CN111612248B - 一种配电网侧源-荷协调方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种配电网侧源‑荷协调方法及系统，首先，获取配电网中源侧和荷侧信息；然后，分别构建荷侧和源侧的运行目标函数、约束条件；其次，用上下层迭代方法解算所述荷侧和源侧运行目标函数，生成解算结果包括：最优动态电价、最优荷侧购电计划、最优源侧发电计划；最后，构建配电网交流潮流模型，通过牛顿迭代方法，计算得到功率传输转移分布因子矩阵和线路传输功率，当所述线路传输功率小于线路有功传输功率最大值，输出最优动态电价、最优荷侧购电计划、最优源侧发电计划。通过本申请提供的方法及系统计算电价，可以促进光伏等新能源的消纳，降低荷侧的运行成本，兼顾配电网源侧和荷侧双方利益，保证配电网高效稳定运行。

Description

一种配电网侧源-荷协调方法及系统
技术领域
本发明属于配电网内源-荷匹配和优化运行领域，具体涉及一种配电网侧源-荷协调方法及系统。
背景技术
分布式光伏发电特指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。运行方式为荷侧自发自用、多余电量输入配电网。在配电网中，荷侧安装小型的光伏板和配套的荷侧储能装置，用于支撑用户自身的电力负荷，多余的电力还能够卖给配电网以获得额外的利润。同时，配电网源侧中除了传统的火力发电、水力发电站外，还可能有大规模的光伏发电站，这些发电站可以通过配电网直购电的方式将电力卖给配电网中荷侧的电力用户。
分布式光伏出力受天气等因素影响明显，波动性大；同时，随着配电网荷侧的电动汽车等不确定灵活负荷的增多，需要对配电网中源-荷双方进行协调匹配，以达到相对平衡的状态。在源-荷双方协调匹配中，一种合理的电价制度能够促进光伏等新能源的消纳，降低荷侧的运行成本，保证电力系统稳定与清洁高效运行，实现源侧和荷侧的利益最大化。
固定电价依据不同的用电性质、电压等级等设置不同的电价，电价不随时间和用电量变化，根据耗费的电量计算总电价。分时电价是指按电力系统运行状况，将一天24小时划分为若干个时段，每个时段按电力系统运行的平均边际成本收取电费。以上两种电价计算方式无法体现出光伏出力对荷侧用户购电价格的具体影响，不能够促进分布式光伏等新能源消纳，兼顾配电网源侧和荷侧双方利益，实现电网的高效稳定运行。
发明内容
本申请提供了一种配电网侧源-荷协调方法及系统，以解决电价计算方式不能促进光伏等新能源的消纳，降低荷侧的运行成本，兼顾配电网源侧和荷侧双方利益，保证配电网高效稳定运行的问题。
一方面，本申请提供一种配电网侧源-荷协调方法，包括：
步骤1，获取配电网中源侧信息和荷侧信息；
步骤2，根据所述荷侧信息构建荷侧运行目标函数和荷侧约束条件，根据所述源侧信息构建源侧运行目标函数和源侧约束条件；
步骤3，根据所述荷侧约束条件和所述源侧约束条件，用上下层迭代方法解算所述荷侧运行目标函数和所述源侧运行目标函数，生成解算结果，所述解算结果包括：最优动态电价、最优荷侧购电计划、最优源侧发电计划；
步骤4，配电网安全校验，根据所述最优荷侧购电计划、所述最优源侧发电计划构建配电网交流潮流模型，通过牛顿迭代方法，计算得到功率传输转移分布因子矩阵和线路传输功率，判断所述线路传输功率是否小于线路有功传输功率最大值；
若所述线路传输功率小于线路有功传输功率最大值，则输出所述最优动态电价、所述最优荷侧购电计划、所述最优源侧发电计划。
可选的，判断所述线路传输功率是否小于线路有功传输功率最大值的步骤还包括：
