一種微電網(wǎng)與大電網(wǎng)信息交互方法及裝置制造方法
【專利摘要】本申請公開了一種微電網(wǎng)與大電網(wǎng)信息交互方法及裝置，方法包括：接收各微網(wǎng)能源管理系統(tǒng)發(fā)送的微網(wǎng)屬性信息，所述微網(wǎng)屬性信息包括微網(wǎng)對象有功和無功的輸入需求、微網(wǎng)對象有功和無功的發(fā)出能力及發(fā)出價格及微網(wǎng)對象的輸入電能質(zhì)量需求和電能質(zhì)量輸出情況；獲取預(yù)存的各微網(wǎng)的網(wǎng)架位置、大電網(wǎng)本身結(jié)構(gòu)參數(shù)及電網(wǎng)運行安全約束、地域政策性約束；利用所述微網(wǎng)屬性信息及獲取的數(shù)據(jù)建立以大電網(wǎng)最優(yōu)效益為目標(biāo)的大電網(wǎng)模型；求解大電網(wǎng)模型，并將求解所得的常規(guī)售出電價、大電網(wǎng)常規(guī)購電所選擇的微網(wǎng)對象及各微網(wǎng)對象的購入量發(fā)往對應(yīng)的微網(wǎng)能源管理系統(tǒng)。本申請將微網(wǎng)納入電網(wǎng)的電力買賣體系中，提高了能源利用效率。
【專利說明】-種微電網(wǎng)與大電網(wǎng)信息交互方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請涉及電力系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及一種微電網(wǎng)與大電網(wǎng)信息交互 方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 微電網(wǎng)（簡稱微網(wǎng)）集成化的出現(xiàn)是電力系統(tǒng)用電端未來發(fā)展趨勢之一。與傳統(tǒng) 用電端的純用電負(fù)荷不同，微電網(wǎng)是一個可帶有分布式發(fā)電設(shè)備、儲能設(shè)備、電動車和負(fù)荷 的微型電網(wǎng)。通過自帶能源管理系統(tǒng)和小范圍通信網(wǎng)絡(luò)，微電網(wǎng)對轄下的可變負(fù)荷、分布式 發(fā)電、儲能設(shè)備放電和電動汽車充放電進行協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)微電網(wǎng)內(nèi)的最優(yōu)運行。
[0003]目前，微電網(wǎng)通過一種比較松散的集成模式與傳統(tǒng)的大電網(wǎng)進行聯(lián)網(wǎng)運行。大電 網(wǎng)向微電網(wǎng)提供變化的售出電價和統(tǒng)一的反向購入電價。在這種松散的集成模式下，來自 負(fù)荷的不確定性和分布式發(fā)電的間歇性為微電網(wǎng)的負(fù)荷特性帶來了極大的不確定因素。同 時，各微網(wǎng)提供的反向供電對大電網(wǎng)運行控制具有不同的效果貢獻，統(tǒng)一的價格無法有效 區(qū)分貢獻效果不同的微網(wǎng)對象，從而無法激勵微網(wǎng)提高其反向供電能力。再者，由于微網(wǎng)處 于負(fù)荷中心當(dāng)中，微網(wǎng)的反向供電在電力調(diào)度和電力供應(yīng)當(dāng)中相交傳統(tǒng)的供電單元具有更 多的優(yōu)勢，而在現(xiàn)階段的集成模式下微網(wǎng)并未被全面納入常規(guī)電力供應(yīng)體系，影響電力系 統(tǒng)的優(yōu)化控制，降低了能源的利用效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本申請?zhí)峁┝艘环N微電網(wǎng)與大電網(wǎng)信息交互方法及裝置，用于解決現(xiàn) 有微電網(wǎng)與大電網(wǎng)松散的集成模式所導(dǎo)致的能源利用效率低的問題。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，現(xiàn)提出的方案如下：
[0006] 一種微電網(wǎng)與大電網(wǎng)信息交互方法，包括：
[0007] 設(shè)置初始化常規(guī)步長d=1;
[0008] 接收各微網(wǎng)能源管理系統(tǒng)發(fā)送的微網(wǎng)屬性信息，所述微網(wǎng)屬性信息包括微網(wǎng)對象 有功和無功的輸入需求、微網(wǎng)對象有功和無功的發(fā)出能力及發(fā)出價格及微網(wǎng)對象的輸入電 能質(zhì)量需求和電能質(zhì)量輸出情況；
[0009] 獲取預(yù)存的各微網(wǎng)的網(wǎng)架位置、大電網(wǎng)本身結(jié)構(gòu)參數(shù)及電網(wǎng)運行安全約束、地域 政策性約束；
[0010] 利用所述微網(wǎng)屬性信息、所述各微網(wǎng)的網(wǎng)架位置、所述大電網(wǎng)本身結(jié)構(gòu)參數(shù)、所述 電網(wǎng)運行安全約束和所述地域政策性約束，建立以大電網(wǎng)最優(yōu)效益為目標(biāo)的大電網(wǎng)模型；
[0011] 求解所述大電網(wǎng)模型，并將求解所得的常規(guī)售出電價、大電網(wǎng)常規(guī)購電所選擇的 微網(wǎng)對象及各微網(wǎng)對象的購入量發(fā)往對應(yīng)的微網(wǎng)能源管理系統(tǒng)；
