一種消納分布式電源波動(dòng)的柔性負(fù)荷協(xié)調(diào)控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種消納分布式電源波動(dòng)的柔性負(fù)荷協(xié)調(diào)控制方法，包括步驟：10)當(dāng)分布式電源發(fā)生功率波動(dòng)時(shí)，測(cè)算分布式電源功率波動(dòng)值；20)柔性負(fù)荷數(shù)據(jù)采集；30)柔性負(fù)荷調(diào)節(jié)經(jīng)濟(jì)性評(píng)估；40)根據(jù)各柔性負(fù)荷的運(yùn)行信息和經(jīng)濟(jì)性制定不同的參與權(quán)重；50)協(xié)調(diào)分配調(diào)節(jié)控制參考指令到各柔性負(fù)荷對(duì)應(yīng)的控制器中，利用柔性負(fù)荷協(xié)調(diào)優(yōu)化減載控制消納分布式電源波動(dòng)。本發(fā)明方法依據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行特性對(duì)各類柔性負(fù)荷進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，可提升配電網(wǎng)的消納能力，促進(jìn)分布式電源的主動(dòng)、就地消納。
【專利說明】一種消納分布式電源波動(dòng)的柔性負(fù)荷協(xié)調(diào)控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于柔性負(fù)荷控制【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種用于分布式電源波動(dòng)就地消納的柔性負(fù)荷協(xié)調(diào)控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，風(fēng)能、太陽能等分布式能源(Distributed Energy Resources, DER)的廣泛開發(fā)和利用是解決全球化能源和環(huán)境問題的有效措施之一，其能降低電力工業(yè)對(duì)化石能源的依賴并減少溫室和污染氣體的排放，因而受到世界各國的普遍重視。未來，隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的深入發(fā)展，以及風(fēng)能、太陽能等分布式發(fā)電技術(shù)的日益成熟，DER的規(guī)?；尤肱c應(yīng)用是電網(wǎng)智能化、可持續(xù)發(fā)展的大勢(shì)所趨。
[0003]然而，DER的大量接入將對(duì)配電網(wǎng)電壓水平、短路容量、繼電保護(hù)、供電可靠性以及電能質(zhì)量等方面均會(huì)造成較大的影響。如何使配電網(wǎng)就地充分消納各類分布式電源，實(shí)現(xiàn)安全、有序并網(wǎng)，是亟需解決的關(guān)鍵科學(xué)問題和技術(shù)難題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的，就是為了解決上述問題而提供了一種消納分布式電源波動(dòng)的柔性負(fù)荷協(xié)調(diào)控制方法，綜合考慮經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，利用各類柔性負(fù)荷的協(xié)調(diào)控制實(shí)現(xiàn)分布式電源的主動(dòng)、就地消納，在滿足安全性、可靠性和供電質(zhì)量要求的同時(shí)，提高配電網(wǎng)的主動(dòng)、自治控制能力和抗干擾能力，有效提升配電網(wǎng)的能源利用效率。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明的一種消納分布式電源波動(dòng)的柔性負(fù)荷協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0007]步驟10)當(dāng)分布式電源發(fā)生功率波動(dòng)時(shí)，測(cè)算分布式電源功率波動(dòng)量APdek ；
[0008]步驟20)柔性負(fù)荷數(shù)據(jù)采集，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，采集各類柔性負(fù)荷的運(yùn)行信息，所述運(yùn)行信息包括柔性負(fù)荷的電壓、電流和可調(diào)容量；
