一种主配网一体化供电系统的制作方法

本发明涉及配电网调度自动化技术领域，尤其涉及一种主配网一体化供电系统。

背景技术：

当前以绿色、低碳技术为核心的新一轮能源变革在世界范围内逐步兴起，开发利用可再生能源是大势所趋。以太阳能光伏发电、风力发电为代表的分布式电源(distributedgeneration,dg)因其低碳环保等优势得到各国的普遍重视，dg以分散或微网的形式在配电网中的渗透率正在逐步提高。这使得整个配电网络呈现多源融合的复杂结构特征，由于多数分布式电源的输出功率具有较强的间歇性和随机性，甚至具有反调峰特性，这对配网调度自动化系统带来了新的挑战。

传统的配网调度自动化系统以设备“两遥”信息的采集为基础，结合“遥控”对现场设备进行管理和操作，优化调度的模型往往以网络损耗等经济指标为优化目标，以功率平衡、电压水平等为约束条件，控制措施主要包括开关状态、变压器变比、电容器投切等。而在新型多源配电网中，调度目标除了尽可能降低网损外，还应充分考虑环保节能目标，以充分发挥可再生能源发电的优势；在控制措施方面，部分可控电源(如燃气轮机发电)和微网的运行状态可以作为控制对象，在电网调度中起到不可忽视的作用，若能对此类电源的运行状态进行适当控制，不仅可以改善配电系统运行的经济性，还可以使电力系统的运行更加节能环保。

总之，在含分布式发电的多源配电网中，传统的调度方式由于缺乏对分布式电源和微网的控制措施，已不再适用，应重新构建新的调度模型和开发新型调度系统。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种多源配电网节能优化调度系统，将可控型电源的运行状态纳入优化调度的范围中。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：一种主配网一体化供电系统，包括三层调度架构，所述三层调度架构包括主站、子站及智能终端，其中所述主站与子站之间采用光纤通信方式，所述子站与智能终端之间采用光纤或无线通信方式连接，所述主站包括用于优化调度模型构建与快速解算的优化调度服务器，所述优化调度模型由目标函数和约束条件构成；主站设置有主服务器、web服务器、交换机，智能终端连接子站，主服务器内设置有调度自动化系统，主服务器通过调度自动化系统实现对配电网的调度管理，调度自动化系统包括调度设置单元，用于确定供电站的电能供给能力；集中调度单元，用于从供电站获取电能资源，并分配给用户；主服务器依次通过web服务器和交换机与各子站实现传输连接，各子站通过网络将调度信息通过网络传输给主服务器，通过调度自动化系统进行有效地的管理；

所述优化调度模型的目标函数包括配电网络损耗、购电成本及能耗水平，具体公式如下：

其中，f1、f2和f3分别代表配电网络损耗、购电成本和能耗水平三个目标函数的取值；δpl为网络有功损耗，是分布式电源有功出力变压器变比无功补偿元件的补偿容量和开关状态的函数；γ⁰和ps分别为从外部电网的购电电价和购电容量；γⁱ为第i个分布式电源的上网标杆电价；ng为分布式电源数量；αⁱ为第i个分布式电源的能耗系数；α⁰为外部电网的平均能耗系数；

