一种面向光伏本地消纳的配电网优化调度方法与流程

本发明涉及一种面向光伏本地消纳的配电网优化调度方法，属于配电网运行领域。

背景技术：

1、随着科技进步和“碳中和、碳达峰”目标等重大能源战略的推进，分布式光伏海量接入到配电网中。配电网从传统的放射状无源网络蜕变为含有大量分布式电源的有源网络。然而，光伏出力与负荷时序特性不匹配，配电网全天的净负荷往往体现为“鸭型曲线”形态，潮流反送严重，出现了电压越限、电能质量恶化等问题，同时给上级电网的运行带来压力。因此，有必要在配电网调度中充分考虑光伏消纳对电压安全的影响。

2、现有的配电网调度研究大多采用传统的经济性目标，无法直观体现光伏消纳对配电网运行的影响。为充分利用可再生能源发电设备，减少弃电量，在配电系统优化目标中，应计及分布式光伏消纳率。在考虑光伏消纳率的基础上，还应进一步构建本地消纳指标并作为运行目标，优化反送功率，实现在不弃电的情况下减少潮流反送。从而促进本级和上级电网的安全经济运行。

技术实现思路

1、本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供一种有效提升配电网分布式光伏的本地消纳率的面向光伏本地消纳的配电网优化调度方法。

2、为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种面向光伏本地消纳的配电网优化调度方法，其特征在于，包括：

3、步骤s1、构建光伏出力的不确定性模型；

4、步骤s2、建立光伏消纳评价指标：

5、

6、式中，γ为分布式光伏本地消纳率；ep(·)为随机变量的均值函数；pcur,i,t为分布式光伏的削减功率，eup为本地无法消纳的反送电量；是t时刻i节点分布式光伏的实际出力；δt为单位时间间隔。

7、并以该光伏消纳评价指标最优为目标构建配电网优化调度模型；

8、步骤s3、将配电网优化调度转化为二阶锥规划模型，并利用求解器求解，得到配电网优化调度方案。

9、对上述技术方案的进一步设计为：

10、所述步骤s2中光伏消纳评价指标的度量方法为：

11、(1)获取本地无法消纳的反送电量并满足如下约束：

12、

13、式中，pup,t为本地无法消纳的反送功率；pdown,t为上级电网给配电网的输送功率；p01,t为配电网与上级电网的交互功率；is,i,t、ib,i,t分别为判定配电网与上级电网的交互功率方向的辅助变量；m为足够大的数；

14、通过在光伏实际发电量中减去本地无法消纳的反送电量，构建光伏消纳评价指标。

15、所述步骤s1具体包括：

16、设一定时间内分布式光伏的实际出力是随机变量，实际值与预测值之间的误差服从正态分布，表示如下：

17、

18、式中，是t时刻i节点分布式光伏的实际出力，是分布式光伏的预测出力，δppv,i,t是预测误差，并且误差服从正态分布；

19、

20、式中，为一元正态分布。

21、所述步骤s2中构建配电网优化调度模型的目标函数为：

22、分布式光伏消纳评估指标最大化；

23、

24、式中，x为配电网决策变量向量，包括光伏削减量、网侧储能充放电策略和网侧储能配置成本。

25、所述配电网优化调度模型的约束条件包括：

26、光伏削减约束：

27、

28、式中，δ为光伏削减比例系数；

29、网侧储能运行约束：

30、网侧储能运行约束包括充放电功率限制，储能电量状态约束，调度周期内容量平衡约束以及功率平衡约束，具体如下：

31、

32、式中，pmax为网侧储能的最大充放电功率；si,t为节点i的t时刻储能的电量；ηc为网侧储能的充电效率；ηd为网侧储能的放电效率；δt为单位时间段；smin为储能允许的最小电量；smax为储能允许的最大电量，pch,i,t为节点i的t时刻储能的充电功率；pdis,i,t为节点i的t时刻储能的放电功率。

33、线性化潮流约束：

34、

35、

36、

37、

38、式中：pij,t、qij,t为第t个时段流过支路ij的功率，rij、xij为支路ij的电阻、电抗，a(j)为以j为尾节点的首节点集合，b(j)为以j为首节点的尾节点集合，pi,t、qi,t为节点i注入有功、无功功率，pload,i,t和qload,i,t分别为节点i处负荷注入的有功功率和无功功率；vi,t、vj,t为节点i、j的电压；

39、节点电压约束：

40、

41、式中，pr{·}表示不等式约束成立的概率；vmax、vmin分别为电压幅值最大值和最小值；1-pv为机会约束的置信水平，表示的t时刻节点i的电压幅值，这里为随机变量。

42、所述步骤s3中将模型转化为二阶锥规划模型的过程包括：

43、根据上述线性化潮流约束，节点电压遵循正态分布如下：

44、

45、式中，μv,i,t为t时刻节点电压的期望值向量；σv,t为t时刻节点电压的协方差矩阵；

46、将节点电压幅值整理成标准正态分布的形式：

47、

48、式中，φ为标准正态分布。

49、则节点电压约束可转化如下：

50、

51、整理为：

52、

53、式中，φ-1为标准正态分布的逆函数；

54、当pv小于0.5时，节点电压约束转换为如下的线性约束和二阶锥约束：

55、

56、

57、式中，λvmax,i,t和λvmin,i,t是辅助变量，辅助变量的平方大于或等于节点电压的方差σv,t(i,i)。

58、本发明具有以下优点：

59、本发明为充分利用可再生能源发电设备，减少弃电量，在配电系统优化目标中，引入了分布式光伏消纳率，在考虑光伏消纳率的基础上，进一步构建本地消纳指标并作为运行目标，优化反送功率，实现在不弃电的情况下减少潮流反送，从而促进本级和上级电网的安全经济运行。

60、本发明方法可以适应海量分布式光伏接入的形势，在充分利用可再生能源发电设备，减少弃电量的同时，减小向上级电网的功率反送，有效提升配电网分布式光伏的本地消纳率。

技术特征：

1.一种面向光伏本地消纳的配电网优化调度方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述面向光伏本地消纳的配电网优化调度方法，其特征在于：

3.根据权利要求2所述面向光伏本地消纳的配电网优化调度方法，其特征在于：

4.根据权利要求3所述面向光伏本地消纳的配电网优化调度方法，其特征在于：

5.根据权利要求4所述面向光伏本地消纳的配电网优化调度方法，其特征在于：

6.根据权利要求5所述面向光伏本地消纳的配电网优化调度方法，其特征在于：

技术总结
本发明公开了一种面向光伏本地消纳的配电网优化调度方法，该方法提出了一种新的光伏消纳评价指标度量方法，并构建以该消纳指标最优为目标的配电网优化调度模型；然后将模型转化为二阶锥规划模型，并利用求解器求解；该方法可以适应海量分布式光伏接入的形势，在充分利用可再生能源发电设备，减少弃电量的同时，减小向上级电网的功率反送，有效提升配电网分布式光伏的本地消纳率。

技术研发人员：韩俊,潘文婕,蔡超,樊安洁,陈皓菲,张文嘉,王娜
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司经济技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6