若所述线路传输功率大于或等于线路有功传输功率最大值，根据所述功率传输转移分布因子矩阵，构建有功注入功率约束，添加所述有功注入功率约束，重新执行所述步骤3和所述步骤4。
可选的，所述荷侧包括：荷侧光伏、荷侧电储能装置、电动汽车；所述源侧包括：源侧水电、源侧光伏，源侧电储能装置；所述源侧信息包括：源侧弃光成本，源侧弃水成本，源侧电储能装置的寿命折损费用，源侧售电给荷侧的获利，源侧售电给配电网的获利；所述荷侧信息包括：荷侧弃光成本，荷侧购电成本，荷侧电储能装置的寿命折损费用。
可选的，所述荷侧运行目标函数为：
其中，Juser为荷侧运行目标函数，为荷侧弃光成本，/>为荷侧购电成本，为荷侧电储能装置的寿命折损费用。
可选的，所述荷侧的约束条件包括：荷侧电储能装置的功率约束，荷侧电储能装置的多时段间能量耦合约束，荷侧电储能的功率上下界约束，荷侧电储能的能量上下界约束，荷侧光伏的出力约束，台变功率上下界约束，荷侧的功率平衡约束，电动汽车电池能量的多时段间耦合约束，电动汽车电池功率的上下界约束，电动汽车电池的能量的上下界约束。
可选的，所述源侧运行目标函数为：
其中，Uso为源侧运行目标函数，为源侧弃光成本，/>为源侧弃水成本，为源侧电储能装置的寿命折损费用，/>为源侧售电给荷侧的获利，/>为源侧售电给配电网的获利。
可选的，所述源侧运行的约束条件包括：配电网侧的功率平衡约束，源侧电储能装置的多时段间能量耦合约束，源侧电储能的功率上下界约束，源侧电储能的能量上下界约束，源侧光伏的出力约束，源侧水电的出力约束，源侧和主网的功率交换上下限约束，源侧设置直购电电价的价格约束。
可选的，用上下层迭代方法解算所述荷侧运行目标函数和所述源侧运行目标函数的步骤包括：
根据历史成交记录，选取荷侧初始解集x0，源侧初始解集y0；
根据所述荷侧初始解集x0，计算初始荷侧运行目标函数得到荷侧解集xk；根据所述源侧初始解集y0，计算初始源侧运行目标函数/>得到源侧解集yk；
根据所述荷侧解集xk，优化所述源侧运行目标函数Uso，得到源侧更新解集yk+1；
根据所述源侧更新解集yk+1，优化所述荷侧运行目标函数Juser，得到荷侧更新解集xk+1，再次优化所述源侧运行目标函数Uso；
当满足终止条件：
其中，阈值
停止迭代，荷侧最优解集x*＝xk+1，源侧最优解集y*＝yk+1；
所述荷侧最优解集x*包括：最优荷侧购电计划，所述源侧最优解集y*包括：最优动态电价、最优源侧发电计划。
另一方面，本申请还提供一种配电网侧源-荷协调系统，包括：
配电网信息上传装置，用于上传配电网信息，所述配电网信息包括：源侧信息和荷侧信息；
配电网电价优化装置，用于配电网侧源-荷协调，计算最优动态电价、荷侧购电计划、源侧发电计划；
用户接收终端，用于接收所述最优动态电价和源侧发电计划。
可选的，所述配电网电价优化装置包括：
配电网信息获取模块，用于获取配电网中源侧信息和荷侧信息；
建立模型模块，用于根据所述荷侧信息构建荷侧运行目标函数和约束条件，根据所述源侧信息构建源侧运行目标函数和约束条件；
解算优化模型模块，用于根据所述荷侧约束条件和所述源侧约束条件，用上下层迭代方法解算所述荷侧运行目标函数和所述源侧运行目标函数，生成解算结果，所述解算结果包括：最优动态电价、最优荷侧购电计划、最优源侧发电计划；
配电网安全性校验模块，用于配电网安全校验，根据所述荷侧购电计划、所述源侧发电计划构建配电网交流潮流模型，通过牛顿迭代方法，计算得到功率传输转移分布因子矩阵G和线路传输功率，判断所述线路传输功率是否小于线路有功传输功率最大值；
