[发明专利]一种基于源-荷-网平衡的配电网电力调度方法及系统

权利要求书

1.一种基于源-荷-网平衡的配电网电力调度方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1：构建源-荷-网平衡模型及其约束条件；

S2：在机组变电容量下，以最小化等效负荷波动和负荷峰谷差率为目标构建源-荷-网平衡目标函数；

S3：在约束条件下，求解源-荷-网平衡目标函数，得到机组变电容量下的最优平衡规划方案，以此控制配电网中分布式电源的发电容量和多元负荷的接入容量；

配电网规划的目标是电力电量平衡：“源-荷-网”一体化平衡，即综合考虑分布式电源出力、多元负荷而进行的电力平衡，数学模型为：

G_{分布式电源}+G_机组＝L_常规负荷+L_充电负荷+L_{其他柔性负荷}；

其中：分布式电源包括风电、光伏、燃气轮机，等效负荷包括有常规负荷、电动汽车充电负荷和储能的需求侧响应负荷；

步骤S2中，当机组变电容量确定时：

S2-1：在不考虑分布式电源对负荷的削减作用的情况下，通过调度电动汽车充电负荷，确定能接入的电动汽车充电负荷的大小；

以最小化等效负荷波动为目标函数，即：

其中，P_eq(i)为i时刻的等效负荷，单位MW；P_av为等效负荷的平均值，单位MW；

约束条件为：

G_{分布式电源}+G_机组＝P_eq；

G_机组＝L_传统负荷；

其中，和分别是区域光伏功率最大有功功率和区域电动汽车最大充电功率；可接入的电动汽车充电负荷P_EV全部作为可中断负荷参与电网的调控，电动汽车接入负荷大小由地区充电桩规划数量、变压器和线路容量、负载率、功率因数所决定，具体为：

P_EV＝n*P_充*同时率；

P_max＝βS_Ncosθ/k_s-P_H；

其中，P_max为10kV母线所能接入的充换电站的最大充电功率；β为变压器的负载率；S_N为变压器容量；P_H为变压器所带常规负荷的有功功率；k_s为用户用电负荷的同时系数；cosθ为功率因数；n为区域充电桩数量，受限于区域建设面积，P_充为单台电动汽车的充电功率；

此时，得到配电网规划指标：

S2-2：在不考虑电动汽车充电负荷调度对等效负荷的削峰填谷作用的情况下，通过光伏发电和储能局域的协同调度，确定光伏接入的功率的大小；

以负荷峰谷差率最小为目标，新增储能电池和光伏发电约束条件：

a)储能电池充放电功率约束：

0≤P_scharge(i)≤P_scharmax；

-P_sdischarmax≤P_sdischarge(i)≤0；

其中，P_scharmax为储能电池的最大充电功率，单位MW；P_sdischarmax为储能电池的最大放电功率，单位MW；P_scharge(i)为i时刻储能电池的充电功率，单位MW；P_sdischarge(i)为i时刻储能电池的放电功率，单位MW；

b)光伏最大发电功率约束：

光伏总发电量G_PV＝光伏电池的有效面积*年平均太阳光总辐射强度*年有效日照时间*组件效率*系统效率；

光伏电池的有效面积以规划用电的建筑面积为准，根据区域规划的建筑面积，可计算光伏发电的最大功率

c)光伏并网可靠性约束：

其中，λ为光伏并网的可靠性系数；

此时，得到配电网规划指标：光伏渗透率＝光伏装机容量/区域峰值*100％；

S2-3：考虑电动汽车充电与分布式电源的资源互补作用，通过电动汽车充电与分布式电源协调控制，实现光伏发电的就地消纳，确定区域电动汽车和光伏接入的最大容量；

电动汽车包括有序充电和无序充电两种情况，P_EV1表示电动汽车无序充电负荷大小，P_EV2表示电动汽车有序充电负荷大小，即可调负荷，则等效负荷为：P_eq＝P_EV1+P_常规；

约束条件转变为：

G_PV-P_EV2+G_机组＝P_EV1+P_常规；

G_机组＝P_EV1+P_传统负荷；

此时，得到配电网规划指标：充电负荷响应系数：μ＝P_EV2/(P_EV1+P_EV2)；

充电负荷渗透率：P_EV2/区域峰值*100％；

光伏发电利用效率：G_PV/(G_PV+G_机组)*100％；

步骤S3中，根据对源-荷-网平衡目标函数的求解，以得到的多个配电网规划指标构建最优平衡规划方案，以此控制配电网中分布式电源的发电容量和多元负荷的接入容量。