[发明专利]一种含多微网主动配电系统分散协同经济调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及主动配电系统经济优化调度，属于智能电网领域，具体涉及含多微网主动配电系统分散协同经济调度方法。

技术背景

目前，新能源并网发电主要通过集中式接入输电网或者分布式接入本地配电系统来实现。分布式直接通过负荷侧接入，在保障高供电可靠性的同时具有很好的灵活性。随着配电自动化技术的发展，主动配电系统的概念应运而生，主动配电系统包含多种分布式电源，能够通过调度各分布式电源出力和使用灵活的网络拓扑来管理潮流，从而使得整个配电系统更高效经济地运行。主动配电系统的经济调度一直是国内外研究的重点内容。随着分布式能源的发展，越来越多的微网开始接入主动配电系统，形成了含多微网的主动配电系统。多微网系统和主动配电系统协同优化调度成为了解决大规模微网应用的关键技术。传统的集中式调度方法在收集到全系统遥测、遥信等信息的基础上集中地对电网运行状态进行调控和决策。然而在大量分布式能源接入配电网后，状态变量和决策变量剧增，集中式的调度方式暴露出海量信息难以处理、可维护性低、系统可靠性低等问题。同时，由于多微网系统的接入会给主动配电系统的运行控制带来很大影响，比如会带来网络损耗的增加，节点电压的波动等等，所以如何保障配电系统运行的可靠性和较高的电能质量是一个关键问题。含多微网主动配电系统分散协同经济调度方法研究在实际应用中有更强的适应性和鲁棒性，具有十分重要的理论与现实意义。

发明内容

本发明要解决的问题是，克服现有技术中的不足，提供一种基于市场环境的含多微网主动配电系统分散协同经济调度方法。本发明在调度方案设计中，考虑了各分布式电源耗能特性、负荷的波动性以及市场环境下的实时电价，同时还设计了一种多微网分散协同优化调度方法，获得了更具实用性的调度方案，并以此调度方案作为基础，在主动配电系统中采用网络重构来保障系统运行的可靠性和较高的电能质量。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种含多微网主动配电系统分散协同经济调度方法,包括以下步骤：

步骤(1)建立分布式电源优化运行模型，求解最优调度模型，计算微网节点电价；

考虑微网中微型燃气轮机(micro gas turbine,MT)、燃料电池(fuel cell,FC)、储能设备(energy storage,ES)的出力特性和耗能特性以及风电(wind turbine,WT)、光伏(photovoltaic,PV)的随机出力特性，采用原对偶内点法(primal-dual interior point method,PDIPM)计算出微网各节点电价。

步骤(2)设计多微网分散协同优化调度框架，并以此确定各分布式电源出力大小；

根据步骤1中计算得到的微网节点电价，设计一种分散协同调度框架，得到联络线上的交换功率和各分布式电源的出力大小，实现多微网系统经济最优运行。

步骤(3)研究考虑多微网接入影响的主动配电网优化模型及其求解方法；

在步骤2的基础上，建立考虑多微网接入影响的主动配电系统优化调度模型，实现多微网系统接入配电系统后的安全经济运行。

所述步骤(1)是通过下述方式实现的：

1-1.设计各分布式电源经济调度优化模型，包括微型燃气轮机、燃料电池和储能设备；具体实现方式如下:

a)微型燃气轮机优化模型

在一个调度时间段Δt内，作如下假设：微型燃气轮机的有功出力恒定，

取Δt为1h来分析。微型燃气轮机发电过程中的燃料消耗费用计算公

式为：

式中C_ng为天然气价格，取2.5元/m³；LHV_ng为天然气低热值，取9.7kW·h/m³；P_MT为燃气轮机输出的电功率；η_MT为燃气轮机的发电效率，其函数值与P_MT大小有关，η_MT的函数曲线如附录图1中所示。

b)燃料电池优化模型

燃料电池发电过程中的燃料消耗费用计算公式为

式中P_FC、η_FC分别为燃料电池的输出功率与输出效率。

c)储能设备优化模型

储能设备的荷电状态是指电池剩余电量和电池标称总容量的比值。在某一时刻t的荷电状态计算公式为：