CN113972660B - 交直流混合配电网的日前调度方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种交直流混合配电网的日前调度方法，包括以下步骤：获取目标调度时段的光伏出力预测数据、风电出力预测数据和负荷需求预测数据；根据光伏出力预测数据、风电出力预测数据和负荷需求预测数据判断目标调度时段是否新能源出力过剩；如果新能源出力过剩，则计算过剩量，并根据过剩量、目标调度时段储能系统的状态和可转移负荷的状态判断是否存在待消纳量；如果存在待消纳量，则执行消纳策略；如果新能源出力不过剩，则计算缺额，并根据缺额、目标调度时段储能系统的状态、可控分布式电源的状态和可中断负荷的状态判断是否存在待补足量；如果存在待补足量，则执行补足策略。本发明能够对交直流混合配电网进行合理的日前调度。

Description

交直流混合配电网的日前调度方法
技术领域
本发明涉及配电调度技术领域，具体涉及一种交直流混合配电网的日前调度方法。
背景技术
交直流混合配电网是指交流和直流混合在一起的配电网络，交直流混合配电网中包含电网、分布式电源、储能系统等，并且包括诸如光伏发电子系统和风力发电子系统的新能源发电部分。
如何对交直流混合配电网进行合理的日前调度，是保证交直流混合配电网经济、可靠运行的关键问题。
发明内容
本发明为解决上述技术问题，提供了一种交直流混合配电网的日前调度方法，能够对交直流混合配电网进行合理的日前调度，从而保证交直流混合配电网的经济、可靠运行。
本发明采用的技术方案如下：
一种交直流混合配电网的日前调度方法，包括以下步骤：获取目标调度时段的光伏出力预测数据、风电出力预测数据和负荷需求预测数据；根据所述光伏出力预测数据、所述风电出力预测数据和所述负荷需求预测数据判断所述目标调度时段是否新能源出力过剩；如果新能源出力过剩，则计算过剩量，并根据所述过剩量、所述目标调度时段储能系统的状态和可转移负荷的状态判断是否存在待消纳量；如果存在待消纳量，则执行消纳策略；如果新能源出力不过剩，则计算缺额，并根据所述缺额、所述目标调度时段储能系统的状态、可控分布式电源的状态和可中断负荷的状态判断是否存在待补足量；如果存在待补足量，则执行补足策略。
根据以下公式计算所述过剩量：
ΔP1(t)＝PPV(t)+PWT(t)-PL0(t)
其中，t表示t时段，即所述目标调度时段，ΔP1(t)为所述过剩量，PPV(t)为所述光伏出力预测数据，PWT(t)为所述风电出力预测数据，PL0(t)为所述负荷需求预测数据。
根据所述过剩量、所述目标调度时段储能系统的状态和可转移负荷的状态判断是否存在待消纳量，具体包括：判断所述目标调度时段所述储能系统的荷电状态是否达到最大值；如果所述目标调度时段所述储能系统的荷电状态未达到最大值，则判断所述过剩量是否大于所述储能系统的储能功率；如果所述过剩量大于所述储能系统的储能功率，则根据所述过剩量和所述储能系统的储能功率计算储能剩余量；判断所述储能剩余量是否大于所述可转移负荷的功率；如果所述储能剩余量大于所述可转移负荷的功率，则判定存在待消纳量。
执行消纳策略，具体包括：计算所述待消纳量；判断电网的消纳空间是否大于或等于所述待消纳量；如果所述电网的消纳空间大于或等于所述待消纳量，则利用所述电网进行消纳；如果所述电网的消纳空间小于所述待消纳量，则切除部分的光伏发电子系统和/或风力发电子系统。
根据以下公式计算所述储能剩余量：
ΔP2(t)＝ΔP1(t)-ΔPess(t)
其中，ΔP2(t)为所述储能剩余量，ΔPess(t)为所述储能系统的储能功率，
根据以下公式计算所述待消纳量：
其中，ΔP3(t)为所述待消纳量，μt TL表示所述储能剩余量能否满足可转移负荷的运行需求，若能，则取1，PTL(t)为所述可转移负荷的功率。
根据以下公式计算所述缺额：
ΔP4(t)＝PL0(t)-(PPV(t)+PWT(t))
其中，ΔP4(t)为所述缺额。