若所述线路传输功率小于线路有功传输功率最大值，则输出所述最优动态电价、所述最优荷侧购电计划、所述最优源侧发电计划。
由以上技术方案可知，本申请提供一种配电网侧源-荷协调方法及系统，所述方法首先，获取配电网中源侧信息和荷侧信息；然后，根据所述荷侧信息构建荷侧运行目标函数和荷侧约束条件，根据所述源侧信息构建源侧运行目标函数和源侧约束条件；其次，根据所述荷侧约束条件和所述源侧约束条件，用上下层迭代方法解算所述荷侧运行目标函数和所述源侧运行目标函数，生成解算结果，所述解算结果包括：最优动态电价、最优荷侧购电计划、最优源侧发电计划；最后，根据所述最优荷侧购电计划、所述最优源侧发电计划构建配电网交流潮流模型，通过牛顿迭代方法，计算得到功率传输转移分布因子矩阵和线路传输功率，判断所述线路传输功率是否小于线路有功传输功率最大值；若所述线路传输功率小于线路有功传输功率最大值，则输出所述最优动态电价、所述最优荷侧购电计划、所述最优源侧发电计划。
根据本申请提供的配电网侧源-荷协调方法及系统，得到的电价计算方式可以促进光伏等新能源的消纳，降低荷侧的运行成本，兼顾配电网源侧和荷侧双方利益，保证配电网高效稳定运行。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种配电网侧源-荷协调方法及系统的应用背景情景图；
图2为本申请实施例提供的一种配电网侧源-荷协调方法的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的一种配电网侧源-荷协调系统的结构示意图；
图4为图3所示的一种配电网侧源-荷协调系统中配电网电价优化装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。
请参阅图1，在配电网中，荷侧可能安装了小型的光伏板和配套的用户侧储能装置，用于支撑用户自身的电力负荷，多余的电力还能够卖给配电网以获得额外的利润；同时，配电网源侧除了传统的火力发电、水力发电站外，还可能有大规模的光伏发电站，这些电站可以通过配网直购电的方式将电力卖给配电网中的荷侧电力用户。
请参阅图2，一方面，本申请提供一种配电网侧源-荷协调方法，包括：
步骤1，获取配电网中源侧信息和荷侧信息。所述荷侧包括：荷侧光伏、荷侧电储能装置、电动汽车等；所述源侧包括：源侧水电、源侧光伏，源侧电储能装置等。
步骤2，根据所述荷侧信息构建荷侧运行目标函数和荷侧约束条件。在本实施例中，荷侧含有分布式光伏、储能、电动汽车等灵活负荷。荷侧用户可以利用本地的可再生能源发电或者配电网侧供电来支撑本地的电力负荷，并利用储能系统促进光伏等可再生能源的消纳、优化本地系统运行。当配电网向源侧下发了未来若干个周期的直购电电价后，荷侧通过优化本地光伏、储能和电动汽车等灵活资源的运行状态，实现降低运行费用等目的，并向源侧上报未来若干周期的购电计划。荷侧运行的目标为最小化购电成本、弃光成本和本地储能寿命折损费用之和。
根据所述源侧信息构建源侧运行目标函数和源侧约束条件。在本实施例中，源侧含有小水电、分布式光伏等发电资源，同时含有电储能装置。源侧可以售电给用户，也可以将额外的电存入电储能装置中或者卖给配电网。假定，源侧设置给荷侧的直购电价格是动态电价，源侧需要制定合理的动态电价，来最大化自身的收益，即源侧运行的目标为最大化弃光费用、弃水费用、电储能装置的寿命折损费用、向荷侧售电的收益、向配电网售电的收益之和。
