CN117175587A - 考虑柔性负荷的配电网调度优化方法、系统、终端及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了考虑柔性负荷的配电网调度优化方法、系统、终端及介质，涉及配电网调度技术领域，其技术方案要点是：根据光伏实际出力与用电实际负荷之差确定供需差额；根据供需差额从柔性负荷总集中匹配得到相应的柔性负荷子集，并获取柔性负荷的实时剩余调度量和调度概率；为对应柔性负荷分配实际可调度量；从柔性负荷子集中选取调度影响度最小且满足约束条件的柔性负荷组参与调度，柔性负荷组中的各个柔性负荷均以相应的实际可调度量参与调度。本发明同时考虑了各个柔性负荷的实时剩余调度量和调度概率，以实际可调度量参与调度，可避免柔性负荷出现极限情况，同时依据供需差额来动态的选取柔性负荷参与调度，使得柔性负荷资源的使用更为合理。
Description
技术领域
本发明涉及配电网调度技术领域，更具体地说，它涉及考虑柔性负荷的配电网调度优化方法、系统、终端及介质。
背景技术
随着分布式光伏发电之类的新能源在配电网中的渗透率不断提升，由于分布式光伏发电和用电负荷的随机性与波动性特点，会使得配电网运行不稳定。为此，需要采用配电网调度方法来保障配电网稳定运行。
现有技术中的配电网调度主要是在日前调度的基础上结合柔性负荷进行协调调度，日前调度主要是根据光伏预测出力和用电预测负荷来确定光伏出力计划和传统发电机组出力，以此使得配电网能够尽可能的满足用电负荷需求，但由于光伏预测出力和用电预测负荷存在一定的误差，所以需要柔性负荷进行协调，以保证供需平衡。然而，由于各种柔性负荷在参与配电网调度时的协调能力以及参与协调调度后对用户的影响不尽相同，例如，分布式光伏发电系统中的储能单元，其储能单元的剩余容量决定了其参与配电网调度时的协调能力，又例如，对新能源汽车充电的负荷进行大幅度调节，在一定程度上影响了用户用电，而现有技术在采用柔性负荷进行配电网调度时，一般情况是依据柔性负荷的优先等级或应用概率来选择柔性负荷，如分布式光伏发电系统中的储能单元的优先等级和应用概率一般高于新能源汽车充电的负荷，此方式容易导致柔性负荷出现过度和频繁参与调度的情况，从而使柔性负荷暂时性的失去调度能力。
因此，如何研究设计一种能够克服上述缺陷的考虑柔性负荷的配电网调度优化方法、系统、终端及介质是我们目前急需解决的问题。
发明内容
为解决现有技术中的不足，本发明的目的是提供考虑柔性负荷的配电网调度优化方法、系统、终端及介质，同时考虑了各个柔性负荷的实时剩余调度量和调度概率，以各个柔性负荷的实际可调度量参与调度，可避免柔性负荷出现极限情况，同时依据供需差额来动态的选取柔性负荷参与调度，使得柔性负荷资源的使用更为合理。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
第一方面，提供了考虑柔性负荷的配电网调度优化方法，包括以下步骤：
根据光伏预测出力和用电预测负荷确定日前调度策略；
实时采集配电网中的光伏实际出力和用电实际负荷，并根据光伏实际出力与用电实际负荷之差确定供需差额；
根据供需差额从柔性负荷总集中匹配得到相应的柔性负荷子集，并获取柔性负荷子集中各个柔性负荷的实时剩余调度量和各个柔性负荷在历史同周期中参与调度的调度概率；
从实时剩余调度量中为对应柔性负荷分配得到与相应调度概率呈正相关的实际可调度量；
从柔性负荷子集中选取调度影响度最小且满足约束条件的柔性负荷组参与调度，柔性负荷组中的各个柔性负荷均以相应的实际可调度量参与调度。
进一步的，所述根据供需差额从柔性负荷总集中匹配得到相应的柔性负荷子集的过程具体为：
若所述供需差额为负值，则从柔性负荷总集中匹配具有供电特性的柔性负荷，具有供电特性的柔性负荷所对应的实时剩余调度量为正值；
若所述供需差额为正值，则从柔性负荷总集中匹配具有耗电特性的柔性负荷，具有耗电特性的柔性负荷所对应的实时剩余调度量为负值。
进一步的，所述具有供电特性的柔性负荷为可增加配电网输出电能或可减少负荷消耗电能的柔性负荷；
所述具有耗电特性的柔性负荷为可减少配电网输出电能或可增加负荷消耗电能的柔性负荷。
进一步的，所述柔性负荷的实时剩余调度量和调度概率在获取过程中的特性均与柔性负荷在匹配过程的特性保持一致。
