CN104505826B - 一种主动配电网协调优化控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种主动配电网协调优化控制方法，包括以下步骤：将主动配电网分为台区级和配网级，并分别确定台区级、配网级的可调度容量和功率曲线；确定主动配电网协调优化评价指标，并选取协调优化策略，实施协调优化控制；对协调优化策略进行评估，并根据评估结果，更新协调优化策略库。本发明针对不同的时间尺度的优化需求和台区级、配网级运行状态，自动调整优化目标，并从优化控制策略库中选取优化策略，执行各级别的优化控制，提高协调优化控制的智能化和自动化；设计优化控制策略库，为协调控制提供优化策略，并根据协调控制效果对策略进行更新与维护，为优化控制提供理论基础，提高协调优化控制的效率。
Description
技术领域
本发明属于主动配电网技术领域，具体涉及一种主动配电网协调优化控制方法。
背景技术
分布式能源、微网、储能装置、需求侧负荷等电网新元素的出现，对配电网的运行与调度提出了新的要求，主动配电网的概念应运而生。主动配电网(Active Distribution Networks,ADN)是根据电力系统的实际运行状态，以经济性、安全性为控制目标，对大量接入的分布式电源进行主动管理，对电网、发电机、柔性负荷进行自适应调节的配电网。ADN能够实现间歇式新能源的充分消纳，实现能量的双向流动和资源的优化配置。
主动配电网的建设目标是提升配电网对分布式能源的消纳能力，降低配电网运行过程中的峰谷差和综合网损，满足用户对高品质供用电的定制需求，促进终端用户对电力系统优化运行的主动参与能力，进一步挖掘电力系统的设备利用潜力，有效提升能源综合利用水平。为实现这一目标，需要对接入配电网的各种能源进行协调优化控制，充分利用各种可调资源，优化调度技术，降低分布式电源带来的不利影响，提升配电网运行效益和经济效益。
目前针对主动配电网的协调控制主要分为两种方式：一是源端控制，即对单一分布式电源点、储能单元、微网等进行控制；二是网端控制，即从配网层面对多能源系统进行集中的控制。但是这两种方式都具有局限性，首先表现为只针对源、网、荷的某一方面进行控制，不能从整体的角度进行协调优化；其次对各种接入配电网的资源不加区分，不考虑电压等级差别，很难做到优化协调；最后协调控制的目标单一，无法针对不同的优化目标切换不同的优化策略，实现互动。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种主动配电网协调优化控制方法，根据台区级和配网级的不同优化目标，设计优化控制策略库，为协调控制提供优化策略，并根据协调控制效果对策略进行更新与维护，为优化控制提供理论基础，提高协调优化控制的效率。
为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
本发明提供一种主动配电网协调优化控制方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤1：将主动配电网分为台区级和配网级，并分别确定台区级、配网级的可调度容量和功率曲线；
步骤2：确定协调优化评价指标，并选取协调优化策略，实施协调优化控制；
步骤3：根据协调优化评价指标对协调优化策略进行评估，并根据评估结果，更新协调优化策略库。
所述步骤1中，台区级和配网级的可调度容量分别按照以下方式确定：
(1)通过对接入台区级的可调度资源进行综合分析得出台区级的可调度容量，并上传到配网级相应节点；
(2)通过对下辖各台区上送的调度容量以及直接接入配网级的可调度资源进行综合分析得出配网级的可调度容量；
所述可调度资源包括微网、分布式电源、储能单元以及柔性负荷。
所述步骤1中，台区级和配网级的功率曲线分别按照以下方式确定：
(1)以台区级的可调度容量为基础，以配网级相应节点下发的关口功率曲线为约束条件，根据台区级当前运行状态和运行趋势确定台区级当前的优化目标，并生成台区级中各可调度资源的功率曲线；
(2)以配网级的可调度容量为基础，以主网关口功率曲线为约束条件，根据配网级当前的运行状态和运行趋势确定配网级当前的优化目标，生成配网级的功率曲线并下发到各台区节点。
所述步骤2中，根据分布式电源、储能、柔性负荷的特性以及配电网安全运行需要确定协调优化评价指标；
协调优化评价指标包括正常运行状态协调优化评价指标、异常运行状态协调优化评价指标和故障运行状态协调优化评价指标；
正常运行状态协调优化评价指标包括削峰填谷、新能源最大化消纳和降低网损；
异常运行状态协调优化评价指标包括消除运行越限；
故障运行状态协调优化评价指标包括减少停电面积和减少停电时间。
所述步骤2中，根据确定的协调优化评价指标，从协调优化策略库中搜索，如果当前运行场景的协调优化策略不存在，则选取两个类似场景的协调优化策略进行自动融合，形成当前场景的协调优化策略；优化策略选取完成之后，根据当前运行级别实施协调优化控制，并重新分析生成当前级别的可调度容量，上传到上级节点，同时生成下一级别的功率曲线，下发到下级节点。
所述步骤3具体包括以下步骤：
步骤3-1：确定协调优化评价指标；
步骤3-2：确定协调优化评价指标中每个指标的权重；
步骤3-3：对协调优化策略进行评估，并更新协调优化策略库。
所述步骤3-1中，协调优化评价指标包括企业经济效益指标、电网安全运行指标和主动配电网优化指标；
企业经济效益指标包括峰谷差值、网损水平、可避免电量成本和容量利用率；
电网安全运行指标包括线路重载率、平均停电时间、电能质量提升和电压合格率；
主动配电网优化指标包括新能源消纳率、负荷转供能力和需求侧参与度。
所述步骤3-2中，采用主观赋权法与客观赋权法相结合的指标赋权法确定协调优化评价指标中每个指标的权重；步骤3-2具体包括以下步骤：
步骤3-2-1：采用德尔菲法对各指标进行赋权；
过程包括：选定专家；编制评价指标权重征询表；向专家征询调查意见；统计处理；各位专家根据反馈信息修正上轮指标打分结果；循环反馈和修正，得出各指标的权重；
步骤3-2-2：采用变异系数法对各指标进行赋权；
过程包括：构建特征矩阵；计算各指标的标准差，用来反映各指标的绝对变异程度；计算各指标的变异系数，用来反映各指标的相对变异程度；对各指标的变异系数进行归一化处理，得出各指标的权重；
步骤3-2-3：采用乘法集成法对以上两种方法得到的指标权重进行组合，即利用几何平均算法，对权重乘积进行归一化处理，形成最终各个指标的权重。
所述步骤3-3中，通过对各个指标进行打分，利用指标的权重计算出总得分，对优化策略执行后的配电网运行情况进行评估；如果评估结果高于总得分，表示协调优化策略为合格的协调优化策略，对合格的协调优化策略在安全性、可靠性、经济性、优质性等方面进行分析，形成最终的协调优化策略，并更新协调优化策略库；如果评估结果低于或等于总得分，则结束流程。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)根据电压等级和管理层次，将主动配电网的协调优化控制分为台区级和配网级两个级别，对接入不同级别的分布式电源、储能单元、柔性负荷分别调控，提高协调控制的针对性和有效性；
(2)针对不同的时间尺度的优化需求和台区级、配网级运行状态，自动调整优化目标，并从优化控制策略库中选取优化策略，执行各级别的优化控制，提高协调优化控制的智能化和自动化；
(3)根据台区级和配网级的不同优化目标，设计协调优化策略库，为协调控制提供优化策略，并根据协调控制效果对策略进行更新与维护，为协调优化提供理论基础，提高协调优化的效率。
附图说明
图1是本发明实施例中主动配电网协调优化两级控制架构示意图；
图2是本发明实施例中主动配电网两级协调优化控制关系示意图；
图3是本发明实施例中单级优化控制过程示意图；
图4是本发明实施例中协调优化策略评估流程示意图；
图5是本发明实施例中主动配电网协调优化控制方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明提供一种主动配电网协调优化控制方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤1：将主动配电网分为台区级和配网级，并分别确定台区级、配网级的可调度容量和功率曲线；
步骤2：确定协调优化评价指标，并选取协调优化策略，实施协调优化控制；
步骤3：根据协调优化评价指标对协调优化策略进行评估，并根据评估结果，更新协调优化策略库。
所述步骤1中，台区级和配网级的可调度容量分别按照以下方式确定：
(1)通过对接入台区级的可调度资源进行综合分析得出台区级的可调度容量，并上传到配网级相应节点；
(2)通过对下辖各台区上送的调度容量以及直接接入配网级的可调度资源进行综合分析得出配网级的可调度容量；
所述可调度资源包括微网、分布式电源、储能单元以及柔性负荷。
所述步骤1中，台区级和配网级的功率曲线分别按照以下方式确定：
(1)以台区级的可调度容量为基础，以配网级相应节点下发的关口功率曲线为约束条件，根据台区级当前运行状态和运行趋势确定台区级当前的优化目标，并生成台区级中各可调度资源的功率曲线；
(2)以配网级的可调度容量为基础，以主网关口功率曲线为约束条件，根据配网级当前的运行状态和运行趋势确定配网级当前的优化目标，生成配网级的功率曲线并下发到各台区节点。
所述步骤2中，根据分布式电源、储能、柔性负荷的特性以及配电网安全运行需要确定协调优化评价指标；
协调优化评价指标包括正常运行状态协调优化评价指标、异常运行状态协调优化评价指标和故障运行状态协调优化评价指标；
正常运行状态协调优化评价指标包括削峰填谷、新能源最大化消纳和降低网损；
异常运行状态协调优化评价指标包括消除运行越限；
故障运行状态协调优化评价指标包括减少停电面积和减少停电时间。
所述步骤2中，根据确定的协调优化评价指标，从协调优化策略库中搜索，如果当前运行场景的协调优化策略不存在，则选取两个类似场景的协调优化策略进行自动融合，形成当前场景的协调优化策略；优化策略选取完成之后，根据当前运行级别实施协调优化控制，并重新分析生成当前级别的可调度容量，上传到上级节点，同时生成下一级别的功率曲线，下发到下级节点。
所述步骤3具体包括以下步骤：
步骤3-1：确定协调优化评价指标；
步骤3-2：确定协调优化评价指标中每个指标的权重；
步骤3-3：对协调优化策略进行评估，并更新协调优化策略库。
所述步骤3-1中，协调优化评价指标包括企业经济效益指标、电网安全运行指标和主动配电网优化指标；
企业经济效益指标包括峰谷差值、网损水平、可避免电量成本和容量利用率；
电网安全运行指标包括线路重载率、平均停电时间、电能质量提升和电压合格率；
主动配电网优化指标包括新能源消纳率、负荷转供能力和需求侧参与度。
所述步骤3-2中，采用主观赋权法与客观赋权法相结合的指标赋权法确定协调优化评价指标中每个指标的权重；步骤3-2具体包括以下步骤：
步骤3-2-1：采用德尔菲法对各指标进行赋权；
过程包括：选定专家；编制评价指标权重征询表；向专家征询调查意见；统计处理；各位专家根据反馈信息修正上轮指标打分结果；循环反馈和修正，得出各指标的权重；
步骤3-2-2：采用变异系数法对各指标进行赋权；
过程包括：构建特征矩阵；计算各指标的标准差，用来反映各指标的绝对变异程度；计算各指标的变异系数，用来反映各指标的相对变异程度；对各指标的变异系数进行归一化处理，得出各指标的权重；
步骤3-2-3：采用乘法集成法对以上两种方法得到的指标权重进行组合，即利用几何平均算法，对权重乘积进行归一化处理，形成最终各个指标的权重。
所述步骤3-3中，通过对各个指标进行打分，利用指标的权重计算出总得分，对协调优化策略进行评估；如果评估结果高于总得分，表示协调优化策略为合格的协调优化策略，对合格的协调优化策略在安全性、可靠性、经济性、优质性等方面进行分析，形成最终的协调优化策略，并更新协调优化策略库；如果评估结果低于或等于总得分，则结束流程。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (6)
1.一种主动配电网协调优化控制方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
步骤1：将主动配电网分为台区级和配网级，并分别确定台区级、配网级的可调度容量和功率曲线；
步骤2：确定协调优化评价指标，并选取协调优化策略，实施协调优化控制；