步骤3，根据所述荷侧约束条件和所述源侧约束条件，用上下层迭代方法解算所述荷侧运行目标函数和所述源侧运行目标函数，生成解算结果，所述解算结果包括：最优动态电价、最优荷侧购电计划、最优源侧发电计划；采用上下层迭代方法进行近似均衡值的求解，所述上下层迭代方法简单易行，可降低目标函数求解的复杂度。
步骤4，配电网安全校验，根据所述最优荷侧购电计划、所述最优源侧发电计划构建配电网交流潮流模型，构建配电网交流潮流模型还包括荷侧分散式用户的用电负荷预测值，属于荷侧非灵活负荷，所述荷侧分散式用户的电负荷预测可以通过时间序列方法预测，本申请对此不做限定，所述预测值可由外部系统给定。
通过牛顿迭代方法，计算得到功率传输转移分布因子矩阵和线路传输功率，判断所述线路传输功率是否小于线路有功传输功率最大值，即判断线路l是否满足：
其中，pl为线路l的传输功率，为支路l的有功传输功率最大值。
若所述线路传输功率小于线路有功传输功率最大值，则说明线路安全，不存在过载、线路阻塞等情况，输出所述最优动态电价、所述最优荷侧购电计划、所述最优源侧发电计划。
可选的，判断所述线路传输功率是否小于线路有功传输功率最大值的步骤还包括：
若所述线路传输功率大于或等于线路有功传输功率最大值，根据所述功率传输转移分布因子矩阵，构建有功注入功率约束，添加所述有功注入功率约束，重新执行所述步骤3和所述步骤4。
若所述线路传输功率大于或等于线路有功传输功率最大值，则证明所述线路存在安全隐患，线路存在过载、线路阻塞等情况。
针对过载线路l，选择配电网中源侧或荷侧的一对注入功率可调范围较大的节点(m,n)(两节点之间不必有支路直接相连)。通过让节点m、n的有功注入功率分别变化+ΔPmn和-ΔPmn，以实现线路l的有功传输功率降低ΔPl。具体来说，给定过载支路l的有功传输功率降低值ΔPl后，可以计算得到节点有功注入功率调整量ΔPmn为：
ΔPmn＝ΔPl/Gl-mn；
其中，Gl-mn为功率传输转移分布因子矩阵中的元素，其表示支路l的传输功率相对于节点对(m,n)的节点有功注入功率的敏感度。
对应的，更新后的节点(m,n)的有功注入功率约束为：
其中，Pm,Pn为新一轮迭代中节点(m,n)对应的节点发电注入功率变量(待优化)，为通过步骤3得到的均衡处节点(m,n)的节点有功注入功率计划值。
将所述有功注入功率约束添加到对应的荷侧和源侧的约束条件中，重新执行所述步骤3和所述步骤4。
可选的，所述荷侧包括：荷侧光伏、荷侧电储能装置、电动汽车；所述源侧包括：源侧水电、源侧光伏，源侧电储能装置；所述源侧信息包括：源侧弃光成本，源侧弃水成本，源侧电储能装置的寿命折损费用，源侧售电给荷侧的获利，源侧售电给配电网的获利；所述荷侧信息包括：荷侧弃光成本，荷侧购电成本，荷侧电储能装置的寿命折损费用。
可选的，所述荷侧运行目标函数为：
其中，Juser为荷侧运行目标函数，为荷侧弃光成本，/>为荷侧购电成本，为荷侧电储能装置的寿命折损费用。
所述荷侧弃光成本的具体表达式为：
其中，为未来第t个时间段荷侧光伏最大出力预测值，/>为未来第t个时间段荷侧光伏真实出力，βt为配电网中第t个时段的光伏发电上网电价。所述荷侧光伏最大出力预测值的预测方法包括ARIMA、SVC、神经网络等。在本实施例中相关数据均由外部系统给定，故不对预测方法进行限定。
所述荷侧购电成本的具体表达式为：
其中，为未来第t个时间段荷侧从配电网的购电功率，αt为荷侧从配电网侧购电的动态电价。
所述荷侧电储能装置的寿命折损费用为：
其中，为荷侧电储能装置在未来第t个时间段由于充放电而造成的寿命折损费用。
可选的，所述荷侧的约束条件包括：
荷侧电储能装置的功率约束为：
其中，为荷侧电储能装置的总功率(放电时功率符号为正)，/>分别为荷侧电储能装置电储能放电功率、充电功率。
荷侧电储能装置的多时段间能量耦合约束为：
其中，为荷侧储能装置在第t个时间段的电能，/>分别为荷侧储能装置的放电效率与充电效率，Δt为每个周期的时间长度。
荷侧电储能的功率上下界约束为：
其中，为零一变量，/>表示储能处在放电状态。
荷侧电储能的能量上下界约束为：
其中，分别表示电力用户侧电储能装置能量的上下限。
荷侧电储能装置的寿命折损费用一般和电储能装置的循环次数、温度等相关，此处将荷侧电储能装置的寿命折损费用简化为如下形式：
其中，ξEES,l为荷侧储能寿命折损费用与储能充放电量的比例系数。
荷侧光伏的出力约束为：
台变功率上下界约束为：
其中，为台变在第t个周期的功率(能量从电网流向荷侧为正)，其具体表达式如下：
其中，为荷侧光伏上网功率。在本实施例中，荷侧共享配电网上的一个台变。
荷侧的功率平衡约束为：
其中，为荷侧除电动汽车之外的基础负荷，/>为电动汽车充电负荷。
在荷侧，可以通过合理规划荷侧电储能装置的充放电行为和电动汽车的充放电行为，来达到平滑负荷、降低电力费用等目的。
在本实施例中，假定电能功率仅能从配电网单向流向电动汽车。定义电动汽车的集合为电动汽车/>
电动汽车电池能量的多时段间耦合约束为：
其中，为电动汽车i在未来t时刻的车载电池能量，/>为电动汽车i在未来t时刻的充电功率，/>为电动汽车i的充电效率。
电动汽车电池功率的上下界约束为：
其中，为电动汽车电池的最大充电功率，/>为表征该电动汽车是否接入电网的零一变量，/>表示该电动汽车接入电网。
电动汽车电池的能量的上下界约束为：
其中，分别为电动汽车电池在第t个阶段的能量的最小值与最大值。
据此，得到荷侧电动汽车总的充电功率：
可选的，所述源侧运行目标函数为：
其中，Uso为源侧运行目标函数，为源侧弃光成本，/>为源侧弃水成本，为源侧电储能装置的寿命折损费用，/>为源侧售电给荷侧的获利，/>为源侧售电给配电网的获利。
所述源侧弃光成本为：
其中，为未来第t个时间段配电网侧的光伏最大出力预测值，/>为未来第t个时间段的源侧光伏真实出力。
所述源侧弃水成本为：
其中，为未来第t个时间段配电网侧的水电最大出力预测值，/>为未来第t个时间段的配电网侧水电真实出力，γt为配电网侧水电的售电价格。
所述源侧电储能装置的寿命折损费用为：
其中，为源侧电储能装置在未来第t个时间段由于充放电而造成的寿命折损费用；
所述源侧售电给荷侧的获利为：
其中，为未参与到荷侧的但和源侧签订购电合同的荷侧分散式电力用户的总负荷功率，对于此类用户，采用固定的分时电价的方式；αt为源侧向荷侧设计的配电网直购电动态电价，是需要优化的；/>为源侧向荷侧分散式电力用户制定的分时电价，是固定的。
所述源侧售电给配电网的获利为：
其中，表示源侧和电网的功率交换(能量从源侧流向电网为正)，μt为源侧卖电给配电网的电价。
可选的，所述源侧运行的约束条件包括：
配电网侧的功率平衡约束为：
其中，源侧储能功率的功率约束：
其中，为源侧电储能的总功率(放电时功率符号为正)，/>分别为源侧电储能放电功率、充电功率。
源侧电储能装置的多时段间能量耦合约束为：
其中，为源侧电储能装置在第t个时间段的电能，/>分别为源侧电储能装置的放电效率与充电效率。
源侧电储能的功率上下界约束为：
其中，为零一变量，/>表示源侧电储能处在放电状态。
源侧电储能的能量上下界约束为：
其中，分别表示源侧电储能的能量上下限。
