基于区域经济最优的光伏源网协调控制方法与系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于大规模接入分布式光伏发电单元的主动配电网下的就地控制区域的 协调控制技术，尤其涉及一种基于区域经济最优的光伏源网协调控制方法与系统。
【背景技术】
[0002] 随着社会和政府对环境保护的重视程度不断加深，可再生能源受到越来越多的重 视，而光伏发电因其接入电网方便，安装维护简单受到越来越多的关注。目前，我国的太阳 能发电主要是集中式光伏发电系统，发电成本大约为1.2元/kWh，未来几年，我国太阳能 发电会由集中式光伏发电系统向分布式发电系统转变，发电成本也会降低到大概0.6元/ kWh。而目前被动配电网对分布式光伏发电等间歇式能源发电装置的消纳能力较弱，无法满 足未来需求。
[0003] 分布式光伏发电单元一般有较为小型的监控系统，主要目的是保证并网点满足配 电网接入的标准，不能与配电网自动化主站实时通信，控制方式粗糙，无法保证最优经济运 行，而在分布式光伏发电大规模接入的情况下，也无法保证电网的稳定可靠运行。目前较先 进的微网控制，由于采用"即插即用"的设计原则，只是实现了仿负荷方式的就地的最优运 行，计算收益方式单一，是从下而上的对配电网的改造，不能与配电网自动化系统实现控制 逻辑上的关联，对提高配电网消纳间歇式能源能力的作用有限。
[0004] 主动配电网为在现有配电网基础上解决大规模消纳分布式能源发电提供了一种 解决方案，是从上而下地利用先进的测量、通信以及控制技术对现有配电网进行智能化主 动化改造。当接入的通信终端数量太大时，集中式的优化控制会带来通信压力增大、控制延 时、优化算法复杂化等问题。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题：提供一种基于区域经济最优的光伏源网协调控制方 法与系统，以解决现有技术主动配电网采用集中式解决大规模消纳分布式能源发电存在的 通信压力增大、控制延时、优化算法复杂化等问题。
[0006] 本发明技术方案： 一种基于区域经济最优的光伏源网协调控制方法，它包括： 步骤1、确定光伏源网协调控制系统的控制区域； 步骤2、根据控制区域内分布式光伏发电装置、可控设备的类型以及电网规定的收益模 式确定最优经济目标函数； 步骤3、根据天气预报信息、气象站实时和历史信息以及光伏发电实时和历史信息进行 未来一天的光伏出力预测； 步骤4、根据主动配电网能量管理系统给出的经济约束条件、电气约束条件和步骤3所 述的光伏出力预测，通过步骤2的最优经济目标函数对控制区域进行经济优化控制。
[0007] 步骤1所述控制区域为分布式光伏发电群或分布式光伏发电站的就地消纳区域， 就地消纳区域为一年内有90%及以上的时间完全消纳分布式光伏发电最大出力的区域。
[0008] 步骤2所述的最优经济目标函数表达式为：
式中：η为24小时内的优化步数，s为现在时刻为一天当中的第几步，:4?为第k步的 步长，A为所有用户的集合，为第i个用户的可控设备的集合，％为第i用户的第j个设 备的电价，i|为第i个用户第j个设备在透石内的平均功率。
[0009] 步骤3所述光伏出力预测表达式为：
式中：:|的单位为分钟，,为未来第i个小时内光伏实时预测的误差，m为24小时内 的预测点数。
[0010] 步骤4所述经济约束条件包括实时电价信息，所述电气约束条件包括有功无功约 束和备用容量约束。
[0011] 主动配电网能量管理系统与光伏源网协调控制系统电连接，光伏源网协调控制系 统与天气预测站和控制区域内设备电连接。
[0012] 所述控制区域内设备包括分布式光伏电站、智能家居控制单元、可控负荷、储能电 池、开闭所终端设备DTU和电动汽车充放电粧。
[0013] 本发明有益效果： 本发明采用一种较为有效的分层分区协调控制方式。在分层分区协调控制中，虽然所 有的通信终端包括主动配电网能量管理系统、各种控制单元、测量终端、可控装置等都通过 网络连接在一起，但可以根据网架的结构、通信终端的分布情况，划分出分层分区的较为独 立的控制区域，实现分区控制，本发明根据分布式能源的消纳范围确定控制区域，避免了控 制区域划分不合理、逻辑上互相重叠的情况；本发明可以根据需要控制各种类型的可控设 备，按规定或协议控制接入的属于不同用户的资产；本发明可以通过与主动配电网能量管 理系统及其他类型控制系统信息交互，获得配电网侧的必要信息，结合本地光伏预测和可 控设备的属性，对区域进行控制；本发明可以按照不同的收益模式为每个用户计算经济收 益，在公平的基础上，以每个用户的经济收益最优为目标进行最优经济控制；解决了现有 技术主动配电网采用集中式解决大规模消纳分布式能源发电存在的通信压力增大、控制延 时、优化算法复杂化等问题。
【附图说明】
[0014] 图1为本发明系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0015] 一种基于区域经济最优的光伏源网协调控制方法，它包括： 步骤1、确定光伏源网协调控制系统的控制区域；步骤1所述控制区域为分布式光伏 发电群或分布式光伏发电站的就地消纳区域，就地消纳区域为一年内有90%及以上的时间 完全消纳分布式光伏发电最大出力的区域；该控制区域可以通过断路器断开与外部电网隔 离，并以这个或这几个断路器作为控制区域的边界。该区域包括至少一种功率可控对象，包 括而不限于可控光伏发电站，储能电站、可控电动汽车充电粧、可控智能家居设备、可控负 荷，可控无功补偿装置等。
[0016] 步骤2、根据控制区域内分布式光伏发电装置、可控设备的类型以及电网规定的收 益模式确定最优经济目标函数； 步骤2所述的最优经济目标函数表达式为：
式中：η为24小时内的优化步数，s为现在时刻为一天当中的第几步，为第k步的 步长，A为所有用户的集合，?·\为第i个用户的可控设备的集合,?为第i用户的第j个设 备的电价，&为第i个用户第j个设备在Af内的平均功率，发电为正，用电为负。
[0017] 步骤3、根据天气预报信息、气象站实时和历史信息以及光伏发电实时和历史信息 进行未来一天的光伏出力预测； 所述光伏实时预测信息，根据天气预报信息、气象站实时和历史信息以及光伏发电实 时和历史信息进行未来一天的光伏出力预测。预测出力误差与预测时间差大小成正比，这 里光伏出力预测的时间间隔也与预测时间差成正比，即离现在时间越远预测间隔越大。并 且，在晚上时间，当日20:00到第二天6:00,功率可认为为0,不用预测。从6:00到20:00 每个小