一種基于機(jī)會(huì)約束規(guī)劃的分布式能源優(yōu)化配置方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及配電網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)測(cè)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種基于機(jī)會(huì)約束規(guī)劃的分布式能 源優(yōu)化配置方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電動(dòng)汽車(chē)、儲(chǔ)能、分布式電源等分布式能源的大規(guī)模接入，配電網(wǎng)由"無(wú)源"變 為巧源"，潮流由"單陸'變?yōu)?雙陸'，呈現(xiàn)出愈加復(fù)雜的"多源性"特征，將會(huì)對(duì)配電網(wǎng)負(fù)荷 特性、供電安全性、可靠性和資產(chǎn)利用率等產(chǎn)生深刻影響。一方面，分布式能源接入配電網(wǎng)， 將對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行與規(guī)劃產(chǎn)生不可忽視的影響:分布式能源在時(shí)間與空間上分布的不確 定性，增加了電網(wǎng)運(yùn)行控制的難度；電動(dòng)汽車(chē)、儲(chǔ)能等的非線性特性，會(huì)產(chǎn)生諧波污染，影響 電網(wǎng)電能質(zhì)量;傳統(tǒng)的配電網(wǎng)規(guī)劃準(zhǔn)則可能無(wú)法適用于分布式能源大規(guī)模接入的情景，分 布式能源的大規(guī)模接入對(duì)配電網(wǎng)規(guī)劃提出新的要求。另一方面，分布式能源的大規(guī)模接入 給電網(wǎng)公司帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，有利于電網(wǎng)公司開(kāi)拓售電市場(chǎng)，擴(kuò)充負(fù)荷調(diào)控資源，改 善電網(wǎng)峰谷特性，提升電網(wǎng)利用效率。
[0003] 在此新形勢(shì)下，研究分布式能源的優(yōu)化配置方法，不僅可為主動(dòng)配電網(wǎng)規(guī)劃提供 依據(jù)，而且能夠保證主動(dòng)配電系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，提高系統(tǒng)整體能效，降低運(yùn)維費(fèi)用，提高 投資回報(bào)率，為傳統(tǒng)配電網(wǎng)向現(xiàn)代配電網(wǎng)升級(jí)巧實(shí)基礎(chǔ)。而目前，尚未有能夠有效提高配電 網(wǎng)對(duì)分布式能源的接納能力優(yōu)化方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明提供的一種基于機(jī)會(huì)約束規(guī)劃的分布式能源優(yōu)化配置方法，該 方法有效提高了配電網(wǎng)對(duì)分布式能源的接納能力;既能滿足規(guī)劃方案的能效目標(biāo)和低碳目 標(biāo)，也能符合經(jīng)濟(jì)性要求，能夠解決不同資源水平、經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度地區(qū)分布式能源的選址與 定容問(wèn)題，確保分布式能源的大規(guī)模應(yīng)用，有效緩解化石能源引起的環(huán)境污染和能源危機(jī)。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過(guò)W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0006] -種基于機(jī)會(huì)約束規(guī)劃的分布式能源優(yōu)化配置方法，所述方法包括如下步驟：
[0007] 步驟1.建立分布式能源綜合優(yōu)化配置模型；
[000引步驟2.確定所述分布式能源綜合優(yōu)化配置模型的機(jī)會(huì)約束條件；
[0009] 步驟3.確定所述分布式能源綜合優(yōu)化配置模型的儲(chǔ)能系統(tǒng)配置原則；
[0010] 步驟4.求解所述分布式能源綜合優(yōu)化配置模型。
[0011] 優(yōu)選的，所述步驟1包括：
[0012] 1-1.建立分布式能源綜合優(yōu)化配置模型： (1)
[0014] 式（I)中，CO為權(quán)重系數(shù)向量且權(quán)重系數(shù)向量CO由層次分析法或區(qū)間層次分析法 確定;C為費(fèi)用向量;Cder為建設(shè)費(fèi)用；C叩er為運(yùn)行費(fèi)用；Cmain為維護(hù)費(fèi)用；Closs為網(wǎng)損費(fèi)用； Ccarb為碳排放量罰值;Zcost為分布式能源綜合配置值；
