CN113675881A - 基于虚拟聚合的分布式光伏电站群控群调控制方法及系统 - Google Patents

基于虚拟聚合的分布式光伏电站群控群调控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于虚拟聚合的分布式光伏电站群控群调控制方法及系统。本发明采用的技术方案为：依据分布式光伏电站的调控特性，分解每个分布式光伏电站的控制指标；计算每个分布式光伏的分项控制指标；计算每个分布式光伏的综合控制指标；根据各分布式光伏电站的K值大小进行排序；根据K值大小进行虚拟聚合，形成相似度矩阵，建立分布式光伏虚拟调控网格；对m个虚拟聚合后的电站采用等裕度或等比例算法进行有功分配。本发明能够在考虑光伏消纳成本的基础上实现分布式光伏电站群控群调控制，提升了电网分布式光伏消纳空间和运行稳定性。

Description

基于虚拟聚合的分布式光伏电站群控群调控制方法及系统
技术领域
本发明涉及分布式光伏电站群控群调控制技术领域，具体地说是一种基于虚拟聚合的分布式光伏电站群控群调控制方法及系统。
背景技术
目前的分布式光伏控制策略中，对光伏发电的随机性考虑较少、处理比较简单。比如，采用场景分析法提取不确定因素的规律特征，采用应用模糊控制策略应对光伏的随机性，以上方法均为大时间尺度下对随机性的处理，无法对短期及超短期的精确调控提供支撑，同时无法实现光伏消纳与控制。
综上所述，如何提供一种分布式光伏电站群控群调控制技术，在实现电网调度对分布式光伏管控的基础上，提高分布式光伏的消纳空间和运行稳定性，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种基于虚拟聚合的分布式光伏电站群控群调控制方法及系统，其在考虑光伏消纳成本的基础上实现分布式光伏电站群控群调控制，以提升电网分布式光伏消纳空间和运行稳定性。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于虚拟聚合的分布式光伏电站群控群调控制方法，其包括：
依据分布式光伏电站的调控特性，分解每个分布式光伏电站的控制指标；
计算每个分布式光伏的分项控制指标；
计算每个分布式光伏的综合控制指标；
根据各分布式光伏电站的K值大小进行排序；
根据K值大小进行虚拟聚合，形成相似度矩阵，建立分布式光伏虚拟调控网格；
对m个虚拟聚合后的电站采用等裕度或等比例算法进行有功分配。
进一步地，分布式光伏的分项指标包括有功调节灵敏度、有功调节容量、有功响应时间、并网时间、调节周期和通信方式。
更进一步地，所述有功调节灵敏度的计算公式为：
Figure BDA0003173313050000021
式中，Si为第i个分布式光伏电站的有功调节灵敏度，n为分布式光伏电站的数量，α为有功调节灵敏度在综合指标计算中所占的权重；
所述有功调节容量的计算公式为：
Figure BDA0003173313050000022
式中，Capi为第i个分布式光伏电站的有功调节容量，β为有功调节容量在综合指标计算中所占的权重；
所述有功响应时间的计算公式为：
Figure BDA0003173313050000023
式中，Ri为第i个分布式光伏电站的有功响应时间，λ为有功响应时间在综合指标计算中所占的权重；
所述并网时间的计算公式为：
Figure BDA0003173313050000031
式中，Ti为第i个分布式光伏电站的并网时间，δ为并网时间在综合指标计算中所占的权重；
所述调节周期的计算公式为：
Figure BDA0003173313050000032
式中，Mi为第i个分布式光伏电站的调节周期，ε为调节周期在综合指标计算中所占的权重；
所述通信方式的计算公式为：
Figure BDA0003173313050000033
式中，Wi为第i个分布式光伏电站的通信方式，κ为通信方式在综合指标计算中所占的权重。
更进一步地，每个分布式光伏的综合指标计算公式为：
K＝KS+KCap+KR+KT+KM+KW，