[0009]步驟30)評(píng)估各柔性負(fù)荷參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)的經(jīng)濟(jì)性調(diào)節(jié)權(quán)重:通過建立柔性負(fù)荷調(diào)節(jié)經(jīng)濟(jì)性成本函數(shù)模型，得出各柔性負(fù)荷的邊際成本模型，進(jìn)而利用各柔性負(fù)荷的邊際成本函數(shù)確定各柔性負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)性調(diào)節(jié)權(quán)重；
[0010]步驟40)根據(jù)各柔性負(fù)荷的運(yùn)行信息和經(jīng)濟(jì)性調(diào)節(jié)權(quán)重制定各柔性負(fù)荷的參與權(quán)重:通過步驟20)采集的各柔性負(fù)荷的運(yùn)行信息，分析制定各類柔性負(fù)荷的可調(diào)容量參與權(quán)重，確定可調(diào)容量參與權(quán)重與步驟30)得出的經(jīng)濟(jì)性調(diào)節(jié)權(quán)重的比重，進(jìn)而得到各柔性負(fù)荷的參與權(quán)重Oi ;
[0011]步驟50)根據(jù)步驟40)分析綜合制定的各柔性負(fù)荷的參與權(quán)重，由以下的式(I)計(jì)算得到各柔性負(fù)荷的優(yōu)化減載容量Usi:
[0012]Lisi — Φ i Δ Pdee 式(I)
[0013]其中，Usi為第i個(gè)柔性負(fù)荷的優(yōu)化減載容量；Φ?為第i個(gè)柔性負(fù)荷的參與權(quán)重；i = 1,2,…，η ；η為大于等于3的整數(shù)；APdek為根據(jù)步驟10)測(cè)算的分布式電源的功率波動(dòng)量;
[0014]再將計(jì)算得到的各柔性負(fù)荷的優(yōu)化減載容量Usi通過協(xié)調(diào)分配調(diào)節(jié)控制參考指令發(fā)送到各柔性負(fù)荷對(duì)應(yīng)的控制器中，各柔性負(fù)荷根據(jù)控制參考指令進(jìn)行優(yōu)化減載，從而實(shí)現(xiàn)各柔性負(fù)荷協(xié)調(diào)優(yōu)化減載控制，利用可控柔性負(fù)荷的調(diào)節(jié)作用最大化消納分布式能源間歇性波動(dòng)，保證分布式電源的就地消納。
[0015]上述的一種消納分布式電源波動(dòng)的柔性負(fù)荷協(xié)調(diào)控制方法，其中，所述步驟30)包括:
[0016]步驟31)建立柔性負(fù)荷調(diào)節(jié)經(jīng)濟(jì)性成本函數(shù)模型，該函數(shù)模型如以下式(2)所示，
[0017]Ci (LCi, Xi) = Ct1LciWa2(La-LciXi)式(2)
[0018]其中，i = 1，2，…，η ；η為大于等于3的整數(shù)；La為i個(gè)柔性負(fù)荷的負(fù)荷調(diào)節(jié)量；Ci為第i個(gè)柔性負(fù)荷的調(diào)節(jié)量為L(zhǎng)a時(shí)的成本函數(shù)；a i和a i為常量，x ^為第i個(gè)柔性負(fù)荷的調(diào)節(jié)意愿參數(shù)，調(diào)節(jié)意愿參數(shù)可設(shè)置為[0，1]區(qū)間的內(nèi)數(shù)值，其能夠反映柔性負(fù)荷調(diào)節(jié)負(fù)荷的意愿，意愿越強(qiáng)，其數(shù)值相對(duì)越大；
[0019]步驟32)得出各柔性負(fù)荷的邊際成本模型，如以下式⑶所示，
[0020]MCi (LCi, Xi) = 2 a ^ci+ O2-Xi 式(3)
[0021]其中，i = 1，2，-,η ；n為大于等于3的整數(shù)WCi為第i個(gè)柔性負(fù)荷的邊際成本；Lci為i個(gè)柔性負(fù)荷的負(fù)荷調(diào)節(jié)量；a i和a i為常量，X i為第i個(gè)柔性負(fù)荷的調(diào)節(jié)意愿參數(shù)，調(diào)節(jié)意愿參數(shù)可設(shè)置為[0，I]區(qū)間的內(nèi)數(shù)值；
[0022]步驟33)利用各柔性負(fù)荷的邊際成本函數(shù)由以下的式(4)計(jì)算得到各柔性負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)性調(diào)節(jié)權(quán)重Hi:

【權(quán)利要求】