[0015] 1-2.分解所述分布式能源綜合優(yōu)化配置模型：
[0017]式(2)中，郵為含有分布式電源的系統(tǒng)可接入D邸的待選節(jié)點(diǎn)數(shù);時(shí)功標(biāo)志位，且時(shí)1 值為0或1，其中，時(shí)i = 1時(shí)表示接入風(fēng)機(jī)或光伏的節(jié)點(diǎn)i處接入DER; CDi為單位容量D邸的建 設(shè)費(fèi)用；時(shí)康示節(jié)點(diǎn)i處DER的裝機(jī)容量，且PDi〉0 JOi和IIiDi分別表示折現(xiàn)率和折舊年限；Coi 為節(jié)點(diǎn)i處單位容量DER在單位時(shí)間內(nèi)的運(yùn)行費(fèi)用;TDi為節(jié)點(diǎn)i處DE：R的年運(yùn)行時(shí)間；S表示1 年4個(gè)季度，h表示各季度典型日的24個(gè)時(shí)段;Cmi為節(jié)點(diǎn)i處單位容量D邸在單位時(shí)間內(nèi)的維 護(hù)費(fèi)用；j為支路;郵為系統(tǒng)支路數(shù);Cele為度電價(jià)格;IbsW為各季度典型日各時(shí)段流過(guò)支路j 的電流;Rbj為支路j的電阻;TDmaxi為節(jié)點(diǎn)i處DER的年最大出力小時(shí)數(shù)點(diǎn)為度電碳排放量，所 述度電碳排放量為直接碳排放量;4為碳排放罰值系數(shù)，且單位為元Ag,耐良據(jù)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā) 展程度和低碳要求，取值不同。
[0018] 優(yōu)選的，所述步驟2包括：
[0019] 確定所述分布式能源綜合優(yōu)化配置模型的機(jī)會(huì)約束條件，所述機(jī)會(huì)約束條件為在 任何工況下，支路功率不越限的概率不小于〇0且節(jié)點(diǎn)電壓不越限的概率不小于eo的約束條 件：
巧）
[0021] 式(3)中，Prob{*}為事件{*}成立的概率;a〇、e〇均為置信水平;Pj為支路j上的有功 功率瓜max為支路j所允許的功率極限;U為節(jié)點(diǎn)電壓向量;IW為節(jié)點(diǎn)電壓上限;Umin為節(jié)點(diǎn) 電壓下限。
[0022] 優(yōu)選的，所述步驟3中所述分布式能源綜合優(yōu)化配置模型的儲(chǔ)能系統(tǒng)配置原則包 括：
[0023] a.對(duì)所述含有分布式電源的系統(tǒng)中的各分布式電源接入點(diǎn)采用分散配置方式進(jìn) 行儲(chǔ)能配置，即將儲(chǔ)能系統(tǒng)布置在各分布式電源接入點(diǎn)處；
[0024] b.不對(duì)所述含有分布式電源的系統(tǒng)中的接入微型燃?xì)廨啓C(jī)的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)進(jìn)行儲(chǔ)能 配置；
[0025] c.對(duì)所述含有分布式電源的系統(tǒng)中的接入風(fēng)機(jī)及光伏的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)，均配置存有容 量的儲(chǔ)能裝置。
[0026] 優(yōu)選的，所述儲(chǔ)能裝置的容量根據(jù)節(jié)點(diǎn)負(fù)荷特性和DG的出力特性確定，即所述儲(chǔ) 能裝置的儲(chǔ)能裝置容量Cess為：
(4)
[0028] 式(4)中，ta為短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的起始時(shí)間；tb為短期負(fù)荷預(yù)測(cè)的終止時(shí)間;n為預(yù)測(cè) 期間的樣本數(shù);Ya/2為置信區(qū)間為1-a時(shí)對(duì)應(yīng)的上側(cè)a分位數(shù);O 2DG為DG出力預(yù)測(cè)誤差分布方 差;O2Ioad為負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差分布方差。
[0029] 優(yōu)選的，所述步驟4包括：
[0030] 4-1.初始化分解后的所述分布式能源綜合優(yōu)化配置模型及算法參數(shù)；
[0031 ] 4-2.初始化分布式能源位置及容量；
[0032] 4-3.校驗(yàn)所述機(jī)會(huì)約束條件；
[0033] 4-4.用智能優(yōu)化算法求解初始化后的所述分布式能源綜合優(yōu)化配置模型。
[0034] 優(yōu)選的，所述4-1包括：
[0035] d.根據(jù)負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)，確定各負(fù)荷節(jié)點(diǎn)負(fù)荷初值及規(guī)劃水平年所服從的正態(tài)分 布；
