本發(fā)明涉及電力，尤其涉及一種計及儲能控制的純新能源電力系統(tǒng)調(diào)控方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、大力發(fā)展風(fēng)、光等新能源發(fā)電，逐步替代傳統(tǒng)化石能源機(jī)組，是加快新型電力系統(tǒng)建設(shè)，推動能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要途徑。在此發(fā)展背景下，小區(qū)域電力系統(tǒng)可充分利用區(qū)內(nèi)資源，構(gòu)建源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)運(yùn)行的發(fā)展格局，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)100％新能源供電。但是，100％新能源電力系統(tǒng)的運(yùn)行控制與現(xiàn)有電網(wǎng)具有顯著不同，新能源出力的不確定性使得系統(tǒng)在安全運(yùn)行條件下有功功率的平衡難以保證，可能出現(xiàn)新能源供電功率缺額或棄風(fēng)棄光現(xiàn)象；對于遠(yuǎn)離負(fù)荷中心、無同步電源支撐的100％新能源電力系統(tǒng)，其電網(wǎng)強(qiáng)度較低，電壓穩(wěn)定裕度和動態(tài)電壓支撐能力與以傳統(tǒng)同步電源為主導(dǎo)的電力系統(tǒng)相比大幅下降，電壓穩(wěn)定性問題突出。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例提供一種計及儲能控制的純新能源電力系統(tǒng)調(diào)控方法及裝置，能在減小純新能源電力系統(tǒng)的總運(yùn)行成本的情況下，有效降低系統(tǒng)的平均電壓偏差，增加系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)電壓安全裕度，從而提升電壓穩(wěn)定性。

2、本發(fā)明一實(shí)施例提供一種計及儲能控制的純新能源電力系統(tǒng)調(diào)控方法，包括：

3、獲取純新能源電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；其中，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括：電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)、電網(wǎng)支路數(shù)據(jù)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率數(shù)據(jù)、光伏發(fā)電機(jī)組功率數(shù)據(jù)、儲能裝置功率數(shù)據(jù)、儲能裝置負(fù)荷數(shù)據(jù)、直流通道性能數(shù)據(jù)；

4、根據(jù)所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以電力系統(tǒng)總運(yùn)行成本和電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)電壓總偏差綜合最小為目標(biāo)，構(gòu)建純新能源電力系統(tǒng)調(diào)控模型的目標(biāo)函數(shù)；并基于所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)構(gòu)建所述目標(biāo)函數(shù)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出力約束、光伏發(fā)電機(jī)組出力約束、儲能運(yùn)行約束、直流通道運(yùn)行約束、潮流約束和安全運(yùn)行約束；

5、在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出力約束、光伏發(fā)電機(jī)組出力約束、儲能運(yùn)行約束、直流通道運(yùn)行約束、潮流約束和安全運(yùn)行約束的約束下，對所述目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行求解，生成電力系統(tǒng)總運(yùn)行成本和電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)電壓總偏差綜合最小時，純新能源電力系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出力、光伏發(fā)電機(jī)組出力、儲能有功吸收功率和直流傳輸功率；

6、根據(jù)純新能源電力系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出力、光伏發(fā)電機(jī)組出力、儲能有功吸收功率和直流傳輸功率對純新能源電力系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、光伏發(fā)電機(jī)組、儲能裝置和直流通道進(jìn)行調(diào)控。

7、進(jìn)一步地，所述電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，包括：電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)總數(shù)、各節(jié)點(diǎn)的電壓參考值、各節(jié)點(diǎn)電壓上限和各節(jié)點(diǎn)電壓下限；

8、所述電網(wǎng)支路數(shù)據(jù)，包括：各支路電阻值、各支路電抗值、各支路電流上限值矩陣、各支路電流下限值矩陣和各支路傳輸功率上限值；

9、所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率數(shù)據(jù)，包括：風(fēng)機(jī)注入各節(jié)點(diǎn)的實(shí)際有功功率上限、風(fēng)機(jī)注入各節(jié)點(diǎn)的實(shí)際有功功率下限、風(fēng)機(jī)注入各節(jié)點(diǎn)的實(shí)際無功功率上限、風(fēng)機(jī)注入各節(jié)點(diǎn)的實(shí)際無功功率下限和風(fēng)機(jī)變流器的功率因數(shù)角；