源侧电储能装置的寿命折损费用一般和源侧电储能装置的循环次数、温度等相关，此处将源侧电储能装置的寿命折损费用简化为如下形式：
其中，ξEES,s为源侧电储能装置的寿命折损费用与储能充放电量的比例系数。
源侧光伏的出力约束为：
源侧水电的出力约束为：
源侧和主网的功率交换上下限约束为：
源侧设置直购电电价的价格约束为：
其中，α t、分别为直购电电价在未来第t个阶段的上下界，/>为待规划时段集合，A为一个给定的值，以防止电价平均水平过高。
可选的，用上下层迭代方法解算所述荷侧运行目标函数和所述源侧运行目标函数的步骤包括：
根据历史成交记录，选取荷侧初始解集x0，源侧初始解集y0。为了减少迭代次数，提高运算速度，选取所述荷侧初始解集x0和所述源侧初始解集y0时，可以参考历史成交记录，选择某一次系统参数(包括可再生能源处出力预测等)和当下系统情形相似时对应的均衡解集，作为本次迭代的荷侧初始解集x0，源侧初始解集y0。
根据所述荷侧初始解集x0，计算初始荷侧运行目标函数得到荷侧解集xk；根据所述源侧初始解集y0，计算初始源侧运行目标函数/>得到源侧解集yk。
源侧根据所述荷侧解集xk，优化所述源侧运行目标函数Uso，得到源侧更新解集yk +1，所述源侧更新解集yk+1中包含了更新后的动态电价等信息；源侧将所述动态电价信息发送给荷侧。
荷侧根据所述源侧更新解集yk+1中的动态电价信息，优化所述荷侧运行目标函数Juser，得到荷侧更新解集xk+1，所述荷侧更新解集xk+1包含了更新后的荷侧购电计划；荷侧将所述购电计划信息发送给源侧，再次进行迭代优化。
当满足终止条件：
其中，阈值在本实施例中，所述阈值/>是一个很小的正数，如0.05；
停止迭代，荷侧最优解集x*＝xk+1，源侧最优解集y*＝yk+1；
所述荷侧最优解集x*包括：最优荷侧购电计划；所述源侧最优解集y*包括：最优动态电价、最优源侧发电计划。
请参阅图3，另一方面，本申请还提供一种配电网侧源-荷协调系统，包括：
配电网信息上传装置，用于上传配电网信息，所述配电网信息包括：源侧信息和荷侧信息；
配电网电价优化装置，用于配电网侧源-荷协调，计算最优动态电价、荷侧购电计划、源侧发电计划；
用户接收终端，用于接收所述最优动态电价和源侧发电计划。
请参阅图4，可选的，所述配电网电价优化装置包括：
配电网信息获取模块，用于获取配电网中源侧信息和荷侧信息；
建立模型模块，用于根据所述荷侧信息构建荷侧运行目标函数和约束条件，根据所述源侧信息构建源侧运行目标函数和约束条件；
解算优化模型模块，用于根据所述荷侧约束条件和所述源侧约束条件，用上下层迭代方法解算所述荷侧运行目标函数和所述源侧运行目标函数，生成解算结果，所述解算结果包括：最优动态电价、最优荷侧购电计划、最优源侧发电计划；
配电网安全性校验模块，用于校验配电网安全性，还包括：
建立配电网交流潮流模型单元，用于根据所述荷侧购电计划、所述源侧发电计划构建配电网交流潮流模型；
解算配电网交流潮流模型单元，用于通过牛顿迭代方法，计算得到功率传输转移分布因子矩阵G和线路传输功率；
传输功率判断单元，用于判断所述线路传输功率是否小于线路有功传输功率最大值；
输出发送单元，用于若所述线路传输功率小于线路有功传输功率最大值，则输出所述最优动态电价、所述最优荷侧购电计划、所述最优源侧发电计划。