进一步的，所述实际可调度量的计算公式具体为：
；
其中，表示柔性负荷/>的实际可调度量；/>表示柔性负荷/>的实时剩余调度量；表示柔性负荷/>在历史同周期中参与调度的调度概率。
进一步的，所述柔性负荷组的调度影响度计算过程具体为：
确定柔性负荷组中各个柔性负荷以相应的实际可调度量参与调度时，通过所有柔性负荷的实际可调度量之和来补偿供需差额的调度偏差；
以调度偏差与柔性负荷组中的柔性负荷数量之比确定偏差均值；
以偏差均值与柔性负荷的实际可调度量之比相应柔性负荷的影响度，并对影响度取绝对值；
以柔性负荷组中各个柔性负荷取绝对值后的影响度之和确定柔性负荷组的调度影响度。
进一步的，所述柔性负荷组的求解公式具体为：
；
其中，表示柔性负荷组参与调度时的调度偏差；/>表示柔性负荷组中的柔性负荷数量；/>表示第/>个柔性负荷的实际可调度量；/>表示供需差额；/>表示调度偏差的上限值；/>表示柔性负荷组中的数量上限值。
第二方面，提供了考虑柔性负荷的配电网调度优化系统，包括：
日前调度模块，用于根据光伏预测出力和用电预测负荷确定日前调度策略；
供需分析模块，用于实时采集配电网中的光伏实际出力和用电实际负荷，并根据光伏实际出力与用电实际负荷之差确定供需差额；
数据获取模块，用于根据供需差额从柔性负荷总集中匹配得到相应的柔性负荷子集，并获取柔性负荷子集中各个柔性负荷的实时剩余调度量和各个柔性负荷在历史同周期中参与调度的调度概率；
调度分配模块，用于从实时剩余调度量中为对应柔性负荷分配得到与相应调度概率呈正相关的实际可调度量；
调度优化模块，用于从柔性负荷子集中选取调度影响度最小且满足约束条件的柔性负荷组参与调度，柔性负荷组中的各个柔性负荷均以相应的实际可调度量参与调度。
第三方面，提供了一种计算机终端，包含存储器、处理器及存储在存储器并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面中任意一项所述的考虑柔性负荷的配电网调度优化方法。
第四方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行可实现如第一方面中任意一项所述的考虑柔性负荷的配电网调度优化方法。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供的考虑柔性负荷的配电网调度优化方法，同时考虑了各个柔性负荷的实时剩余调度量和调度概率，以各个柔性负荷的实际可调度量参与调度，可避免柔性负荷出现极限情况，同时依据供需差额来动态的选取柔性负荷参与调度，使得柔性负荷资源的使用更为合理；
2、本发明在柔性负荷组的选取过程中，不仅仅考虑了柔性负荷应用数量，还考虑了所选取柔性负荷参与调度所存在的调度偏差，既保证了配电网调度的准确性与可靠性，还降低了配电网调度的运行成本；
3、本发明通过合理应用各个柔性负荷资源，在保障配电网稳定运行的情况下，可有效减少新接入配电网的柔性负荷容量，从而降低配电网运行的投入；
4、本发明不仅仅能够适用于由日前调度、日内滚动和实时协调构成的三级配电网调度技术，同时还可以适用于日前调度和实时协调的二级配电网调度技术，应用范围广。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1是本发明实施例1中的流程图；
图2是本发明实施例2中的系统框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1：考虑柔性负荷的配电网调度优化方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤S1：根据光伏预测出力和用电预测负荷确定日前调度策略；
步骤S2：实时采集配电网中的光伏实际出力和用电实际负荷，并根据光伏实际出力与用电实际负荷之差确定供需差额；
步骤S3：根据供需差额从柔性负荷总集中匹配得到相应的柔性负荷子集，并获取柔性负荷子集中各个柔性负荷的实时剩余调度量和各个柔性负荷在历史同周期中参与调度的调度概率；
步骤S4：从实时剩余调度量中为对应柔性负荷分配得到与相应调度概率呈正相关的实际可调度量；
步骤S5：从柔性负荷子集中选取调度影响度最小且满足约束条件的柔性负荷组参与调度，柔性负荷组中的各个柔性负荷均以相应的实际可调度量参与调度。
