[发明专利]考虑储能并计及光伏随机性的分布式电源优化配置方法

说明书

本发明公开了一种考虑储能并计及光伏随机性的分布式电源优化配置方法，包括以下步骤：首先，基于核密度估计和K‑means聚类方法，根据大量的光伏出力历史数据，构建了分布式电源出力典型日场景生成方法；进一步，基于双层规划理论，在上层以年化总成本最低为目标的基础上，下层分别从综合社会收益和电力公司收益两个角度出发，建立将规划与运行相机和的分布式电源双层规划模型；最后，将随机场景生成与分布式电源双层规划模型相结合，通过智能优化算法计算得到满足负荷需求的分布式电源优化配置方案。本发明提出的双层规划模型可以从不同利益方出发，给出包括配置节点和容量的分布式电源优化配置方案，有效降低系统年化总成本。

技术领域

本发明特别涉及一种考虑储能并计及光伏随机性的分布式电源优化配置 方法。

背景技术

随着经济的发展和发电技术的进步，分布式发电(distributed generation, DG)开始逐渐大规模接入配网。在我国提倡节能减排的背景下，由于分布式 发电(DG)大多数为环境友好型能源，越来越多的研究和投资开始投入至 DG发电技术的发展中。根据我国国家能源局发布的《新兴能源产业发展规 划》，到2020年，我国风电装机容量将超过1.5亿kW，光伏发电装机容量 将超过20GW，生物质能发电装机容量将超过30GW。为妥善解决大规模分布式电源的并网与运行给配网系统带来的影响，分布式发电技术，具体包括 分布式电源的并网控制、优化配置与优化调度成为电力工业行业中一个重要 的的研究内容。

合理的电源配置能够减少能耗、改善环境污染，配电网的电能质量和供 电可靠性还可以得到提高，在我国长期以来的长距离、大容量输电环境下， DG可以为我国传统电网提供有效补充，发展潜力极大。除此之外，在分布 式电源接入后，与传统电网调度模式相比，电力调度工作因分布式电源在分 布上的离散性和出力上的波动性而变得更为复杂，因此更需要考虑大规模分 布式电源接入对配电网运行调度的影响。

针对分布式电源的随机性，构建了基于核密度估计和K-means聚类的分 布式电源出力典型日场景生成方法；建立多类型分布式电源的双层优化配置 模型，并分别采用遗传算法和粒子群优化算出力上下层优化问题。模型能得 到兼顾社会收益和电力公司利益的多类型分布式电源优化配置方案，有效降 低系统运行成本。

核密度估计：基于大量历史数据，通过核函数描述数据分布，得到变量 的概率密度函数，从而描述变量的随机性。

双层优化配置模型：强调先配置后运行的逻辑关系，上层给出优化配置 方案，下层依据上层的优化配置方案进行系统的运行并返回上层，适用于两 阶段规划问题。

分布式电源类型较多，包括风力发电机、光伏电池、微型燃气轮机、柴 油机、储能电池等。分布式电源接入有利于提高配电网可靠性，降低碳排放， 延缓电网建设投资，但分布式电源也会给配电网带来电压稳定性、分布式电 源消纳等不确定性问题。因此需要对分布式电源进行合理规划，以规避分布 式电源给配电网带来的问题，并最大限度地发挥分布式电源优势。目前分布 式电源的配置一般采用简单的单层规划模型，并对风电、光伏出力的不确定 性欠缺考虑。

发明内容

本发明的目的是提供一种考虑储能并计及光伏随机性的分布式电源优化 配置方法，对不确定性电源的出力采用核密度估计方案进行描述，并采用将 规划与运行相结合的双层规划方法进行建模，实现考虑随机性的分布式电源 规划，主要规划电源包括光伏电池组、微型燃气轮机以及储能电池。

为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种考虑储能并计及光伏随机性的分布式电源优化配置方法，其特征在 于，包含如下步骤：

S1，根据分布式电源原理及结构，进行分布式电源出力特性数学建模， 得到分布式电源双层优化配置模型；

S2，基于规划区域光伏出力历史数据，利用合理密度估计方法确定规划 区域的光伏出力概率密度函数；采用K-means聚类方法生成规划区域的典型 日光伏出力序列；