[发明专利]一种考虑灵活性供需平衡以及响应速度的集群的划分方法

说明书

本发明涉及一种考虑灵活性供需平衡以及响应速度的集群划分方法。首先，分析了风光并网对负荷产生的影响，研究了集群内分布式电源及其负荷为系统提供灵活性的能力；其次，提出了分布式电源集群灵活性供需平衡指标、响应速度指标与模块度指标结合的综合指标；最后采用改进遗传算法对分布式电源集群进行划分。与现有技术相比，本发明既能保证集群结构性，又能保证集群内灵活性资源的供需平衡，提高集群的自治能力，并充分发挥集群内灵活性资源的响应特性，提高集群参与系统调频的能力。

技术领域

本发明涉及分布式电源调控技术领域，尤其是涉及分布式电源参与系统调频调峰的方法，具体涉及一种考虑灵活性供需平衡以及响应速度的集群的划分方法。

背景技术

为实现碳达峰碳中和目标，大力发展可再生资源以替代不可再生能源已成为趋势。与此同时，大规模可再生能源的接入将对传统配电网的规划和运行带来极大的挑战。

随着电网中分布式电源的比例不断增加，它引起了诸多问题，例如节点电压越限和反向功率传输。给电网的调频、调压、调峰增加了难度。另外，分布式电源输出的不确定性增加了电网中净负载的波动性，并提高了系统的灵活性需求，且由于分布式电源具有单机容量小、接入点分散和接入方式多样的特点，大大提高了集中控制的难度。为了使分布式电源接入电网更加地安全可靠，将分布式电源划分成集群，以集群为单位进行调度和控制，成为一种行之有效的解决方案。而目前针对分布式电源集群划分的研究普遍集中在根据电网运行不同的需求及控制目标对集群划分的指标、算法等进行了研究，但都没有对集群应对系统调频调峰的问题进行研究。当系统负荷有功波动较大时，为使分布式电源集群能够平衡集群内负荷，并快速地响应系统频率调节，有必要研究考虑集群内灵活性供需平衡和集群响应速度的集群划分方法，提高集群参与系统调频调峰的能力。

发明内容

本发明的目的就是为了提高集群参与系统调频调峰的能力而提出一种分布式电源集群划分方法，其综合集群灵活性供需平衡指标、响应速度指标与模块度指标进行集群划分，既能保证集群结构性，又能保证集群内灵活性资源的供需平衡，提高集群的自治能力，并充分发挥集群内灵活性资源的响应特性，提高集群参与系统调频的能力。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种考虑灵活性供需平衡以及响应速度的集群的划分方法，包括以下步骤：

1)采用遗传算法，输入原始数据并对遗传算法进行初始化，生成初始种群，所述原始数据包括网络拓扑、线路参数、负荷数据、分布式电源出力数据、各灵活性资源参数；

2)依据灵活性资源分配策略进行灵活性供需匹配计算；

3)将灵活性供需匹配计算得到的结果作为输入计算集群灵活性供需平衡度指标；

4)将灵活性供需匹配计算得到的结果作为输入计算集群响应速度指标；

5)根据输入的原始数据进行潮流计算得到电压灵敏度，基于节点电压灵敏度的欧氏距离计算得到电气距离进而计算集群模块度指标；

6)综合所述集群模块度指标、所述集群灵活性供需平衡度指标、所述集群响应速度指标为遗传算法适应度评价指标，并应用精英保留策略进行集群划分。

进一步的，所述灵活性资源为考虑常规机组、储能设备、可中断负荷三种灵活性资源，其中，储能设备提供灵活性资源能力表达式为：

式中：P_max,char,sn,P_max,disc,sn分别表示集群c内第n台储能设备sn的最大充电功率和最大放电功率；分别表示集群c内第n台储能设备sn的最大、最小容量；η_sn表示集群c内第n台储能设备sn的充放电效率；