[0036] e .根據(jù)風(fēng)速及光照歷史數(shù)據(jù)，確定風(fēng)速及光照參數(shù)；
[0037] f.設(shè)定機(jī)會(huì)約束規(guī)劃的置信水平參數(shù)a〇及00;并確定所述分布式能源綜合優(yōu)化配 置模型中參數(shù)取值。
[0038] 優(yōu)選的，所述4-2包括：
[0039] 根據(jù)地區(qū)的風(fēng)資源、光資源及建設(shè)條件，確定待接入負(fù)荷節(jié)點(diǎn)優(yōu)先接入的分布式 能源類(lèi)型;對(duì)于無(wú)特征的待接入負(fù)荷節(jié)點(diǎn)，則隨機(jī)初始化分布式能源的接入位置和容量，完 成分布式能源位置及容量的初始化。
[0040] 優(yōu)選的，所述4-3包括：
[0041 ]用蒙特卡洛模擬方法校驗(yàn)接入方案的機(jī)會(huì)約束條件；
[0042] 若機(jī)會(huì)約束條件成立，則進(jìn)入4-4;
[0043] 否則返回步驟2。
[0044] 優(yōu)選的，所述4-4包括：
[0045] 用智能優(yōu)化算法中的遺傳算法及粒子群算法求解初始化后的所述分布式能源綜 合優(yōu)化配置模型，直到滿足收斂條件或達(dá)到迭代次數(shù)上限為止，輸出求解結(jié)果。
[0046] 從上述的技術(shù)方案可W看出，本發(fā)明提供了一種基于機(jī)會(huì)約束規(guī)劃的分布式能源 優(yōu)化配置方法，建立分布式能源綜合優(yōu)化配置模型；確定分布式能源綜合優(yōu)化配置模型的 機(jī)會(huì)約束條件;確定所述分布式能源綜合優(yōu)化配置模型的儲(chǔ)能系統(tǒng)配置原則;求解分布式 能源綜合優(yōu)化配置模型。本發(fā)明提出的方法有效提高了配電網(wǎng)對(duì)分布式能源的接納能力； 既能滿足規(guī)劃方案的能效目標(biāo)和低碳目標(biāo)，也能符合經(jīng)濟(jì)性要求，能夠解決不同資源水平、 經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度地區(qū)分布式能源的選址與定容問(wèn)題，確保分布式能源的大規(guī)模應(yīng)用，有效緩 解化石能源引起的環(huán)境污染和能源危機(jī)。
[0047] 與最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有W下優(yōu)異效果：
[004引1、本發(fā)明所提供的技術(shù)方案中，通過(guò)建立分布式能源綜合優(yōu)化配置模型；確定分 布式能源綜合優(yōu)化配置模型的機(jī)會(huì)約束條件;確定所述分布式能源綜合優(yōu)化配置模型的儲(chǔ) 能系統(tǒng)配置原則;求解分布式能源綜合優(yōu)化配置模型。有效提高了配電網(wǎng)對(duì)分布式能源的 接納能力。
[0049] 2、本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，不僅可為主動(dòng)配電網(wǎng)規(guī)劃提供依據(jù)，而且能夠保證 主動(dòng)配電系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，提高系統(tǒng)整體能效，降低運(yùn)維費(fèi)用，提高投資回報(bào)率，為傳統(tǒng) 配電網(wǎng)向現(xiàn)代配電網(wǎng)升級(jí)巧實(shí)基礎(chǔ)。
[0050] 3、本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，既能滿足規(guī)劃方案的能效目標(biāo)和低碳目標(biāo)，也能符 合經(jīng)濟(jì)性要求，能夠解決不同資源水平、經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度地區(qū)分布式能源的選址與定容問(wèn)題， 確保分布式能源的大規(guī)模應(yīng)用，有效緩解化石能源引起的環(huán)境污染和能源危機(jī)。
[0051] 4、本發(fā)明提供的技術(shù)方案，應(yīng)用廣泛，具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說(shuō)明】
[0052] 圖1是本發(fā)明的一種基于機(jī)會(huì)約束規(guī)劃的分布式能源優(yōu)化配置方法的流程圖；
[0053] 圖2是本發(fā)明的分布式能源優(yōu)化配置方法中步驟1的流程示意圖；
[0054] 圖3是本發(fā)明的分布式能源優(yōu)化配置方法中步驟4的流程示意圖；
[0055] 圖4是本發(fā)明的具體應(yīng)用例