本发明中的配电网调度优化是在基于日前调度策略运行下展开的。
在本实施例中，柔性负荷包含但不限于具备双向调节能力的电动汽车、储能、蓄能、分布式电源和微电网等，还可以包括空调和冰箱等传统负荷。
需要说明的是，本发明中的配电网调度优化过程中所设计的光伏预测出力、用电预测负荷、实时剩余调度量和实际可调度量等，均采用功率或电能为同一单位进行分析。
根据供需差额从柔性负荷总集中匹配得到相应的柔性负荷子集的过程具体为：若供需差额为负值，则从柔性负荷总集中匹配具有供电特性的柔性负荷，具有供电特性的柔性负荷所对应的实时剩余调度量为正值；若供需差额为正值，则从柔性负荷总集中匹配具有耗电特性的柔性负荷，具有耗电特性的柔性负荷所对应的实时剩余调度量为负值。
具有供电特性的柔性负荷为可增加配电网输出电能或可减少负荷消耗电能的柔性负荷；具有耗电特性的柔性负荷为可减少配电网输出电能或可增加负荷消耗电能的柔性负荷。
柔性负荷的实时剩余调度量和调度概率在获取过程中的特性均与柔性负荷在匹配过程的特性保持一致。
需要说明的是，部分柔性负荷既具有供电特性，也具有耗电特性，例如分布式光伏发电系统中的储能单元，储能单元的剩余可充电容量具有耗电特性，而储能单元的已储能容量具有供电特性。
以柔性负荷为储能单元为例，若供需差额为负值，说明供能不足，所以在选择储能单元作为其中一个柔性负荷时，柔性负荷的实时剩余调度量需是储能单元的已储能容量，而调度概率则同样是以已储能容量为基准进行统计的。若供需差额为正值，说明供能过量，所以在选择储能单元作为其中一个柔性负荷时，柔性负荷的实时剩余调度量需是储能单元的剩余可充电容量，而调度概率则同样是以剩余可充电容量为基准进行统计的。
作为一种可选的实施方式，可以依据调度概率的大小划分等级，不同等级所对应的实际可调度量不同。
作为另一种可选的实施方式，实际可调度量的计算公式具体为：
；
其中，表示柔性负荷/>的实际可调度量；/>表示柔性负荷/>的实时剩余调度量；表示柔性负荷/>在历史同周期中参与调度的调度概率。
柔性负荷组的调度影响度计算过程具体为：确定柔性负荷组中各个柔性负荷以相应的实际可调度量参与调度时，通过所有柔性负荷的实际可调度量之和来补偿供需差额的调度偏差；以调度偏差与柔性负荷组中的柔性负荷数量之比确定偏差均值；以偏差均值与柔性负荷的实际可调度量之比相应柔性负荷的影响度，并对影响度取绝对值；以柔性负荷组中各个柔性负荷取绝对值后的影响度之和确定柔性负荷组的调度影响度。
其中，柔性负荷组的求解公式具体为：
；
其中，表示柔性负荷组参与调度时的调度偏差；/>表示柔性负荷组中的柔性负荷数量；/>表示第/>个柔性负荷的实际可调度量；/>表示供需差额；/>表示调度偏差的上限值；/>表示柔性负荷组中的数量上限值。
实施例2：考虑柔性负荷的配电网调度优化系统，该系统用于实现实施例1中所记载的考虑柔性负荷的配电网调度优化方法，如图2所示，包括日前调度模块、供需分析模块、数据获取模块、调度分配模块和调度优化模块。
其中，日前调度模块，用于根据光伏预测出力和用电预测负荷确定日前调度策略；供需分析模块，用于实时采集配电网中的光伏实际出力和用电实际负荷，并根据光伏实际出力与用电实际负荷之差确定供需差额；数据获取模块，用于根据供需差额从柔性负荷总集中匹配得到相应的柔性负荷子集，并获取柔性负荷子集中各个柔性负荷的实时剩余调度量和各个柔性负荷在历史同周期中参与调度的调度概率；调度分配模块，用于从实时剩余调度量中为对应柔性负荷分配得到与相应调度概率呈正相关的实际可调度量；调度优化模块，用于从柔性负荷子集中选取调度影响度最小且满足约束条件的柔性负荷组参与调度，柔性负荷组中的各个柔性负荷均以相应的实际可调度量参与调度。
工作原理：本发明同时考虑了各个柔性负荷的实时剩余调度量和调度概率，以各个柔性负荷的实际可调度量参与调度，可避免柔性负荷出现极限情况，同时依据供需差额来动态的选取柔性负荷参与调度，使得柔性负荷资源的使用更为合理；此外，本发明在柔性负荷组的选取过程中，不仅仅考虑了柔性负荷应用数量，还考虑了所选取柔性负荷参与调度所存在的调度偏差，既保证了配电网调度的准确性与可靠性，还降低了配电网调度的运行成本。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.考虑柔性负荷的配电网调度优化方法，其特征是，包括以下步骤：