1.一種消納分布式電源波動(dòng)的柔性負(fù)荷協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟10)當(dāng)分布式電源發(fā)生功率波動(dòng)時(shí)，測(cè)算分布式電源功率波動(dòng)量APdek; 步驟20)柔性負(fù)荷數(shù)據(jù)采集，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，采集各類柔性負(fù)荷的運(yùn)行信息，所述運(yùn)行信息包括柔性負(fù)荷的電壓、電流和可調(diào)容量； 步驟30)評(píng)估各柔性負(fù)荷參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)的經(jīng)濟(jì)性調(diào)節(jié)權(quán)重:通過建立柔性負(fù)荷調(diào)節(jié)經(jīng)濟(jì)性成本函數(shù)模型,得出各柔性負(fù)荷的邊際成本模型,進(jìn)而利用各柔性負(fù)荷的邊際成本函數(shù)確定各柔性負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)性調(diào)節(jié)權(quán)重； 步驟40)根據(jù)各柔性負(fù)荷的運(yùn)行信息和經(jīng)濟(jì)性調(diào)節(jié)權(quán)重制定各柔性負(fù)荷的參與權(quán)重:通過步驟20)采集的各柔性負(fù)荷的運(yùn)行信息，分析制定各類柔性負(fù)荷的可調(diào)容量參與權(quán)重，確定可調(diào)容量參與權(quán)重與步驟30)得出的經(jīng)濟(jì)性調(diào)節(jié)權(quán)重的比重，進(jìn)而得到各柔性負(fù)荷的參與權(quán)重Oi ; 步驟50)根據(jù)步驟40)分析綜合制定的各柔性負(fù)荷的參與權(quán)重，由以下的式(I)計(jì)算得到各柔性負(fù)荷的優(yōu)化減載容量Usi:
Llsi — cS5 i ^ Pdee 式⑴ 其中，Usi為第i個(gè)柔性負(fù)荷的優(yōu)化減載容量；Φ?為第i個(gè)柔性負(fù)荷的參與權(quán)重；i =1,2,…，η ;n為大于等于3的整數(shù)；Λ Pdek為根據(jù)步驟10)測(cè)算的分布式電源的功率波動(dòng)量；再將計(jì)算得到的各柔性負(fù)荷的優(yōu)化減載容量Usi通過協(xié)調(diào)分配調(diào)節(jié)控制參考指令發(fā)送到各柔性負(fù)荷對(duì)應(yīng)的控制器中，各柔性負(fù)荷根據(jù)控制參考指令進(jìn)行優(yōu)化減載，從而實(shí)現(xiàn)各柔性負(fù)荷協(xié)調(diào)優(yōu)化減載控制，利用可控柔性負(fù)荷的調(diào)節(jié)作用最大化消納分布式能源間歇性波動(dòng)，保證分布式電源的就地消納。
2.如權(quán)利要求1所述的一種消納分布式電源波動(dòng)的柔性負(fù)荷協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，所述步驟30)包括: 步驟31)建立柔性負(fù)荷調(diào)節(jié)經(jīng)濟(jì)性成本函數(shù)模型，該函數(shù)模型如以下式(2)所示，
Cj (Lci, Xi) — a jLci + Q 2 (Lc1-Lci X j)式(2) 其中，i = 1，2，…，η ;n為大于等于3的整數(shù)；La為i個(gè)柔性負(fù)荷的負(fù)荷調(diào)節(jié)量Ki為第i個(gè)柔性負(fù)荷的調(diào)節(jié)量為L(zhǎng)a時(shí)的成本函數(shù)；a i和a i為常量，X i為第i個(gè)柔性負(fù)荷的調(diào)節(jié)意愿參數(shù)，調(diào)節(jié)意愿參數(shù)可設(shè)置為[0，1]區(qū)間的內(nèi)數(shù)值，其能夠反映柔性負(fù)荷調(diào)節(jié)負(fù)荷的意愿，意愿越強(qiáng)，其數(shù)值相對(duì)越大； 步驟32)得出各柔性負(fù)荷的邊際成本模型，如以下式(3)所示，