1＝α+β+λ+δ+ε+κ。
本发明采用的另一种技术方案为：基于虚拟聚合的分布式光伏电站群控群调控制系统，其包括：
控制指标分解单元：依据分布式光伏电站的调控特性，分解每个分布式光伏电站的控制指标；
分项指标计算单元：用于计算每个分布式光伏的分项指标；
综合指标计算单元：用于计算每个分布式光伏的综合指标；
K值排序单元：根据各分布式光伏电站的K值大小进行排序；
虚拟聚合单元：根据K值大小进行虚拟聚合，形成相似度矩阵，建立分布式光伏虚拟调控网格；
有功分配单元：对m个虚拟聚合后的电站采用等裕度或等比例算法进行有功分配。
本发明具有的有益效果如下：本发明以电气距离接近、调控能力相似、控制运行方式一致、利于集中管理等为原则，对分布式光伏的控制对象进行归一化排序，实现分布式光伏多机统一调度。本发明考虑光伏消纳成本的控制策略，区别于内部成员固定不变的物理集群，考虑光伏消纳成本的控制策略的控制集群的成员是虚拟、可变的，具有灵活性，能够有效适应配电网调控元素复杂多样、网架结构灵活可变的特点。
附图说明
图1为本发明分布式光伏电站群控群调控制方法的流程图；
图2为本发明分布式光伏电站群控群调控制系统的结构框图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1
本实施例为一种基于虚拟聚合的分布式光伏电站群控群调控制方法，如图1所示，其包括：依据分布式光伏电站的调控特性，分解每个分布式光伏电站的控制指标；计算每个分布式光伏的分项控制指标；计算每个分布式光伏的综合控制指标；根据各分布式光伏电站的K值大小进行排序；根据K值大小进行虚拟聚合，形成相似度矩阵，建立分布式光伏虚拟调控网格；对m个虚拟聚合后的电站采用等裕度或等比例算法进行有功分配。
具体地，分布式光伏的分项指标包括有功调节灵敏度、有功调节容量、有功响应时间、并网时间、调节周期和通信方式。
更具体地，所述有功调节灵敏度的计算公式为：
Figure BDA0003173313050000051
式中，Si为第i个分布式光伏电站的有功调节灵敏度，n为分布式光伏电站的数量，α为有功调节灵敏度在综合指标计算中所占的权重；
所述有功调节容量的计算公式为：
Figure BDA0003173313050000052
式中，Capi为第i个分布式光伏电站的有功调节容量，β为有功调节容量在综合指标计算中所占的权重；
所述有功响应时间的计算公式为：
Figure BDA0003173313050000053
式中，Ri为第i个分布式光伏电站的有功响应时间，λ为有功响应时间在综合指标计算中所占的权重；
所述并网时间的计算公式为：
Figure BDA0003173313050000061
式中，Ti为第i个分布式光伏电站的并网时间，δ为并网时间在综合指标计算中所占的权重；
所述调节周期的计算公式为：
Figure BDA0003173313050000062
式中，Mi为第i个分布式光伏电站的调节周期，ε为调节周期在综合指标计算中所占的权重；
所述通信方式的计算公式为：
Figure BDA0003173313050000063
式中，Wi为第i个分布式光伏电站的通信方式，κ为通信方式在综合指标计算中所占的权重。
更具体地，每个分布式光伏的综合指标计算公式为：
K＝KS+KCap+KR+KT+KM+KW，
1＝α+β+λ+δ+ε+κ。
对上述的步骤进行举例说明：
1.根据前面的公式，已知每个分布式光伏电站的综合控制指标Ki，分别如下：
K1、K2、K3、Ki···Kn。
2.对n个分布式光伏电站的综合控制指标进行由小到大进行排序，例如：
K1、K5、K8、K3、Ki···Kn。
3.将n个Ki聚合成m组，组成m个调控矩阵，如下：
P1＝[K1，K5]
P2＝[K8，K3，Ki]
····
Pm＝[Kn-1，Kn]。
4.分布式光伏的有功调节步长记为SP(单位为MW)，分布式光伏的当前有功调节需求量记为ΔP(单位为MW)，因此，可得：
4.1，当ΔP＝1×SP时，有功调节需求量ΔP采用等裕度或等比例算法进行有功分配只分配至P1调控对象，即1、5号分布式光伏。