由以上技术方案可知，本申请提供一种配电网侧源-荷协调方法及系统，所述方法首先，获取配电网中源侧信息和荷侧信息；然后，根据所述荷侧信息构建荷侧运行目标函数和荷侧约束条件，根据所述源侧信息构建源侧运行目标函数和源侧约束条件；其次，根据所述荷侧约束条件和所述源侧约束条件，用上下层迭代方法解算所述荷侧运行目标函数和所述源侧运行目标函数，生成解算结果，所述解算结果包括：最优动态电价、最优荷侧购电计划、最优源侧发电计划；最后，根据所述最优荷侧购电计划、所述最优源侧发电计划构建配电网交流潮流模型，通过牛顿迭代方法，计算得到功率传输转移分布因子矩阵和线路传输功率，判断所述线路传输功率是否小于线路有功传输功率最大值；若所述线路传输功率小于线路有功传输功率最大值，则输出所述最优动态电价、所述最优荷侧购电计划、所述最优源侧发电计划。
根据本申请提供的配电网侧源-荷协调方法及系统，得到的电价计算方式可以促进光伏等新能源的消纳，降低荷侧的运行成本，兼顾配电网源侧和荷侧双方利益，保证配电网高效稳定运行。
本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (6)

1.一种配电网侧源-荷协调方法，其特征在于，包括：
步骤1，获取配电网中源侧信息和荷侧信息；
步骤2，根据所述荷侧信息构建荷侧运行目标函数和荷侧约束条件，根据所述源侧信息构建源侧运行目标函数和源侧约束条件；
步骤3，根据所述荷侧约束条件和所述源侧约束条件，用上下层迭代方法解算所述荷侧运行目标函数和所述源侧运行目标函数，生成解算结果，所述解算结果包括：最优动态电价、最优荷侧购电计划、最优源侧发电计划；
步骤4，配电网安全校验，根据所述最优荷侧购电计划、所述最优源侧发电计划构建配电网交流潮流模型，通过牛顿迭代方法，计算得到功率传输转移分布因子矩阵和线路传输功率，判断所述线路传输功率是否小于线路有功传输功率最大值；
若所述线路传输功率小于线路有功传输功率最大值，则输出所述最优动态电价、所述最优荷侧购电计划、所述最优源侧发电计划；
用上下层迭代方法解算所述荷侧运行目标函数和所述源侧运行目标函数的步骤包括：
根据历史成交记录，选取荷侧初始解集x0，源侧初始解集y0；
根据所述荷侧初始解集x0，计算初始荷侧运行目标函数得到荷侧解集xk；根据所述源侧初始解集y0，计算初始源侧运行目标函数/>得到源侧解集yk；
根据所述荷侧解集xk，优化所述源侧运行目标函数Uso，得到源侧更新解集yk+1；
根据所述源侧更新解集yk+1，优化所述荷侧运行目标函数Juser，得到荷侧更新解集xk+1，再次优化所述源侧运行目标函数Uso；
当满足终止条件：
其中，阈值ò＞0；
停止迭代，荷侧最优解集x*＝xk+1，源侧最优解集y*＝yk+1；
所述荷侧最优解集x*包括：最优荷侧购电计划，所述源侧最优解集y*包括：最优动态电价、最优源侧发电计划；
所述荷侧运行目标函数为：
其中，Juser为荷侧运行目标函数，为荷侧弃光成本，/>为荷侧购电成本，/>为荷侧电储能装置的寿命折损费用；
所述源侧运行目标函数为：
其中，Uso为源侧运行目标函数，为源侧弃光成本，/>为源侧弃水成本，/>为源侧电储能装置的寿命折损费用，/>为源侧售电给荷侧的获利，/>为源侧售电给配电网的获利。
2.根据权利要求1所述的一种配电网侧源-荷协调方法，其特征在于，判断所述线路传输功率是否小于线路有功传输功率最大值的步骤还包括：
若所述线路传输功率大于或等于线路有功传输功率最大值，根据所述功率传输转移分布因子矩阵，构建有功注入功率约束，添加所述有功注入功率约束，重新执行所述步骤3和所述步骤4。