根据所述缺额、所述目标调度时段储能系统的状态、可控分布式电源的状态和可中断负荷的状态判断是否存在待补足量，具体包括：判断所述目标调度时段所述储能系统的荷电状态是否达到最小值；如果所述目标调度时段所述储能系统的荷电状态未达到最小值，则判断所述缺额是否大于所述储能系统的输出功率；如果所述缺额大于所述储能系统的输出功率，则根据所述缺额和所述储能系统的输出功率计算储能补充后差额；判断所述储能补充后差额是否大于所述可控分布式电源的输出功率；如果所述储能补充后差额大于所述可控分布式电源的输出功率，则判断所述储能补充后差额与所述可控分布式电源的输出功率之差是否大于所述可中断负荷的功率；如果所述储能补充后差额与所述可控分布式电源的输出功率之差大于所述可中断负荷的功率，则判定存在待补足量。
执行补足策略，具体包括：计算所述待补足量；利用所述电网进行补足。
根据以下公式计算所述储能补充后差额：
ΔP5(t)＝ΔP4(t)-Pess(t)
其中，ΔP5(t)为所述储能补充后差额，Pess(t)为所述储能系统的输出功率，
根据以下公式计算所述待补足量：
ΔP6(t)＝ΔP5(t)-PDG(t)-PIL(t)
其中，ΔP6(t)为所述待补足量，PDG(t)为所述可控分布式电源的输出功率，PIL(t)为所述可中断负荷的功率。
本发明的有益效果：
本发明通过获取目标调度时段的光伏出力预测数据、风电出力预测数据和负荷需求预测数据以判断目标调度时段是否新能源出力过剩，在新能源出力过剩时，计算过剩量，并根据过剩量、目标调度时段储能系统的状态和可转移负荷的状态判断是否存在待消纳量，以及在存在待消纳量时执行消纳策略；在新能源出力不过剩时，计算缺额，并根据缺额、目标调度时段储能系统的状态、可控分布式电源的状态和可中断负荷的状态判断是否存在待补足量，以及在存在待补足量时执行补足策略，由此，能够对交直流混合配电网进行合理的日前调度，从而保证交直流混合配电网的经济、可靠运行。
附图说明
图1为本发明实施例的交直流混合配电网的日前调度方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例的交直流混合配电网的日前调度方法包括以下步骤：
S1，获取目标调度时段的光伏出力预测数据、风电出力预测数据和负荷需求预测数据。
考虑到一天内新能源发电出力、负荷等的变化，为保证调度的准确性，可将调度日分为多个调度时段，例如以15分钟为一个调度时段，可将一天划分为96个调度时段。
在本发明的一个实施例中，可基于天气预报中调度日的天气情况对光伏、风电发电子系统的出力进行预测，得到光伏出力预测曲线和风电出力预测曲线，进而可得到目标调度时段的光伏出力预测数据和风电出力预测数据。同时，可根据历史负荷数据，或根据负荷运行规划获取目标调度时段的负荷需求预测数据。
S2，根据光伏出力预测数据、风电出力预测数据和负荷需求预测数据判断目标调度时段是否新能源出力过剩。
如果在目标调度时段光伏出力和风电出力的总和能够满足负荷需求，即新能源出力无法被负荷完全消纳，则目标调度时段新能源出力过剩，否则判定新能源出力不过剩。
S3，如果新能源出力过剩，则计算过剩量，并根据过剩量、目标调度时段储能系统的状态和可转移负荷的状态判断是否存在待消纳量。
在本发明的一个实施例中，可根据以下公式计算过剩量：
ΔP1(t)＝PPV(t)+PWT(t)-PL0(t)
其中，t表示t时段，即目标调度时段，ΔP1(t)为过剩量，PPV(t)为光伏出力预测数据，PWT(t)为风电出力预测数据，PL0(t)为负荷需求预测数据。
在计算得到过剩量后，可判断目标调度时段储能系统的荷电状态是否达到最大值，即SOC(t)是否等于SOCmax。如果目标调度时段储能系统的荷电状态未达到最大值，即SOC(t)＜SOCmax，则获取储能系统的储能功率，并判断过剩量是否大于储能系统的储能功率，否则，储能系统的储能功率为0。
如果过剩量大于储能系统的储能功率，则说明储能系统无法完全消纳剩余电量，在调用储能系统以进行储能的同时，可根据过剩量和储能系统的储能功率计算储能剩余量。具体地，可根据以下公式计算储能剩余量：
ΔP2(t)＝ΔP1(t)-ΔPess(t)
其中，ΔP2(t)为储能剩余量，ΔPess(t)为储能系统的储能功率。