10、所述光伏發(fā)電機(jī)組功率數(shù)據(jù)，包括：光伏注入各節(jié)點(diǎn)的實(shí)際有功功率上限、光伏注入各節(jié)點(diǎn)的實(shí)際有功功率下限、光伏注入各節(jié)點(diǎn)的實(shí)際無功功率上限、光伏注入各節(jié)點(diǎn)的實(shí)際無功功率下限和光伏變流器的功率因數(shù)角；

11、所述儲能裝置功率數(shù)據(jù)，包括：各節(jié)點(diǎn)儲能吸收和釋放的最大有功功率、各節(jié)點(diǎn)儲能釋放的最大無功功率、各節(jié)點(diǎn)儲能釋放的最小無功功率、各節(jié)點(diǎn)儲能吸收的最大無功功率、各節(jié)點(diǎn)儲能吸收的最小無功功率、儲能變流器功率因數(shù)的最大值和儲能變流器功率因數(shù)的最小值；

12、所述儲能裝置負(fù)荷數(shù)據(jù)，包括：各節(jié)點(diǎn)儲能的額定容量、各節(jié)點(diǎn)儲能的初始荷電量、各節(jié)點(diǎn)儲能吸收功率的效率和各節(jié)點(diǎn)儲能釋放功率的效率；

13、所述直流通道性能數(shù)據(jù)，包括：直流通道容量上限、直流通道容量下限、直流傳輸功率的最大上坡速率、直流傳輸功率的最大下坡速率和直流最小恒定運(yùn)行時長。

14、進(jìn)一步地，所述目標(biāo)函數(shù)，具體為：

15、min?f＝γ1f1+γ2f2；

16、

17、其中，f為純新能源電力系統(tǒng)調(diào)控模型的目標(biāo)函數(shù)；f1為電力系統(tǒng)總運(yùn)行成本；f2為電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)電壓總偏差；γ1為電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)；γ2為電力系統(tǒng)安全性指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)；g1,t為系統(tǒng)t時刻的網(wǎng)絡(luò)損耗；g2,t為系統(tǒng)t時刻的棄風(fēng)棄光量；g3,t為系統(tǒng)t時刻的儲能與電網(wǎng)交互功率；g4,t為系統(tǒng)t時刻的直流調(diào)節(jié)量；t為調(diào)度周期；n為電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)總數(shù)；vi,t為t時刻節(jié)點(diǎn)i的電壓有效值；vi,n為節(jié)點(diǎn)i的電壓參考值；c1為網(wǎng)絡(luò)損耗成本系數(shù)；c2為棄風(fēng)棄光懲罰系數(shù)；c3為儲能運(yùn)行成本系數(shù)；c4為直流調(diào)節(jié)成本系數(shù)；iij,t為t時刻支路ij電流的有效值；rij為支路ij的電阻值；為t時刻接入節(jié)點(diǎn)i的風(fēng)機(jī)功率；為t時刻風(fēng)機(jī)注入節(jié)點(diǎn)i的實(shí)際有功功率；為t時刻接入節(jié)點(diǎn)i的光伏功率；為t時刻光伏注入節(jié)點(diǎn)i的實(shí)際有功功率；為t時刻節(jié)點(diǎn)i儲能的有功吸收功率；為t時刻節(jié)點(diǎn)i儲能的有功釋放功率；為t時刻的直流傳輸功率；δt表示時間間隔；為t-1時刻的直流傳輸功率。

18、進(jìn)一步地，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出力約束，包括：

19、

20、其中，為t時刻風(fēng)機(jī)注入節(jié)點(diǎn)i的實(shí)際有功功率；為風(fēng)機(jī)注入節(jié)點(diǎn)i的實(shí)際有功功率的下限值；為風(fēng)機(jī)注入節(jié)點(diǎn)i的實(shí)際有功功率的上限值；為t時刻風(fēng)機(jī)注入節(jié)點(diǎn)i的實(shí)際無功功率；為風(fēng)機(jī)注入節(jié)點(diǎn)i的實(shí)際無功功率的下限值；為風(fēng)機(jī)注入節(jié)點(diǎn)i的實(shí)際無功功率的上限值；為節(jié)點(diǎn)i風(fēng)機(jī)變流器的功率因數(shù)角。