所述优化调度模型的约束条件包括：

功率平衡约束：其中，nd为负荷数目；为第j个负荷吸收的复功率；ss为外部电网的注入复功率；δsl为配电网损耗复功率；为第i个分布式电源的注入复功率；

节点电压约束：其中，vi为节点i的电压幅值；和分别为节点i的电压上限和电压下限；

变压器变比约束：式中为第j个变压器的变比；和分别为第j个变压器的最小和最大分接头位置所对应的变比；

无功补偿容量约束：其中，为第m个无功补偿元件的额定无功容量；

分布式电源的出力约束：其中，和分别为第i个分布式电源的有功出力上限和下限；

其中分布式电源有功出力变压器变比无功补偿容量和开关状态为控制变量。

作为优化，所述所述主站采用浏览器/服务器b/s架构，其设置有服务器群及调度工作站。

作为优化，所述所述服务器群包括优化调度服务器、实时数据服务器、历史数据服务器、模型服务器。

作为优化，所述所述模型服务器包括各类配电变压器、分布式电源、储能元件、配电线路、负荷及无功补偿元件的公共信息模型。

本发明的有益效果：

本发明的多源配电网节能优化调度系统层次清晰，可实现对可控型电源出力的最优控制，将发电能耗水平最低作为优化目标之一，体现了低碳节能的特点，当在主站中执行优化调度指令时，其会根据获取的配网数据建立上述多目标节能优化调度模型，并进行解算，将优化调度结果显示在工作站人机界面中，供调度员决策参考。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明，

图1是本发明一种实施例的总体结构示意图。

图2是本发明一种实施例的层次结构示意图。

其中：1、主站，2、子站，3、智能终端，4、配电变压器，5、断路器，6、网源分界开关，7、分布式电源，8、储能元件，9、配电线路，10、负荷，11、无功补偿元件。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图来详细解释本发明的实施方式。

图1、图2为本发明的一种实施例，如图所示，一种主配网一体化供电系统，包括三层调度架构，所述三层调度架构包括主站1、子站2及智能终端3，其中所述主站1与子站2之间采用光纤通信方式，所述子站2与智能终端3之间采用光纤或无线通信方式连接，所述主站1包括用于优化调度模型构建与快速解算的优化调度服务器，所述优化调度模型由目标函数和约束条件构成；主站1设置有主服务器、web服务器、交换机，智能终端3连接子站2，主服务器内设置有调度自动化系统，主服务器通过调度自动化系统实现对配电网的调度管理，调度自动化系统包括调度设置单元，用于确定供电站的电能供给能力；集中调度单元，用于从供电站获取电能资源，并分配给用户；主服务器依次通过web服务器和交换机与各子站2实现传输连接，各子站2通过网络将调度信息通过网络传输给主服务器，通过调度自动化系统进行有效地的管理；

所述优化调度模型的目标函数包括配电网络损耗、购电成本及能耗水平，具体公式如下：

其中，f1、f2和f3分别代表配电网络损耗、购电成本和能耗水平三个目标函数的取值；δpl为网络有功损耗，是分布式电源7有功出力变压器变比无功补偿元件11的补偿容量和开关状态的函数；γ⁰和ps分别为从外部电网的购电电价和购电容量；γⁱ为第i个分布式电源7的上网标杆电价；ng为分布式电源7数量；αⁱ为第i个分布式电源7的能耗系数；α⁰为外部电网的平均能耗系数；

所述优化调度模型的约束条件包括：

功率平衡约束：其中，nd为负荷10数目；为第j个负荷10吸收的复功率；ss为外部电网的注入复功率；δsl为配电网损耗复功率；为第i个分布式电源7的注入复功率；

节点电压约束：其中，vi为节点i的电压幅值；和分别为节点i的电压上限和电压下限；

变压器变比约束：式中为第j个变压器的变比；和分别为第j个变压器的最小和最大分接头位置所对应的变比；

无功补偿容量约束：其中，为第m个无功补偿元件11的额定无功容量；

分布式电源的出力约束：其中，和分别为第i个分布式电源的有功出力上限和下限；

其中分布式电源有功出力变压器变比无功补偿容量和开关状态为控制变量。

所述主站1采用浏览器/服务器b/s架构，其设置有服务器群及调度工作站。

所述服务器群包括优化调度服务器、实时数据服务器、历史数据服务器、模型服务器。

所述模型服务器包括各类配电变压器4、分布式电源7、储能元件8、配电线路9、负荷10及无功补偿元件11的公共信息模型。

本发明的多源配电网节能优化调度系统层次清晰，可实现对可控型电源出力的最优控制，将发电能耗水平最低作为优化目标之一，体现了低碳节能的特点，当在主站中执行优化调度指令时，其会根据获取的配网数据建立上述多目标节能优化调度模型，并进行解算，将优化调度结果显示在工作站人机界面中，供调度员决策参考。

上述虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。