然后，可判断储能剩余量是否大于可转移负荷的功率，如果储能剩余量大于可转移负荷的功率，则说明可转移负荷启动用电后依然存在剩余电量，此时判定存在待消纳量，否则，判定不存在待消纳量。
S4，如果存在待消纳量，则执行消纳策略。
如果存在待消纳量，则计算待消纳量，具体地，可根据以下公式计算待消纳量：
其中，ΔP3(t)为待消纳量，μt TL表示储能剩余量能否满足可转移负荷的运行需求，PTL(t)为可转移负荷的功率。应当理解的是，调用可转移负荷的前提是，储能剩余量应能够满足可转移负荷的运行需求，即储能剩余量应满足可转移负荷运行的功率需求，且持续的时间应满足可转移负荷的最小运行时间。若储能剩余量能够满足可转移负荷运行的功率需求，则μt TL取1，否则取0。
然后，可判断电网的消纳空间是否大于或等于待消纳量。如果电网的消纳空间大于或等于待消纳量，则利用电网进行消纳；如果电网的消纳空间小于待消纳量，则切除部分的光伏发电子系统和/或风力发电子系统。考虑到光伏的波动性小于风电的波动性，因此可优先考虑切除部分的风力发电子系统以实现对新能源出力过剩的消纳。
S5，如果新能源出力不过剩，则计算缺额，并根据缺额、目标调度时段储能系统的状态、可控分布式电源的状态和可中断负荷的状态判断是否存在待补足量。
在本发明的一个实施例中，可根据以下公式计算缺额：
ΔP4(t)＝PL0(t)-(PPV(t)+PWT(t))
其中，ΔP4(t)为缺额。
在计算得到缺额后，可判断目标调度时段储能系统的荷电状态是否达到最小值，即SOC(t)是否等于SOCmin。如果目标调度时段储能系统的荷电状态未达到最小值，即SOC(t)＞SOCmin，则获取储能系统的输出功率，并判断缺额是否大于储能系统的输出功率，否则，储能系统的输出功率为0。
如果缺额大于储能系统的输出功率，则在调用储能系统进行输出的同时，根据缺额和储能系统的输出功率计算储能补充后差额。具体地，可根据以下公式计算储能补充后差额：
ΔP5(t)＝ΔP4(t)-Pess(t)
其中，ΔP5(t)为储能补充后差额，Pess(t)为储能系统的输出功率。
然后，可判断储能补充后差额是否大于可控分布式电源的输出功率，如果储能补充后差额大于可控分布式电源的输出功率，则说明可控分布式电源的输出功率仍然无法满足负荷需求，在调用可控分布式电源输出的同时，还需要中断可中断负荷，接下来要进一步判断储能补充后差额与可控分布式电源的输出功率之差是否大于可中断负荷的功率，如果储能补充后差额与可控分布式电源的输出功率之差大于可中断负荷的功率，则说明可中断负荷中断用电后电能依然不足，此时判定存在待补足量，否则判定不存在待补足量。
S6，如果存在待补足量，则执行补足策略。
如果存在待补足量，则计算待补足量。具体地，可根据以下公式计算待补足量：
ΔP6(t)＝ΔP5(t)-PDG(t)-PIL(t)
其中，ΔP6(t)为待补足量，PDG(t)为可控分布式电源的输出功率，PIL(t)为可中断负荷的功率。
然后，可利用电网进行补足。
如果当前调度时段既不存在待消纳量，也不存在待补足量，则当前调度时段无需执行消纳策略和补足策略，对下一调度时段执行本发明实施例的上述日前调度方法。
根据本发明实施例的交直流混合配电网的日前调度方法，通过获取目标调度时段的光伏出力预测数据、风电出力预测数据和负荷需求预测数据以判断目标调度时段是否新能源出力过剩，在新能源出力过剩时，计算过剩量，并根据过剩量、目标调度时段储能系统的状态和可转移负荷的状态判断是否存在待消纳量，以及在存在待消纳量时执行消纳策略；在新能源出力不过剩时，计算缺额，并根据缺额、目标调度时段储能系统的状态、可控分布式电源的状态和可中断负荷的状态判断是否存在待补足量，以及在存在待补足量时执行补足策略，由此，能够对交直流混合配电网进行合理的日前调度，从而保证交直流混合配电网的经济、可靠运行。
在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种交直流混合配电网的日前调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取目标调度时段的光伏出力预测数据、风电出力预测数据和负荷需求预测数据；
