本發明涉及一種配電網優化方法,尤其涉及一種提升配電網源荷儲能接納能力的分級動態重構優化方法。
背景技術:
1、分布式新能源規模化接入配電網,使得配電網形態和功能發生了深刻變化,配電網需要更加高效地配置和利用源網荷儲資源,以減少碳排放,提高能源利用效率。復雜的配電網拓撲和饋線互聯關系增加了電網運行的復雜性和不確定性,對電網的安全性提出了更高要求。
2、目前配電網重構是一種重要的優化手段,它通過改變分段開關和聯絡開關的組合狀態,重新組合優化網絡運行結構,以達到降低網損、消除過載、平衡負荷、提高電壓質量等目的。在調度周期內,這種重構手段能夠改善網絡潮流分布,對于促進新能源光伏消納和提高變壓器帶載運行的安全性具有積極作用。
3、然而,在復雜配電網的背景下,復雜配電網的拓撲結構和饋線互聯關系更加復雜,負荷分布情況也更為多變,如果不考慮負荷分布情況,盲目地對變壓器間、變電站間的聯絡開關狀態進行頻繁調節,很可能會破壞配電網的穩定運行狀態,導致電壓波動、電流過載等問題,從而增加配電網運行的安全隱患。同時實際運行的配電網中不同等級的聯絡開關除了帶載的重要程度不同,在實際調度中所需的決策預留時間也不同,重要程度高的聯絡開關需要留給調度人員更多時間進行決策。
4、因此,為了解決上述技術問題,亟需提出一種新的技術手段。
技術實現思路
1、有鑒于此,本發明的目的是提供一種提升配電網源荷儲能接納能力的分級動態重構優化方法,通過充分考慮配電網各聯絡開關的影響程度,在此基礎上進行分類分級,并通過分級開關動作、儲能、工業負荷需求響應等手段,考慮新能源出力、切負荷多時間尺度問題,自身資源充分利用的同時有效減少變壓器間、變電站間不必要的潮流大幅轉移,實現配電網最優化運行,有效提高配電網安全可靠性和經濟性。
2、本發明提供的一種提升配電網源荷儲能接納能力的分級動態重構優化方法,包括以下步驟:
3、s1.確定配電網的網絡拓撲結構,將配電網中的聯絡開關支路分為i級聯絡開關支路集合和ii級聯絡開關支路集合;
4、s2.構建第一階段日前動態重構優化模型,并基于第一階段日前動態重構優化模型求解得到配電網的儲能系統充放電日前計劃量、工業負荷需求響應以及i級聯絡開關支路集合中聯絡開關的狀態;
5、s3.保持i級聯絡開關支路集合中聯絡開關的狀態不變,構建第二階段日內動態重構優化模型,并基于第二階段日內動態重構優化模型求解得到配電網中新能源功率輸出量、普通負荷削減量以及ii級聯絡開關支路集合中聯絡開關的狀態;
6、s4.以第二階段日內動態重構優化模型求解得到的結果按照設定的時間窗口滾動控制日內配電網工作。
7、進一步,i級聯絡開關支路集合為不同變電站間以及不同變壓器間的聯絡開關組成;
8、ii級聯絡開關支路集合為同一個變壓器下不同線路上的聯絡開關組成。
9、進一步,構建第一階段日前動態重構優化模型具體包括:
10、構建決策變量集合xit:
11、
12、其中:xit為第一階段日前動態重構的優化決策變量集合,
13、為i級聯絡開關支路e在t時刻的開關狀態,屬于0-1整數變量,1表示支路ij開關閉合,0表示支路ij開關斷開;和為配網中儲能節點n在t時刻內的充電和放電功率;為需求側響應節點m在t時刻內轉移的負荷量;sbees和sdr分別表示優化對象配電網中儲能節點集合和需求側響應工業負荷節點集合;ti表示第一階段日前優化時域,取值為24小時;
14、構建第一階段日前動態重構優化模型:
15、
