考虑光伏容量衰减的优化调度方法与流程

本发明涉及一种考虑光伏容量衰减的优化调度方法。适用于电力系统领域。

背景技术：

1、太阳能作为分布最广泛、获取最便捷的可再生能源，无疑是新能源产业发展中的主角之一。光伏电池利用半导体器件的光电效应将太阳能转化为电能，已成为全球广泛关注并大力发展的对象。随着光伏技术的进步和迭代，光伏的发电成本逐年递减，全球的光伏装机量也持续增长，光伏的优化调度成了需要重点考虑的问题。

2、当光伏渗透率较低的情况下，一般选择光伏工作在最大功率点跟踪模式，由其他电源设备消纳光伏的波动。但是，随着光伏渗透率的提升，尤其在孤岛或以新能源为主体的电网中，光伏消纳的成本也将大幅增加，所以在高渗透率下最大功率点跟踪模式已不再是光伏最佳工作模式。

3、传统的调度算法本质上是在满足负荷需求的前提下，尽可能减少发电机的燃料消耗成本和线路损耗。但是，当电源由光伏系统构成时，情况有所不同。光伏，作为一种新能源电源，其安装完成后，发电成本是忽略不计的。而且，从发电用户侧考虑，总是希望其发得越多越好，以提升售电收益，所以光伏的调度会从其热备成本、网损和节点电压偏移角度考虑。

4、网损最小和热备成本最小的目标是矛盾的，在负荷一定的情况下，要减小热备功率，就是要增加有功消耗，唯一的途径就是增加网损，显然是不可取的；调度指令往往是基于当前时刻光伏的可用功率，在调度指令更新的时间间隔内，光伏的可用容量是会随着环境变化而发生不确定波动的，光伏出力的优化没能考虑容量不确定变化带来的影响。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种考虑光伏容量衰减的优化调度方法。

2、本发明所采用的技术方案是：一种考虑光伏容量衰减的优化调度方法，其特征在于，包括：

3、基于含光伏电网的电网结构建立线损函数、电压偏移函数和光伏等比出力函数，该电网以光伏为能源主体并配有储能系统，所述光伏等比出力函数为

4、

5、式中，h为电网中所有光伏发电节点所在集合，m为电网中所有光伏发电节点个数，pout,h为节点h处光伏的实际出力，ptotal,h为节点h处光伏的可用容量，pout,i为节点i处光伏的实际出力，ptotal,i为节点i处光伏的可用容量；

6、基于线损函数、电压偏移函数和光伏等比出力函数建立优化调度目标函数；

7、整体优化过程为两阶段，第一阶段为在保证弃光和投资尽量小的情况下，完成储能的容量配置；第二阶段为以优化调度目标函数取值最小为优化目标，求解电网中节点电压分布和光伏出力特性，获得光伏调度指令，以及系统电压电流情况。

8、包含该光伏等比出力函数的调度目标函数可充分考虑光伏容量衰减所带来的电压下降问题，保证了系统的安全性。

9、所述优化调度目标函数为

10、f＝αψ(i)+βγ(v)+ηγ(p)

11、其中，α、β、η分别为权重系数，ψ(i)、γ(v)和γ(p)分别为线损函数、电压偏移函数和光伏等比出力函数。

12、所述储能系统的容量基于储能投资和电网弃电函数确定，考量储能投资成本与缺电量，建立优化函数，

13、f1＝φ(pess)+θ(pess)

14、其中pess的储能出力，φ(pess)为所有储能投资费用函数，θ(pess)为考虑储能充放电后系统弃电函数，经过优化求解后，获得储能系统容量。

15、所述优化调度目标函数具有如下约束：

16、储能系统出力特性方程及其荷电状态约束、光伏所在系统的功率平衡等式约束、节点电压与线路电流关系等式约束、节点电压不等式约束、线路电流不等式约束，以及光伏的出力特性约束。

17、所述线损函数为：

18、

19、对于电网中所有线路所在集合记为l，节点m与节点n所连接线路记为mn，该线路流过的电流为imn，该线路上阻抗记为rmn。当系统固定时，其阻抗为常值。

20、所述电压偏移函数为：

21、

22、其中，n为所有节点组成的集合，m为节点总个数，vn、vi分别为节点i与节点n的电压。

23、本发明的有益效果是：本发明基于线损函数、电压偏移函数和光伏等比出力函数建立优化调度目标函数，通过引入光伏等比出力函数充分考虑光伏容量衰减所带来的电压下降问题，保证了系统的安全性；同时提出了考虑系统经济性的储能配置方案。

24、当光照幅度变化导致光伏容量衰减时，光伏节点可用容量近似于光照幅度衰减比例。在光伏两个调度周期内，光伏的变化率变化频率会高于其调度的周期，因此在一次调度后，其输出功率的参考值是不变。因此在下次调度指令发出时，若光伏容量发生衰减，需要尽量让光伏等比例输出，从而减少缺电的光伏额。因此在有优化中综合考虑光伏等比出力函数可更好适应光伏衰减。

技术特征：

1.一种考虑光伏容量衰减的优化调度方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的考虑光伏容量衰减的优化调度方法，其特征在于，所述优化调度目标函数为f＝αψ(i)+βγ(v)+ηγ(p)

3.根据权利要求1或2所述的考虑光伏容量衰减的优化调度方法，其特征在于，所述储能系统的容量基于储能投资和电网弃电函数确定，考量储能投资成本与缺电量，建立优化函数，

4.根据权利要求3所述的考虑光伏容量衰减的优化调度方法，其特征在于，所述优化调度目标函数具有如下约束：

5.根据权利要求1或2所述的考虑光伏容量衰减的优化调度方法，其特征在于，所述线损函数为：

6.根据权利要求1或2所述的考虑光伏容量衰减的优化调度方法，其特征在于，所述电压偏移函数为：

技术总结
本发明涉及一种考虑光伏容量衰减的优化调度方法。本发明适用于电力系统领域。本发明所采用的技术方案是：一种考虑光伏容量衰减的优化调度方法，其特征在于，包括：基于含光伏电网的电网结构建立线损函数、电压偏移函数和光伏等比出力函数，该电网以光伏为能源主体并配有储能系统；基于线损函数、电压偏移函数和光伏等比出力函数建立优化调度目标函数；以优化调度目标函数取值最小为优化目标，求解电网中节点电压分布和光伏出力特性。

技术研发人员：陈雨薇,夏冰清,陈玮,郦洪柯,陈晴,杨林刚,徐晗,汤晨易
受保护的技术使用者：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14