根据所述光伏出力预测数据、所述风电出力预测数据和所述负荷需求预测数据判断所述目标调度时段是否新能源出力过剩；
如果新能源出力过剩，则计算过剩量，并根据所述过剩量、所述目标调度时段储能系统的状态和可转移负荷的状态判断是否存在待消纳量；
如果存在待消纳量，则执行消纳策略；
如果新能源出力不过剩，则计算缺额，并根据所述缺额、所述目标调度时段储能系统的状态、可控分布式电源的状态和可中断负荷的状态判断是否存在待补足量；
如果存在待补足量，则执行补足策略，
根据以下公式计算所述过剩量：
ΔP1(t)＝PPV(t)+PWT(t)-PL0(t)
其中，t表示t时段，即所述目标调度时段，ΔP1(t)为所述过剩量，PPV(t)为所述光伏出力预测数据，PWT(t)为所述风电出力预测数据，PL0(t)为所述负荷需求预测数据，
根据所述过剩量、所述目标调度时段储能系统的状态和可转移负荷的状态判断是否存在待消纳量，具体包括：判断所述目标调度时段所述储能系统的荷电状态是否达到最大值；如果所述目标调度时段所述储能系统的荷电状态未达到最大值，则判断所述过剩量是否大于所述储能系统的储能功率；如果所述过剩量大于所述储能系统的储能功率，则根据所述过剩量和所述储能系统的储能功率计算储能剩余量；判断所述储能剩余量是否大于所述可转移负荷的功率；如果所述储能剩余量大于所述可转移负荷的功率，则判定存在待消纳量。
2.根据权利要求1所述的交直流混合配电网的日前调度方法，其特征在于，执行消纳策略，具体包括：
计算所述待消纳量；
判断电网的消纳空间是否大于或等于所述待消纳量；
如果所述电网的消纳空间大于或等于所述待消纳量，则利用所述电网进行消纳；
如果所述电网的消纳空间小于所述待消纳量，则切除部分的光伏发电子系统和/或风力发电子系统。
3.根据权利要求2所述的交直流混合配电网的日前调度方法，其特征在于，根据以下公式计算所述储能剩余量：
ΔP2(t)＝ΔP1(t)-ΔPess(t)
其中，ΔP2(t)为所述储能剩余量，ΔPess(t)为所述储能系统的储能功率，
根据以下公式计算所述待消纳量：
其中，ΔP3(t)为所述待消纳量，μt TL表示所述储能剩余量能否满足可转移负荷的运行需求，若能，则取1，PTL(t)为所述可转移负荷的功率。
4.根据权利要求3所述的交直流混合配电网的日前调度方法，其特征在于，根据以下公式计算所述缺额：
ΔP4(t)＝PL0(t)-(PPV(t)+PWT(t))
其中，ΔP4(t)为所述缺额。
5.根据权利要求4所述的交直流混合配电网的日前调度方法，其特征在于，根据所述缺额、所述目标调度时段储能系统的状态、可控分布式电源的状态和可中断负荷的状态判断是否存在待补足量，具体包括：
判断所述目标调度时段所述储能系统的荷电状态是否达到最小值；
如果所述目标调度时段所述储能系统的荷电状态未达到最小值，则判断所述缺额是否大于所述储能系统的输出功率；
如果所述缺额大于所述储能系统的输出功率，则根据所述缺额和所述储能系统的输出功率计算储能补充后差额；
判断所述储能补充后差额是否大于所述可控分布式电源的输出功率；
如果所述储能补充后差额大于所述可控分布式电源的输出功率，则判断所述储能补充后差额与所述可控分布式电源的输出功率之差是否大于所述可中断负荷的功率；
如果所述储能补充后差额与所述可控分布式电源的输出功率之差大于所述可中断负荷的功率，则判定存在待补足量。
6.根据权利要求5所述的交直流混合配电网的日前调度方法，其特征在于，执行补足策略，具体包括：
计算所述待补足量；
利用所述电网进行补足。
7.根据权利要求6所述的交直流混合配电网的日前调度方法，其特征在于，根据以下公式计算所述储能补充后差额：
ΔP5(t)＝ΔP4(t)-Pess(t)
其中，ΔP5(t)为所述储能补充后差额，Pess(t)为所述储能系统的输出功率，
根据以下公式计算所述待补足量：
ΔP6(t)＝ΔP5(t)-PDG(t)-PIL(t)
其中，ΔP6(t)为所述待补足量，PDG(t)为所述可控分布式电源的输出功率，PIL(t)为所述可中断负荷的功率。
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