16、其中:λloss、λdr、λbess和λco2分別表示配電網網絡損耗、需求響應補償、儲能運維和碳排放懲罰的單位成本;sg和ssub分別為網絡中所有節點集合和變電站節點集合;rij為支路ij的電阻阻值;iij,t為支路ij在t時刻的電流值;為變電站變壓器節點j在t時刻的有功功率值。
17、進一步,第一階段日前動態重構優化模型具有以下約束:
18、配電網潮流約束:
19、
20、其中:vi,t和vj,t分別為節點i和j在t時刻的電壓值;pij,t和qij,t分別為網絡中支路ij在t時刻的有功和無功功率;xij為支路ij的電抗值;和分別表示節點j在t時刻的變電站變壓器、新能源光伏、儲能和需求側響應有功功率值;pj,t表示節點j在t時刻的等效有功功率交互量;
21、配電網節點電壓、電流狀態安全約束及各功率調節范圍約束:
22、
23、新能源出力、儲能系統的充放電功率和需求側響應功率約束:
24、
25、其中:表示節點j的新能源光伏出力上限值;和表示節點j儲能的充放電最大功率值;和分別為節點j儲能在t時刻的充放電狀態0-1整數變量;
26、i級聯絡開關動作約束:
27、
28、其中:nbus和nsub分別為配電網中節點數量和變電站數量;和為i級聯絡開關支路e在t時刻和t-1時刻的開關狀態;和分別表征i級開關支路e在t時刻切換狀態的二進制變量,為1則代表i級支路開關由斷開狀態切換為閉合狀態,為1則代表i級支路開關由閉合狀態切換為斷開狀態。
29、進一步,保持i級聯絡開關支路集合中聯絡開關的狀態不變,構建第二階段日內動態重構優化模型具體包括:
30、構建優化決策變量:
31、
32、其中:xiit表示第二階段日內動態重構的優化決策變量集合;為ii級聯絡開關支路e在t時刻的開關狀態;和為配網中節點j在t時刻內的新能源功率輸出量和負荷削減量;tii表示第二階段的優化時間域,通常取1小時,優化步長為15min;
33、構建第二階段日內動態重構優化模型:
34、
35、其中:λload和λtrans分別表示配電網負荷削減單位成本和負載均衡因數。
36、進一步,第二階段日內動態重構優化模型具有以下約束條件:
37、
38、本發明的有益效果:通過本發明,對配電網支路開關進行分級考量,協同網絡動態重構、儲能、需求響應等靈活性手段,考慮新能源出力、切負荷多時間尺度問題,自身資源充分利用的同時有效減少變壓器間、變電站間不必要的潮流大幅轉移,提高配電網安全可靠性和經濟性。
39、可以減小因可再生能源的預測誤差導致的配電網優化決策方案的不準確性,日內的滾動優化可以對日前優化進行較好的修正,動態重構優化方法的參數設定架構簡單快速易于實現,是傳統配電網網絡重構優化技術的有效補充。
1.一種提升配電網源荷儲能接納能力的分級動態重構優化方法,其特征在于:包括以下步驟:
2.根據權利要求1所述提升配電網源荷儲能接納能力的分級動態重構優化方法,其特征在于:i級聯絡開關支路集合為不同變電站間以及不同變壓器間的聯絡開關組成;
3.根據權利要求1所述提升配電網源荷儲能接納能力的分級動態重構優化方法,其特征在于:構建第一階段日前動態重構優化模型具體包括:
4.根據權利要求3所述提升配電網源荷儲能接納能力的分級動態重構優化方法,其特征在于:第一階段日前動態重構優化模型具有以下約束:
5.根據權利要求1所述提升配電網源荷儲能接納能力的分級動態重構優化方法,其特征在于:保持i級聯絡開關支路集合中聯絡開關的狀態不變,構建第二階段日內動態重構優化模型具體包括:
6.根據權利要求1所述提升配電網源荷儲能接納能力的分級動態重構優化方法,其特征在于:第二階段日內動態重構優化模型具有以下約束條件: