CN105391061A - 冷热电风光储联合优化的主动配电网优化系统和优化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冷热电风光储联合优化的主动配电网优化系统和优化方法，它包括全局级主动配电网联合优化系统，其与冷热电三联供系统、风力发电、光伏发电和储能系统电连接；优化方法它包括：获取主动配电网的网络拓扑结构，获取冷热电三联供、风力发电、光伏发电、储能系统和可控负荷的状态和参数；计算主动配电网负荷转移能力指标，进行网络重构优化；根据网络重构优化的结果确定当前网络结构，输入到全局联合优化算法中，进行全局优化计算；将计算结果下发给各可控单元执行；解决了现有技术的优化系统不能对冷热电三联供系统、风力发电、光伏发电、储能系统、可控负荷等参数进行全局联合优化，对接入的各个系统进行全局优化等技术问题。
Description
技术领域
本发明属于智能电网领域对于冷热电、风光储联合系统的优化技术，尤其涉及一种冷热电风光储联合优化的主动配电网优化系统和优化方法。
背景技术
分布式发电以其灵活、高效及可持续性日益成为电网能源中重要的一部分，随着分布式发电技术的发展，其发电成本将有望达到或接近现在不可再生能源的发电成本，这也必然带来越来越多的分布式能源接入电网。在此前提下，国际大电网会议（CIGRE）配电及分布式发电（C6）技术委员会WGC6.19~WGC6.22工作组提出了主动配电网（activedistributionsystems）的概念。主动配电网是具有对分布式电源、储能系统及负荷综合控制能力及控制系统的配电网，具备灵活的电网结果实现潮流管理，并网分布式电源与储能系统在合理的接入准则与控制方式下，对电网提供一定的支撑作用。
目前，主动配电网中的可控对象主要包括风力发电、光伏发电和储能系统。并在全局优化中用到的优化系统主要是针对网络拓扑和这些可控对象进行全局优化。
但是随着越来越多的分布式电源接入，需要一种针对更加灵活的主动配电网联合优化方式。冷热电三联供系统是具有节约能源、改善环境，增加电力供应等综合效益的分布式发电系统，其在不同的运行模式下从电网侧来说具有不同的特性，所以需要有针对冷热电三联供系统的优化。
可控负荷是指供电部门要求下，按合同可以限制用电一段时间的特定用户的负荷。通过对可控负荷的控制可以再现有系统下，实现一种更优的运行方式。
针对所述风力发电、所述光伏发电、所述储能系统，以及新增的所述冷热电三联供系统、所述可控负荷的控制，进行主动配电网的全局联合优化，为未来智能电网提供冷热电、风光储的联合优化系统和方法。
因此，有必要建立一种冷热电、风光储联合优化的主动配电网优化系统与方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种冷热电风光储联合优化的主动配电网优化系统和优化方法，以解决现有技术的优化系统不能对冷热电三联供系统、风力发电、光伏发电、储能系统、可控负荷等参数进行全局联合优化，对接入的各个系统进行全局优化等技术问题。
本发明技术方案：
一种冷热电风光储联合优化的主动配电网优化系统，它包括：
全局级主动配电网联合优化系统，用于对整个主动配电网联合优化系统进行全局优化调度，通过获取冷热电三联供系统、风力发电系统、光伏发电系统、储能系统和可控负荷的状态和参数，进行全局优化，并下发调度指令，维持主动配电网的安全稳定运行，与冷热电三联供系统、风力发电、光伏发电和储能系统电连接；
冷热电三联供系统，用于在以电定热模式下，冷热电三联供系统由发电出力确定制冷或制热的功率，从电网侧来看作为可控分布式电源，参与电网优化计算中；以热定电模式下，冷热电三联供系统由制冷或制热功率决定发电出力，从电网侧来看作为不可控分布式电源，由电网吸收其发电出力；
风力发电、光伏发电和储能系统，将系统中可控的风力发电和光伏发电系统，作为可控分布式电源，参与电网优化计算；将不可控的风力发电和光伏发电系统，作为不可控分布式电源，由电网吸收其发电出力，储能系统分为充电模式和放电模式，参与电网优化计算。
所述的冷热电风光储联合优化的主动配电网优化系统的优化方法，它包括：
S1、获取主动配电网的网络拓扑结构，获取冷热电三联供系统、风力发电系统、光伏发电系统、储能系统和可控负荷的状态和参数；
S2：计算主动配电网负荷转移能力指标，进行网络重构优化；
S3：网络重构优化后，当重构方式能在主动配电网中实现，则将优化后的网络作为当前网络结构进行全局联合优化计算；当网络重构方式不能在主动配电网中实现，则将网络重构优化之前的网络结构作为当前网络结构进行全局优化计算；
S4：将选定的网络结构输入到全局联合优化算法中，以全局经济最优为目标进行全局优化计算；
S5：将全局级优化计算结果下发给各可控单元执行。
步骤S2所述的主动配电网负荷转移能力指标的计算方法为逐步最优算法，通过负荷转移能力指标进行全局网络重构优化。
步骤S5中，全局优化计算计算是以一天为周期，进行全局联合优化。
步骤S5中，所述全局联合优化算法中，优化算法以凌晨零点为优化起点，优化全天24小时可控分布式电源、储能系统、可控负荷的运行参数；并以15分钟为周期，通过获取新的系统参数，修正之前的优化结果，再次对该天剩下的时间进行全局联合优化；直到对整天全局优化完成，再进行下一天的优化。
本发明的有益效果：
本发明提出一种冷热电、风光储联合优化的主动配电网优化系统和方法，通过对主动配电网内的冷热电三联供可控模式、可控风力发电、可控光伏发电、储能系统、可控负荷的运行参数进行全局联合优化。优化包括基于负荷转移能力的网络重构优化，以及基于全局经济性最优的全局联合优化算法，使得整个主动配电网在安全稳定的前提下达到优化运行的目的。
本发明采用了以上技术方案，与现有技术相比，本发明具有以下优点和效果：
本发明综合考虑冷热电三联供系统和风力发电、光伏发电等可再生能源以及储能系统之间的联合优化，对于冷热电三联供系统接入主动配电网运行提供了优化方案。
本发明同时考虑可控负荷的控制，对于可控负荷可以通过全局优化得出其优化运行的参数，并通过下发控制命令，将可控负荷参与到整个联合优化中来，为可控负荷接入主动配电网提供优化方案。
本发明综合考虑电网拓扑结构的合理性，并通过逐步最优算法，计算负荷转移能力指标，进行全局网络重构优化。
本发明综合考虑所有可控单元，以智能算法为基础，使所述主动配电网达到全局经济最优的目标，解决了现有技术的优化系统不能对冷热电三联供系统、风力发电、光伏发电、储能系统、可控负荷等参数进行全局联合优化，对接入的各个系统进行全局优化等技术问题。
附图说明
图1是本发明系统结构示意图。
具体实施方式
一种冷热电风光储联合优化的主动配电网优化系统（见图1），它包括：
全局级主动配电网联合优化系统，用于对整个主动配电网联合优化系统进行全局优化调度，通过获取冷热电三联供系统、风力发电系统、光伏发电系统、储能系统和可控负荷的状态和参数，进行全局优化，并下发调度指令，维持主动配电网的安全稳定运行，与冷热电三联供系统、风力发电、光伏发电和储能系统通过无线或有线方式连接；
所述全局级主动配电网联合优化系统，是通过量测设备及通信设备获取全网的网络拓扑结构以及各设备的参数，通过联合优化算法得出全局最优运行策略，通过控制终端下发控制命令给对应的可控设备，使得系统能够在安全稳定的前提下实现优化运行。
冷热电三联供系统，存在两种工作模式，在以电定热模式下，冷热电三联供系统由发电出力确定制冷或制热的功率，从电网侧来看作为可控分布式电源，参与电网优化计算中；在以热定电模式下，冷热电三联供系统由制冷或制热功率决定发电出力，从电网侧来看作为不可控分布式电源，由电网吸收其发电出力；
风力发电、光伏发电和储能系统，将系统中可控的风力发电和光伏发电系统，作为可控分布式电源，参与电网优化计算；将不可控的风力发电和光伏发电系统，作为不可控分布式电源，由电网吸收其发电出力，储能系统分为充电模式和放电模式，参与电网优化计算。
风力发电和光伏发电系统输出功率受自然条件影响，具有波动性、随机性的特点，所述光伏发电系统输出功率还具有显著的时间特征，即日间光伏系统发电，夜间出力为零。对于可控的所述风力发电和光伏发电系统，作为可控分布式电源，参与到电网优化计算中来；对于不可控的所述风力发电和光伏发电系统，作为不可控分布式电源，由电网吸收其发电出力。所述储能系统分为充电模式和放电模式，参与到电网优化计算中。
可控负荷，用于在电网优化中，控制其负荷特性，达到系统的优化运行。在负荷峰值时减少所述可控负荷的有功，在负荷谷值时增加所述可控负荷有功；在需要时调节所述可控负荷无功值，维持电网电压稳定。
冷热电三联供系统分为可控和不可控两种状态。
风力发电系统和光伏发电系统均可为可控或者不可控系统。
本发明将可控负荷参与到全局优化计算当中来，可以通过控制负荷参数，改善主动配电网系统的运行。
所述的冷热电风光储联合优化的主动配电网优化系统的优化方法，它包括：
S1、获取主动配电网的网络拓扑结构，获取冷热电三联供系统、风力发电系统、光伏发电系统、储能系统和可控负荷的状态和参数；
S2：计算主动配电网负荷转移能力指标，进行网络重构优化；
S3：网络重构优化后，当重构方式能在主动配电网中实现，则将优化后的网络作为当前网络结构进行全局联合优化计算；当网络重构方式不能在主动配电网中实现，则将网络重构优化之前的网络结构作为当前网络结构进行全局优化计算；
S4：将选定的网络结构输入到全局联合优化算法中，以全局经济最优为目标进行全局优化计算；
S5：将全局级优化计算结果下发给各可控单元执行。
步骤S2所述的主动配电网负荷转移能力指标的计算方法为逐步最优算法，通过负荷转移能力指标进行全局网络重构优化。
步骤S5中，全局优化计算计算是以一天为周期，进行全局联合优化。
步骤S5中，所述全局联合优化算法中，优化算法以凌晨零点为优化起点，优化全天24小时可控分布式电源、储能系统、可控负荷的运行参数；并以15分钟为周期，通过获取新的系统参数，修正之前的优化结果，再次对该天剩下的时间进行全局联合优化；直到对整天全局优化完成，再进行下一天的优化。
Claims (5)
1.一种冷热电风光储联合优化的主动配电网优化系统，它包括：
全局级主动配电网联合优化系统，用于对整个主动配电网联合优化系统进行全局优化调度，通过获取冷热电三联供系统、风力发电系统、光伏发电系统、储能系统和可控负荷的状态和参数，进行全局优化，并下发调度指令，维持主动配电网的安全稳定运行，与冷热电三联供系统、风力发电、光伏发电和储能系统电连接；
冷热电三联供系统，用于在以电定热模式下，冷热电三联供系统由发电出力确定制冷或制热的功率，从电网侧来看作为可控分布式电源，参与电网优化计算中；以热定电模式下，冷热电三联供系统由制冷或制热功率决定发电出力，从电网侧来看作为不可控分布式电源，由电网吸收其发电出力；
风力发电、光伏发电和储能系统，将系统中可控的风力发电和光伏发电系统，作为可控分布式电源，参与电网优化计算；将不可控的风力发电和光伏发电系统，作为不可控分布式电源，由电网吸收其发电出力，储能系统分为充电模式和放电模式，参与电网优化计算。
2.如权利要求1所述的冷热电风光储联合优化的主动配电网优化系统的优化方法，它包括：
S1、获取主动配电网的网络拓扑结构，获取冷热电三联供系统、风力发电系统、光伏发电系统、储能系统和可控负荷的状态和参数；
S2：计算主动配电网负荷转移能力指标，进行网络重构优化；
S3：网络重构优化后，当重构方式能在主动配电网中实现，则将优化后的网络作为当前网络结构进行全局联合优化计算；当网络重构方式不能在主动配电网中实现，则将网络重构优化之前的网络结构作为当前网络结构进行全局优化计算；
S4：将选定的网络结构输入到全局联合优化算法中，以全局经济最优为目标进行全局优化计算；
S5：将全局级优化计算结果下发给各可控单元执行。
3.根据权利要求2所述的冷热电风光储联合优化的主动配电网优化系统的优化方法，其特征在于：步骤S2所述的主动配电网负荷转移能力指标的计算方法为逐步最优算法，通过负荷转移能力指标进行全局网络重构优化。
4.根据权利要求2所述的冷热电风光储联合优化的主动配电网优化系统的优化方法，其特征在于：步骤S5中，全局优化计算计算是以一天为周期，进行全局联合优化。
5.根据权利要求2所述的冷热电风光储联合优化的主动配电网优化系统的优化方法，其特征在于：步骤S5中，所述全局联合优化算法中，优化算法以凌晨零点为优化起点，优化全天24小时可控分布式电源、储能系统、可控负荷的运行参数；并以15分钟为周期，通过获取新的系统参数，修正之前的优化结果，再次对该天剩下的时间进行全局联合优化；直到对整天全局优化完成，再进行下一天的优化。
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