4.2，当ΔP＝1.5×SP时，有功调节需求量1×SP采用等裕度或等比例算法进行有功分配只分配至P1调控对象，即1、5号分布式光伏。剩余的有功调节需求量0.5×SP，采用等裕度或等比例算法进行有功分配只分配至P2调控对象，即8、3、i号分布式光伏。
4.3，依次原则类推。当ΔP＝m×SP时，有功调节需求量1×SP采用等裕度或等比例算法进行有功分配只分配至P1调控对象，即1、5号分布式光伏。有功调节需求量1×SP，采用等裕度或等比例算法进行有功分配只分配至P2调控对象，即8、3、i号分布式光伏。···第m个有功调节需求量1×SP，采用等裕度或等比例算法进行有功分配只分配至Pm调控对象，即n-1、n号分布式光伏。
实施例2
本实施例提供一种基于虚拟聚合的分布式光伏电站群控群调控制系统，如图2所示，其包括：控制指标分解单元、分项指标计算单元、综合指标计算单元、K值排序单元、虚拟聚合单元和有功分配单元。
控制指标分解单元：依据分布式光伏电站的调控特性，分解每个分布式光伏电站的控制指标；
分项指标计算单元：用于计算每个分布式光伏的分项指标；
综合指标计算单元：用于计算每个分布式光伏的综合指标；
K值排序单元：根据各分布式光伏电站的K值大小进行排序；
虚拟聚合单元：根据K值大小进行虚拟聚合，形成相似度矩阵，建立分布式光伏虚拟调控网格；
有功分配单元：对m个虚拟聚合后的电站采用等裕度或等比例算法进行有功分配。
具体地，分布式光伏的分项指标包括有功调节灵敏度、有功调节容量、有功响应时间、并网时间、调节周期和通信方式。
更具体地，所述有功调节灵敏度的计算公式为：
Figure BDA0003173313050000081
式中，Si为第i个分布式光伏电站的有功调节灵敏度，n为分布式光伏电站的数量，α为有功调节灵敏度在综合指标计算中所占的权重；
所述有功调节容量的计算公式为：
Figure BDA0003173313050000082
式中，Capi为第i个分布式光伏电站的有功调节容量，β为有功调节容量在综合指标计算中所占的权重；
所述有功响应时间的计算公式为：
Figure BDA0003173313050000091
式中，Ri为第i个分布式光伏电站的有功响应时间，λ为有功响应时间在综合指标计算中所占的权重；
所述并网时间的计算公式为：
Figure BDA0003173313050000092
式中，Ti为第i个分布式光伏电站的并网时间，δ为并网时间在综合指标计算中所占的权重；
所述调节周期的计算公式为：
Figure BDA0003173313050000093
式中，Mi为第i个分布式光伏电站的调节周期，ε为调节周期在综合指标计算中所占的权重；
所述通信方式的计算公式为：
Figure BDA0003173313050000094
式中，Wi为第i个分布式光伏电站的通信方式，κ为通信方式在综合指标计算中所占的权重。
更具体地，每个分布式光伏的综合指标计算公式为：
K＝KS+KCap+KR+KT+KM+KW，
1＝α+β+λ+δ+ε+κ。
此处所描述的具体实施例仅用以解释发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.基于虚拟聚合的分布式光伏电站群控群调控制方法，其特征在于，包括：
依据分布式光伏电站的调控特性，分解每个分布式光伏电站的控制指标；
计算每个分布式光伏的分项控制指标；
计算每个分布式光伏的综合控制指标；
根据各分布式光伏电站的K值大小进行排序；
根据K值大小进行虚拟聚合，形成相似度矩阵，建立分布式光伏虚拟调控网格；
对m个虚拟聚合后的电站采用等裕度或等比例算法进行有功分配。
2.根据权利要求1所述的基于虚拟聚合的分布式光伏电站群控群调控制方法，其特征在于，分布式光伏的分项指标包括有功调节灵敏度、有功调节容量、有功响应时间、并网时间、调节周期和通信方式。
3.根据权利要求2所述的基于虚拟聚合的分布式光伏电站群控群调控制方法，其特征在于，所述有功调节灵敏度的计算公式为：