根据光伏预测出力和用电预测负荷确定日前调度策略；
实时采集配电网中的光伏实际出力和用电实际负荷，并根据光伏实际出力与用电实际负荷之差确定供需差额；
根据供需差额从柔性负荷总集中匹配得到相应的柔性负荷子集，并获取柔性负荷子集中各个柔性负荷的实时剩余调度量和各个柔性负荷在历史同周期中参与调度的调度概率；
从实时剩余调度量中为对应柔性负荷分配得到与相应调度概率呈正相关的实际可调度量；
从柔性负荷子集中选取调度影响度最小且满足约束条件的柔性负荷组参与调度，柔性负荷组中的各个柔性负荷均以相应的实际可调度量参与调度。
2.根据权利要求1所述的考虑柔性负荷的配电网调度优化方法，其特征是，所述根据供需差额从柔性负荷总集中匹配得到相应的柔性负荷子集的过程具体为：
若所述供需差额为负值，则从柔性负荷总集中匹配具有供电特性的柔性负荷，具有供电特性的柔性负荷所对应的实时剩余调度量为正值；
若所述供需差额为正值，则从柔性负荷总集中匹配具有耗电特性的柔性负荷，具有耗电特性的柔性负荷所对应的实时剩余调度量为负值。
3.根据权利要求2所述的考虑柔性负荷的配电网调度优化方法，其特征是，所述具有供电特性的柔性负荷为可增加配电网输出电能或可减少负荷消耗电能的柔性负荷；
所述具有耗电特性的柔性负荷为可减少配电网输出电能或可增加负荷消耗电能的柔性负荷。
4.根据权利要求2所述的考虑柔性负荷的配电网调度优化方法，其特征是，所述柔性负荷的实时剩余调度量和调度概率在获取过程中的特性均与柔性负荷在匹配过程的特性保持一致。
5.根据权利要求1所述的考虑柔性负荷的配电网调度优化方法，其特征是，所述实际可调度量的计算公式具体为：
；
其中，表示柔性负荷/>的实际可调度量；/>表示柔性负荷/>的实时剩余调度量；/>表示柔性负荷/>在历史同周期中参与调度的调度概率。
6.根据权利要求1所述的考虑柔性负荷的配电网调度优化方法，其特征是，所述柔性负荷组的调度影响度计算过程具体为：
确定柔性负荷组中各个柔性负荷以相应的实际可调度量参与调度时，通过所有柔性负荷的实际可调度量之和来补偿供需差额的调度偏差；
以调度偏差与柔性负荷组中的柔性负荷数量之比确定偏差均值；
以偏差均值与柔性负荷的实际可调度量之比相应柔性负荷的影响度，并对影响度取绝对值；
以柔性负荷组中各个柔性负荷取绝对值后的影响度之和确定柔性负荷组的调度影响度。
7.根据权利要求1所述的考虑柔性负荷的配电网调度优化方法，其特征是，所述柔性负荷组的求解公式具体为：
；
其中，表示柔性负荷组参与调度时的调度偏差；/>表示柔性负荷组中的柔性负荷数量；/>表示第/>个柔性负荷的实际可调度量；/>表示供需差额；/>表示调度偏差的上限值；/>表示柔性负荷组中的数量上限值。
8.考虑柔性负荷的配电网调度优化系统，其特征是，包括：
日前调度模块，用于根据光伏预测出力和用电预测负荷确定日前调度策略；
供需分析模块，用于实时采集配电网中的光伏实际出力和用电实际负荷，并根据光伏实际出力与用电实际负荷之差确定供需差额；
数据获取模块，用于根据供需差额从柔性负荷总集中匹配得到相应的柔性负荷子集，并获取柔性负荷子集中各个柔性负荷的实时剩余调度量和各个柔性负荷在历史同周期中参与调度的调度概率；
调度分配模块，用于从实时剩余调度量中为对应柔性负荷分配得到与相应调度概率呈正相关的实际可调度量；
调度优化模块，用于从柔性负荷子集中选取调度影响度最小且满足约束条件的柔性负荷组参与调度，柔性负荷组中的各个柔性负荷均以相应的实际可调度量参与调度。
9.一种计算机终端，包含存储器、处理器及存储在存储器并可在处理器上运行的计算机程序，其特征是，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中任意一项所述的考虑柔性负荷的配电网调度优化方法。
10.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征是，所述计算机程序被处理器执行可实现如权利要求1-7中任意一项所述的考虑柔性负荷的配电网调度优化方法。
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