21、進(jìn)一步地，所述光伏發(fā)電機(jī)組出力約束，包括：

22、

23、

24、其中，為t時刻光伏注入節(jié)點(diǎn)i的實(shí)際有功功率；為光伏注入節(jié)點(diǎn)i的實(shí)際有功功率的下限值；為光伏注入節(jié)點(diǎn)i的實(shí)際有功功率的上限值；為t時刻光伏注入節(jié)點(diǎn)i的實(shí)際無功功率；為光伏注入節(jié)點(diǎn)i的實(shí)際無功功率的下限值；為光伏注入節(jié)點(diǎn)i的實(shí)際無功功率的上限值；為節(jié)點(diǎn)i光伏變流器的功率因數(shù)角。

25、進(jìn)一步地，所述儲能運(yùn)行約束，包括：

26、

27、ei,t(0)＝ei,0；

28、

29、其中，為t時刻節(jié)點(diǎn)i儲能的有功吸收功率；為t時刻節(jié)點(diǎn)i儲能的有功釋放功率；為節(jié)點(diǎn)i儲能吸收和釋放的最大有功功率；為節(jié)點(diǎn)i儲能吸收的最小無功功率；為節(jié)點(diǎn)i儲能吸收的最大無功功率；為t時刻節(jié)點(diǎn)i儲能的無功吸收功率；為t時刻節(jié)點(diǎn)i儲能的無功釋放功率；為節(jié)點(diǎn)i儲能變流器功率因數(shù)的最大值；為節(jié)點(diǎn)i儲能變流器功率因數(shù)的最小值；為t時刻節(jié)點(diǎn)i儲能的吸收和釋放功率的狀態(tài)，1為釋放功率，0為吸收功率；為節(jié)點(diǎn)i儲能的額定容量；ei,0為節(jié)點(diǎn)i儲能的初始荷電量；ei,t為t時刻節(jié)點(diǎn)i儲能在調(diào)度中的荷電量；為節(jié)點(diǎn)i儲能的最小荷電量；為節(jié)點(diǎn)i儲能的最大荷電量；為節(jié)點(diǎn)i儲能吸收功率的效率；為節(jié)點(diǎn)i儲能釋放功率的效率；t為調(diào)度周期。

30、進(jìn)一步地，所述直流通道運(yùn)行約束，包括：

31、

32、其中，為t時刻的直流傳輸功率；為直流通道容量下限值；為直流通道容量上限值；drdc為直流傳輸功率的最大上坡速率；urdc為直流傳輸功率的最大下坡速率；表示t時刻直流是否進(jìn)行功率調(diào)節(jié)，采用布爾取值；τ為直流最小恒定運(yùn)行時長。

33、進(jìn)一步地，所述潮流約束，包括：

34、

35、其中，為t時刻注入節(jié)點(diǎn)i的有功功率；為t時刻注入節(jié)點(diǎn)i的無功功率；為t時刻節(jié)點(diǎn)i的有功負(fù)荷；為t時刻節(jié)點(diǎn)i的無功負(fù)荷；abtn、abfn表示系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j的功率流向關(guān)系，在功率從節(jié)點(diǎn)i流入節(jié)點(diǎn)j流出時，abtn為1；在功率從節(jié)點(diǎn)j流入節(jié)點(diǎn)i時，abfn為1；iij,t為t時刻支路ij電流的有效值；pij,t為t時刻支路ij傳輸?shù)挠泄β剩籷ij,t為t時刻支路ij傳輸?shù)臒o功功率；rij為支路ij的電阻值；xij為支路ij的電抗值；vi,t為t時刻節(jié)點(diǎn)i的電壓有效值；vj,t為t時刻節(jié)點(diǎn)j的電壓有效值。

