[发明专利]高渗透率间歇式新能源接入配电网需求侧管理系统及方法

说明书

本发明公开了一种高渗透率间歇式新能源接入配电网的需求侧管理系统，该配电网包括间歇式新能源和负荷群，所述需求侧管理系统采用分层控制架构，包括上层的需求侧决策系统，下层的负荷群控系统。本发明采用分层控制架构，将负荷划分为若干负荷群，设置决策系统和群控系统，简化了通信网络，增强了系统扩展性，一方面简化了上层决策系统的计算复杂度，提高响应速度；另一方面，下层群控系统可与具体负荷设备紧密联系，分析负荷特性，进行广义电池等效，可在控制的同时不破坏负荷使用特性。

技术领域

本发明涉及智能配电网技术领域，具体涉及一种高渗透率间歇式新能源接入配电网的需求侧管理系统及方法。

背景技术

随着新能源技术的大力发展，大规模的可再生能源接入电网，而这些可再生能源往往存在间歇性，典型的是光伏和风电。新能源的间歇性给电网调度带来了新的挑战，诸如功率倒送、电压越限、大幅功率波动等问题。而随着智能电网的兴起和通信技术的发展，需求侧与电网侧的信息通道飞速增涨，通过需求侧管理实现间歇式能源的就地消纳变得可行，通过需求侧管理技术可以有效提高配网新能源渗透率。

目前，因电压越限、潮流倒送、继保误动等问题存在，新能源接入配电网的规模一直受到限制，弃风、弃光屡见不鲜，渗透率卡在较低的瓶颈。若采用合适的需求侧管理技术，实现间歇式能源的就地消纳，则能有效避免间歇式能源对大电网的冲击，进一步提高新能源接入的渗透率。现有的需求侧管理研究主要有两个方向，一个是以平衡电网实时功率波动为目的的直接负荷控制，但这种控制方法只是理论上可行，实际负荷不可能接受如此高频的控制；另一个是根据预测信息进行长时间尺度的需求侧用电安排，可以完成长时间尺度的消纳任务，但无法应对高渗透率间歇式新能源的短时波动。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高渗透率间歇式新能源接入配电网的需求侧管理系统及方法，可以显著增强间歇式能源的就地消纳能力，有利于新能源的推广和接入电网使用。

本发明通过以下技术方案实现：

一种高渗透率间歇式新能源接入配电网的需求侧管理系统，该配电网包括间歇式新能源和负荷群，所述需求侧管理系统采用分层控制架构，包括上层的需求侧决策系统，下层的负荷群控系统；

所述需求侧决策系统根据配电网的历史数据进行负荷预测和发电预测，生成用电计划，进行需求侧一次管理，需求侧一次管理完成长时间尺度上的间歇式新能源消纳，使新能源出力曲线和负荷曲线趋势吻合；根据配电网的实时数据计算实时负荷以调整计划目标，进行需求侧二次管理；根据负荷群控系统上传的负荷群状态进行功率目标优化分配，完成控制目标的同时尽量保持负荷的多样性；

所述负荷群控系统控制配电网的负荷群中的负荷设备，监测负荷群的运行状态，计算负荷群的调节能力并上传需求侧决策系统，将需求侧决策系统下达的控制目标分配到负荷设备，完成控制目标的同时尽量满足用户对设备的正常使用需求。

本发明的进一步方案是，所述配电网的负荷设备按照拓扑划分为多个负荷群，每个负荷群分别设置有负荷群控系统。

本发明的进一步方案是，所述负荷群控系统采用大数据分析方法进行广义电池等效，以计算负荷群的调节能力。

本发明的进一步方案是，所述负荷群控系统采用多种控制手段分别控制不同分类的负荷。

一种高渗透率间歇式新能源接入配电网的需求侧管理方法，包括以下步骤：

S1:在电网的响应区域内设置需求侧决策系统，将响应区域内参与需求侧响应的负荷按拓扑结构划分为若干个负荷群，每个负荷群设置一个负荷群控系统；

S2: 负荷群控系统获取各负荷群的状态，计算出各自所对应负荷群的可调节能力，并上传至需求侧决策系统；