3.根据权利要求1所述的一种配电网侧源-荷协调方法，其特征在于，所述荷侧包括：荷侧光伏、荷侧电储能装置、电动汽车；所述源侧包括：源侧水电、源侧光伏，源侧电储能装置；所述源侧信息包括：源侧弃光成本，源侧弃水成本，源侧电储能装置的寿命折损费用，源侧售电给荷侧的获利，源侧售电给配电网的获利；所述荷侧信息包括：荷侧弃光成本，荷侧购电成本，荷侧电储能装置的寿命折损费用。
4.根据权利要求1所述的一种配电网侧源-荷协调方法，其特征在于，所述荷侧的约束条件包括：荷侧电储能装置的功率约束，荷侧电储能装置的多时段间能量耦合约束，荷侧电储能的功率上下界约束，荷侧电储能的能量上下界约束，荷侧光伏的出力约束，台变功率上下界约束，荷侧的功率平衡约束，电动汽车电池能量的多时段间耦合约束，电动汽车电池功率的上下界约束，电动汽车电池的能量的上下界约束。
5.根据权利要求1所述的一种配电网侧源-荷协调方法，其特征在于，所述源侧运行的约束条件包括：配电网侧的功率平衡约束，源侧电储能装置的多时段间能量耦合约束，源侧电储能的功率上下界约束，源侧电储能的能量上下界约束，源侧光伏的出力约束，源侧水电的出力约束，源侧和主网的功率交换上下限约束，源侧设置直购电电价的价格约束。
6.一种配电网侧源-荷协调系统，其特征在于，包括：
配电网信息上传装置，用于上传配电网信息，所述配电网信息包括：源侧信息和荷侧信息；
配电网电价优化装置，用于配电网侧源-荷协调，计算最优动态电价、荷侧购电计划、源侧发电计划；
用户接收终端，用于接收所述最优动态电价和源侧发电计划；
配电网信息获取模块，用于获取配电网中源侧信息和荷侧信息；
建立模型模块，用于根据所述荷侧信息构建荷侧运行目标函数和约束条件，根据所述源侧信息构建源侧运行目标函数和约束条件；
解算优化模型模块，用于根据所述荷侧约束条件和所述源侧约束条件，用上下层迭代方法解算所述荷侧运行目标函数和所述源侧运行目标函数，生成解算结果，所述解算结果包括：最优动态电价、最优荷侧购电计划、最优源侧发电计划；
配电网安全性校验模块，用于根据所述荷侧购电计划、所述源侧发电计划构建配电网交流潮流模型，通过牛顿迭代方法，计算得到功率传输转移分布因子矩阵G和线路传输功率，判断所述线路传输功率是否小于线路有功传输功率最大值；
若所述线路传输功率小于线路有功传输功率最大值，则输出所述最优动态电价、所述最优荷侧购电计划、所述最优源侧发电计划；
其中，用上下层迭代方法解算所述荷侧运行目标函数和所述源侧运行目标函数的步骤包括：
根据历史成交记录，选取荷侧初始解集x0，源侧初始解集y0；
根据所述荷侧初始解集x0，计算初始荷侧运行目标函数得到荷侧解集xk；根据所述源侧初始解集y0，计算初始源侧运行目标函数/>得到源侧解集yk；
根据所述荷侧解集xk，优化所述源侧运行目标函数Uso，得到源侧更新解集yk+1；
根据所述源侧更新解集yk+1，优化所述荷侧运行目标函数Juser，得到荷侧更新解集xk+1，再次优化所述源侧运行目标函数Uso；
当满足终止条件：
其中，阈值ò＞0；
停止迭代，荷侧最优解集x*＝xk+1，源侧最优解集y*＝yk+1；
所述荷侧最优解集x*包括：最优荷侧购电计划，所述源侧最优解集y*包括：最优动态电价、最优源侧发电计划；所述荷侧运行目标函数为：
其中，Juser为荷侧运行目标函数，为荷侧弃光成本，/>为荷侧购电成本，/>为荷侧电储能装置的寿命折损费用；
所述源侧运行目标函数为：
其中，Uso为源侧运行目标函数，为源侧弃光成本，/>为源侧弃水成本，/>为源侧电储能装置的寿命折损费用，/>为源侧售电给荷侧的获利，/>为源侧售电给配电网的获利。
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