Figure FDA0003173313040000011
式中，Si为第i个分布式光伏电站的有功调节灵敏度，n为分布式光伏电站的数量，α为有功调节灵敏度在综合指标计算中所占的权重；
所述有功调节容量的计算公式为：
Figure FDA0003173313040000012
式中，Capi为第i个分布式光伏电站的有功调节容量，β为有功调节容量在综合指标计算中所占的权重；
所述有功响应时间的计算公式为：
Figure FDA0003173313040000021
式中，Ri为第i个分布式光伏电站的有功响应时间，λ为有功响应时间在综合指标计算中所占的权重；
所述并网时间的计算公式为：
Figure FDA0003173313040000022
式中，Ti为第i个分布式光伏电站的并网时间，δ为并网时间在综合指标计算中所占的权重；
所述调节周期的计算公式为：
Figure FDA0003173313040000023
式中，Mi为第i个分布式光伏电站的调节周期，ε为调节周期在综合指标计算中所占的权重；
所述通信方式的计算公式为：
Figure FDA0003173313040000024
式中，Wi为第i个分布式光伏电站的通信方式，κ为通信方式在综合指标计算中所占的权重。
4.根据权利要求3所述的基于虚拟聚合的分布式光伏电站群控群调控制方法，其特征在于，每个分布式光伏的综合指标计算公式为：
K＝KS+KCap+KR+KT+KM+KW，
1＝α+β+λ+δ+ε+κ。
5.基于虚拟聚合的分布式光伏电站群控群调控制系统，其特征在于，包括：
控制指标分解单元：依据分布式光伏电站的调控特性，分解每个分布式光伏电站的控制指标；
分项指标计算单元：用于计算每个分布式光伏的分项指标；
综合指标计算单元：用于计算每个分布式光伏的综合指标；
K值排序单元：根据各分布式光伏电站的K值大小进行排序；
虚拟聚合单元：根据K值大小进行虚拟聚合，形成相似度矩阵，建立分布式光伏虚拟调控网格；
有功分配单元：对m个虚拟聚合后的电站采用等裕度或等比例算法进行有功分配。
6.根据权利要求5所述的基于虚拟聚合的分布式光伏电站群控群调控制系统，其特征在于，分布式光伏的分项指标包括有功调节灵敏度、有功调节容量、有功响应时间、并网时间、调节周期和通信方式。
7.根据权利要求6所述的基于虚拟聚合的分布式光伏电站群控群调控制系统，其特征在于，所述有功调节灵敏度的计算公式为：
Figure FDA0003173313040000031
式中，Si为第i个分布式光伏电站的有功调节灵敏度，n为分布式光伏电站的数量，α为有功调节灵敏度在综合指标计算中所占的权重；
所述有功调节容量的计算公式为：
Figure FDA0003173313040000041
式中，Capi为第i个分布式光伏电站的有功调节容量，β为有功调节容量在综合指标计算中所占的权重；
所述有功响应时间的计算公式为：
Figure FDA0003173313040000042
式中，Ri为第i个分布式光伏电站的有功响应时间，λ为有功响应时间在综合指标计算中所占的权重；
所述并网时间的计算公式为：
Figure FDA0003173313040000043
式中，Ti为第i个分布式光伏电站的并网时间，δ为并网时间在综合指标计算中所占的权重；
所述调节周期的计算公式为：
Figure FDA0003173313040000044
式中，Mi为第i个分布式光伏电站的调节周期，ε为调节周期在综合指标计算中所占的权重；
所述通信方式的计算公式为：
Figure FDA0003173313040000045
式中，Wi为第i个分布式光伏电站的通信方式，κ为通信方式在综合指标计算中所占的权重。
8.根据权利要求7所述的基于虚拟聚合的分布式光伏电站群控群调控制系统，其特征在于，每个分布式光伏的综合指标计算公式为：
K＝KS+KCap+KR+KT+KM+KW，
1＝α+β+λ+δ+ε+κ。
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