36、進(jìn)一步地，所述安全運(yùn)行約束，包括：

37、

38、其中，為節(jié)點(diǎn)i電壓下限值；為節(jié)點(diǎn)i電壓上限值；為支路ij電流下限值矩陣；為支路ij電流上限值矩陣；sij,max為支路ij傳輸功率上限值；pij,t為t時刻支路ij傳輸?shù)挠泄β?；qij,t為t時刻支路ij傳輸?shù)臒o功功率。

39、在上述方法項(xiàng)實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本發(fā)明對應(yīng)提供了裝置項(xiàng)實(shí)施例；

40、本發(fā)明一實(shí)施例對應(yīng)提供了一種計及儲能控制的純新能源電力系統(tǒng)調(diào)控裝置，包括：數(shù)據(jù)獲取模塊、模型及約束條件構(gòu)建模塊、模型求解模塊以及調(diào)控模塊；

41、所述數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取純新能源電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；其中，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括：電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)、電網(wǎng)支路數(shù)據(jù)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率數(shù)據(jù)、光伏發(fā)電機(jī)組功率數(shù)據(jù)、儲能裝置功率數(shù)據(jù)、儲能裝置負(fù)荷數(shù)據(jù)、直流通道性能數(shù)據(jù)；

42、所述模型及約束條件構(gòu)建模塊，用于根據(jù)所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以電力系統(tǒng)總運(yùn)行成本和電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)電壓總偏差綜合最小為目標(biāo)，構(gòu)建純新能源電力系統(tǒng)調(diào)控模型的目標(biāo)函數(shù)；并基于所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)構(gòu)建所述目標(biāo)函數(shù)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出力約束、光伏發(fā)電機(jī)組出力約束、儲能運(yùn)行約束、直流通道運(yùn)行約束、潮流約束和安全運(yùn)行約束；

43、所述模型求解模塊，用于在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出力約束、光伏發(fā)電機(jī)組出力約束、儲能運(yùn)行約束、直流通道運(yùn)行約束、潮流約束和安全運(yùn)行約束的約束下，對所述目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行求解，生成電力系統(tǒng)總運(yùn)行成本和電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)電壓總偏差綜合最小時，純新能源電力系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出力、光伏發(fā)電機(jī)組出力、儲能有功吸收功率和直流傳輸功率；

44、所述調(diào)控模塊，用于根據(jù)純新能源電力系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出力、光伏發(fā)電機(jī)組出力、儲能有功吸收功率和直流傳輸功率對純新能源電力系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、光伏發(fā)電機(jī)組、儲能裝置和直流通道進(jìn)行調(diào)控。

45、通過實(shí)施本發(fā)明具有如下有益效果：

46、本發(fā)明提供了一種計及儲能控制的純新能源電力系統(tǒng)調(diào)控方法及裝置，該方法基于純新能源電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)構(gòu)建了純新能源電力系統(tǒng)調(diào)控模型的目標(biāo)函數(shù)以及目標(biāo)函數(shù)所對應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出力約束、光伏發(fā)電機(jī)組出力約束、儲能運(yùn)行約束、直流通道運(yùn)行約束、潮流約束和安全運(yùn)行約束，繼而在上述約束條件下對目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行求解，生成電力系統(tǒng)總運(yùn)行成本和電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)電壓總偏差綜合最小時，純新能源電力系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出力、光伏發(fā)電機(jī)組出力、儲能有功吸收功率和直流傳輸功率，再根據(jù)純新能源電力系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出力、光伏發(fā)電機(jī)組出力、儲能有功吸收功率和直流傳輸功率對純新能源電力系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、光伏發(fā)電機(jī)組、儲能裝置和直流通道進(jìn)行調(diào)控；通過構(gòu)建以電力系統(tǒng)總運(yùn)行成本和電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)電壓總偏差綜合的純新能源電力系統(tǒng)調(diào)控模型的目標(biāo)函數(shù)，在減小純新能源電力系統(tǒng)的總運(yùn)行成本的情況下，有效降低系統(tǒng)的平均電壓偏差，增加系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)電壓安全裕度，從而提升電壓穩(wěn)定性。