[发明专利]一种协调多种可控单元的主动配电系统优化调度方法

说明书

本发明公开了一种协调多种可控单元的主动配电系统优化调度方法，充分利用可再生能源发电的功率调节能力，在保证系统安全运行的前提下提高了配电系统对清洁可再生能源发电的消纳能力，节省了无功补偿设备的投入；与现有普遍以经济性为目标的主动配电系统优化调度模型相比，以清洁可再生能源高效利用为优化目标代替系统运行经济性目标，并加入了电压质量提升目标，建立了多目标的优化调度模型。

技术领域

本发明属于配系统的运行控制方法技术领域，具体涉及一种协调多种可控单元的主动配电系统优化调度方法。

背景技术

随着环境污染与化石能源危机愈发突出，近年来我国由北向南陆续爆发了严重的雾霾天气，一时间“雾霾笼罩”、“PM2.5”等话题引发了全社会的广泛讨论与关注。在电力领域，推动清洁可再生能源发电迅速发展并加强其利用效率成为了解决我国日益凸显的能源需求增长与能源紧缺、环境保护之间矛盾的必然选择。

配电网是电力系统向用户供电的重要网络，近年来，清洁可再生能源发电分布式接入配电网的运行方式已被实践证明可行，随着分布式能源(distributed energyresources，DERs)更加广泛的接入配电网，使得配电网必须朝着兼容大量可再生分布式发电(distributed generation，DG)的方向发展。然而，由于分布式能源在配电网中接入容量的持续增加、柔性可控负荷(controllable load，CL)的不断增多，传统配电网的调度方式落后、网络架构薄弱、自动化程度低等问题极大地限制了分布式能源的大规模并网，难以满足用户对于电能质量及供电可靠性的要求。因此，“主动配电网”的概念应运而生，2012年国际大电网会议又将“主动配电网”扩充为“主动配电系统”，认为配电网将演变为充分利用分布式发电、储能与可控负荷等进行主动控制的，具有运行调节能力的有机系统。

主动配电系统相较于传统配电网而言，能主动控制接入系统中的各类分布式资源及可控负荷，使系统内资源主动参与运行调节，实现对配电区域内有功和无功功率的主动管理以及用户的主动响应，达到配电系统优化运行、清洁可再生能源能源高效利用和充分消纳的目标，降低分布式发电单元大量并网造成的冲击。因此，充分利用能量管理系统，协调系统中各类可控单元进行合理调度成为主动配电系统的技术关键。而由于风电(windturbines，WT)与光伏(photovoltaic，PV)等清洁可再生能源发电的不确定性、储能系统(energy storage system，ESS)因自身能量限制引发的时间尺度上的耦合性以及柔性可控负荷在极端情况下可削减的特性等因素，主动配电系统协调各类可控单元的优化调度更加复杂，仅仅基于最优潮流的优化调度模型及求解算法已不适用。故探索主动配电系统的优化调度策略、协调控制系统中各类可控单元优化运行，对于解决分布式能源并网对系统电能质量的影响及实现清洁可再生能源发电的高效利用具有重要价值。

目前，主动配电系统优化调度的研究成果丰富，为本领域的技术发展奠定了充实基础，但仍有不足。首先，优化模型大多考虑运行成本等经济性因素，未能体现主动配电系统促进清洁可再生能源高效消纳的核心目标。其次，针对优化调度模型中多个优化目标的处理，大多采用直接加权重系数或专家打分法求解权重的方法将其转化为单目标，但这种方法不能体现不同目标的属性特征，难以获取根据实际情况的最优调度策略。再次，目前的研究大多将风电、光伏等可再生能源发电视为不可控单元，忽略了其自身的功率调节能力对配电系统运行控制的影响，未能充分利用全部可调度资源。因此针对主动配电系统核心目标建模，充分利用系统内全部的可控单元协调优化，考虑多个目标的特性进行联合求解具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种协调多种可控单元的主动配电系统优化调度方法，在充分利用可再生分布式发电单元自身功率调节能力的条件下，能够实现清洁可再生能源的安全并网和高效利用。

本发明的技术方案为，一种协调多种可控单元的主动配电系统优化调度方法，主要包括建立主动配电系统协调优化调度模型并利用多目标头脑风暴优化算法求解，具体按照以下步骤实施：