MCi (LCi, Xi) = 2 a JLci+ Ct2-Xi 式(3) 其中，i = I, 2,...，!！ ；n為大于等于3的整數(shù)^(；為第i個(gè)柔性負(fù)荷的邊際成本；La為i個(gè)柔性負(fù)荷的負(fù)荷調(diào)節(jié)量；a i和a i為常量，X i為第i個(gè)柔性負(fù)荷的調(diào)節(jié)意愿參數(shù)，調(diào)節(jié)意愿參數(shù)可設(shè)置為[0，I]區(qū)間的內(nèi)數(shù)值； 步驟33)利用各柔性負(fù)荷的邊際成本函數(shù)由以下的式(4)計(jì)算得到各柔性負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)性調(diào)節(jié)權(quán)重Hi: I— MCi _ MCi II— MCtot ~ YjMCi 式⑷ 其中，ru為第i個(gè)柔性負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)性調(diào)節(jié)權(quán)重；i = I, 2，-,η ；n為大于等于3的整數(shù);MCT°T為系統(tǒng)中所有柔性負(fù)荷的總邊際成本。
3.如權(quán)利要求1所述的一種消納分布式電源波動(dòng)的柔性負(fù)荷協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，所述步驟40)包括: 步驟41)根據(jù)步驟20)采集的各柔性負(fù)荷的運(yùn)行信息，利用以下的式(5)計(jì)算各柔性負(fù)荷的可調(diào)容量參與權(quán)重τ j:
其中，τ i為第i個(gè)柔性負(fù)荷的可調(diào)容量參與權(quán)重；CFU為第i個(gè)柔性負(fù)荷的可調(diào)容量；i = 1，2，…，η ；η為大于等于3的整數(shù)；(Ζ為系統(tǒng)中所有柔性負(fù)荷的總可調(diào)容量； 步驟42)根據(jù)步驟33)得到的各柔性負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)性調(diào)節(jié)權(quán)重Jli和步驟41)得到的各柔性負(fù)荷的可調(diào)容量參與權(quán)重τ i，綜合評(píng)估上述兩種權(quán)重在柔性負(fù)荷調(diào)節(jié)中的重要性，并比較上述兩種權(quán)重的重要性程度，其中: 若經(jīng)濟(jì)性調(diào)節(jié)權(quán)重Hi與可調(diào)容量參與權(quán)重τ i同等重要，則ε1 = 0.5, ε 2 = 0.5 ； 若經(jīng)濟(jì)性調(diào)節(jié)權(quán)重Hi比可調(diào)容量參與權(quán)重τ i稍微重要，則ε1 = 0.4, ε 2 = 0.6 ； 若經(jīng)濟(jì)性調(diào)節(jié)權(quán)重Hi比可調(diào)容量參與權(quán)重τ i重要，則ε i = 0.3，ε 2 = 0.7 ； 若經(jīng)濟(jì)性調(diào)節(jié)權(quán)重Hi比可調(diào)容量參與權(quán)重τ j明顯重要,貝U ε 1 = 0.2, ε 2 = 0.8 ； 若經(jīng)濟(jì)性調(diào)節(jié)權(quán)重Hi比可調(diào)容量參與權(quán)重τ i強(qiáng)烈重要，則ε1 = 0.1, ε 2 = 0.9 ； 步驟43)根據(jù)步驟42)的比重通過以下的式(6)計(jì)算得到各柔性負(fù)荷的參與權(quán)重Oi: φ.= E1T^e2Hi 式(6) 其中，Oi為第i個(gè)柔性負(fù)荷的參與權(quán)重，其綜合考慮了各柔性負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)性和可調(diào)容量，在滿足經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)能夠考慮系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)；ε ,為可調(diào)容量參與權(quán)重的比重，ε 2為經(jīng)濟(jì)性調(diào)節(jié)權(quán)重的比重。
4.如權(quán)利要求2所述的一種消納分布式電源波動(dòng)的柔性負(fù)荷協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，在步驟31)的式⑵中，a i = 0.5，α2 = I。
【文檔編號(hào)】H02J3/24GK104201701SQ201410498391
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月25日
【發(fā)明者】余濤, 鄧孟華, 錢軍, 朱欽, 袁翔 申請(qǐng)人:國網(wǎng)上海市電力公司