙性能源的配电网潮流，得到配电网网损，以此网损最小为目标，确定间隙性能源向配电网输送的最大容量P和吸收的最大容量Ptr，即P的允许范围。6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(6)计算间隙性能源发电预测值与可调节...

【专利技术属性】
技术研发人员：李卫良，杨永标，黄堃，陈璐，黄莉，宋杰，辛建波，范瑞祥，
申请(专利权)人：国家电网公司，中国电力科学研究院，江西省电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：