步骤3：根据协调优化评价指标对协调优化策略进行评估，并根据评估结果，更新协调优化策略库；
所述步骤3具体包括以下步骤：
步骤3-1：确定协调优化评价指标；
步骤3-2：确定协调优化评价指标中每个指标的权重；
步骤3-3：对协调优化策略进行评估，并更新协调优化策略库；
所述步骤3-1中，协调优化评价指标包括企业经济效益指标、电网安全运行指标和主动配电网优化指标；
企业经济效益指标包括峰谷差值、网损水平、可避免电量成本和容量利用率；
电网安全运行指标包括线路重载率、平均停电时间、电能质量提升和电压合格率；
主动配电网优化指标包括新能源消纳率、负荷转供能力和需求侧参与度；
所述步骤3-2中，采用主观赋权法与客观赋权法相结合的指标赋权法确定协调优化评价指标中每个指标的权重；步骤3-2具体包括以下步骤：
步骤3-2-1：采用德尔菲法对各指标进行赋权；
过程包括：选定专家；编制评价指标权重征询表；向专家征询调查意见；统计处理；各位专家根据反馈信息修正上轮指标打分结果；循环反馈和修正，得出各指标的权重；
步骤3-2-2：采用变异系数法对各指标进行赋权；
过程包括：构建特征矩阵；计算各指标的标准差，用来反映各指标的绝对变异程度；计算各指标的变异系数，用来反映各指标的相对变异程度；对各指标的变异系数进行归一化处理，得出各指标的权重；
步骤3-2-3：采用乘法集成法对以上两种方法得到的指标权重进行组合，即利用几何平均算法，对权重乘积进行归一化处理，形成最终各个指标的权重。
2.根据权利要求1所述的主动配电网协调优化控制方法，其特征在于：所述步骤1中，台区级和配网级的可调度容量分别按照以下方式确定：
(1)通过对接入台区级的可调度资源进行综合分析得出台区级的可调度容量，并上传到配网级相应节点；
(2)通过对下辖各台区上送的调度容量以及直接接入配网级的可调度资源进行综合分析得出配网级的可调度容量；
所述可调度资源包括微网、分布式电源、储能单元以及柔性负荷。
3.根据权利要求1所述的主动配电网协调优化控制方法，其特征在于：所述步骤1中，台区级和配网级的功率曲线分别按照以下方式确定：
(1)以台区级的可调度容量为基础，以配网级相应节点下发的关口功率曲线为约束条件，根据台区级当前运行状态和运行趋势确定台区级当前的优化目标，并生成台区级中各可调度资源的功率曲线；
(2)以配网级的可调度容量为基础，以主网关口功率曲线为约束条件，根据配网级当前的运行状态和运行趋势确定配网级当前的优化目标，生成配网级的功率曲线并下发到各台区节点。
4.根据权利要求1所述的主动配电网协调优化控制方法，其特征在于：所述步骤2中，根据分布式电源、储能、柔性负荷的特性以及配电网安全运行需要确定协调优化评价指标；
协调优化评价指标包括正常运行状态协调优化评价指标、异常运行状态协调优化评价指标和故障运行状态协调优化评价指标；
正常运行状态协调优化评价指标包括削峰填谷、新能源最大化消纳和降低网损；
异常运行状态协调优化评价指标包括消除运行越限；
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5.根据权利要求1所述的主动配电网协调优化控制方法，其特征在于：所述步骤2中，根据确定的协调优化评价指标，从协调优化策略库中搜索，如果当前运行场景的协调优化策略不存在，则选取两个类似场景的协调优化策略进行自动融合，形成当前场景的协调优化策略；优化策略选取完成之后，根据当前运行级别实施协调优化控制，并重新分析生成当前级别的可调度容量，上传到上级节点，同时生成下一级别的功率曲线，下发到下级节点。
6.根据权利要求1所述的主动配电网协调优化控制方法，其特征在于：所述步骤3-3中，通过对各个指标进行打分，利用指标的权重计算出总得分，对优化策略执行后的配电网运行情况进行评估；如果评估结果高于总得分，表示协调优化策略为合格的协调优化策略，对合格的协调优化策略在安全性、可靠性、经济性、优质性方面进行分析，形成最终的协调优化策略，并更新协调优化策略库；如果评估结果低于或等于总得分，则结束流程。
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