[0012] 另常規(guī)步長加1，返回所述接收各微網(wǎng)能源管理系統(tǒng)發(fā)送的微網(wǎng)屬性信息步驟。
[0013] 優(yōu)選地，所述利用所述微網(wǎng)屬性信息、所述各微網(wǎng)的網(wǎng)架位置、所述大電網(wǎng)本身結(jié) 構(gòu)參數(shù)、所述電網(wǎng)運行安全約束和所述地域政策性約束，建立以大電網(wǎng)最優(yōu)效益為目標(biāo)的 大電網(wǎng)模型，包括：
[0014]確定目標(biāo)函數(shù):max大電網(wǎng)效益=常規(guī)有功電量售出收益-常規(guī)有功電量購入成 本-常規(guī)無功電量購入成本_輔助服務(wù)成本-地域政策性成本，其中，

【權(quán)利要求】
1. 一種微電網(wǎng)與大電網(wǎng)信息交互方法，其特征在于，包括： 設(shè)置初始化常規(guī)步長d=1; 接收各微網(wǎng)能源管理系統(tǒng)發(fā)送的微網(wǎng)屬性信息，所述微網(wǎng)屬性信息包括微網(wǎng)對象有功 和無功的輸入需求、微網(wǎng)對象有功和無功的發(fā)出能力及發(fā)出價格及微網(wǎng)對象的輸入電能質(zhì) 量需求和電能質(zhì)量輸出情況； 獲取預(yù)存的各微網(wǎng)的網(wǎng)架位置、大電網(wǎng)本身結(jié)構(gòu)參數(shù)及電網(wǎng)運行安全約束、地域政策 性約束； 利用所述微網(wǎng)屬性信息、所述各微網(wǎng)的網(wǎng)架位置、所述大電網(wǎng)本身結(jié)構(gòu)參數(shù)、所述電網(wǎng) 運行安全約束和所述地域政策性約束，建立以大電網(wǎng)最優(yōu)效益為目標(biāo)的大電網(wǎng)模型； 求解所述大電網(wǎng)模型，并將求解所得的常規(guī)售出電價、大電網(wǎng)常規(guī)購電所選擇的微網(wǎng) 對象及各微網(wǎng)對象的購入量發(fā)往對應(yīng)的微網(wǎng)能源管理系統(tǒng)； 另常規(guī)步長加1，返回所述接收各微網(wǎng)能源管理系統(tǒng)發(fā)送的微網(wǎng)屬性信息步驟。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的交互方法，其特征在于，所述利用所述微網(wǎng)屬性信息、所述各 微網(wǎng)的網(wǎng)架位置、所述大電網(wǎng)本身結(jié)構(gòu)參數(shù)、所述電網(wǎng)運行安全約束和所述地域政策性約 束,建立以大電網(wǎng)最優(yōu)效益為目標(biāo)的大電網(wǎng)模型,包括： 確定目標(biāo)函數(shù)：max大電網(wǎng)效益=常規(guī)有功電量售出收益-常規(guī)有功電量購入成 本-常規(guī)無功電量購入成本-輔助服務(wù)成本-地域政策性成本，其中， 常規(guī)有功電量售出收益=ΣΣ微網(wǎng)對象有功輸入需求*微網(wǎng)對象備選電度電價 時間對象 常規(guī)有功電量購入成本=ΣΣ備選微網(wǎng)對象反向有功購入量*微網(wǎng)對象有功發(fā)出價格 時間對象 常規(guī)無功電量購入成本=ΣΣ備選微網(wǎng)對象反向無功購入量*微網(wǎng)對象無功發(fā)出價格 時間對象 輔助服務(wù)成本和地域政策性成本為預(yù)先設(shè)定的固定值； 確定約束條件為： 利用網(wǎng)架潮流算法計算電網(wǎng)運行參數(shù)，計算所得的電網(wǎng)運行參數(shù)必須滿足電網(wǎng)運行參 數(shù)約束： '過載約束 電壓#J束 電網(wǎng)運行參數(shù)約束=。 頻率約束 _負(fù)荷平衡約束
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述交互方法，其特征在于，在確定某一個微網(wǎng)對象的微網(wǎng)屬性信 息缺失時，該方法還包括： 查詢?nèi)笔У奈⒕W(wǎng)對象的微網(wǎng)電價負(fù)荷歷史關(guān)系數(shù)據(jù)，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或支持向 量機技術(shù)來預(yù)測該微網(wǎng)對象的微網(wǎng)屬性信息。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的交互方法，其特征在于，所述求解所述大電網(wǎng)模型，包括： 利用梯度下降法、遺傳算法、粒子群算法、蟻群算法、人工蜂群算法或免疫算法求解所 述大電網(wǎng)模型。
5. -種微電網(wǎng)與大電網(wǎng)信息交互方法，其特征在于，包括： 設(shè)置初始化常規(guī)步長d=I; 建立以微電網(wǎng)電費最低為目標(biāo)的微電網(wǎng)模型； 求解所述微電網(wǎng)模型，獲得對本微網(wǎng)下屬各個設(shè)備的控制信號； 利用所述控制信號及所述微電網(wǎng)模型，確定本微電網(wǎng)的微網(wǎng)屬性信息，所述微網(wǎng)屬性 信息包括微網(wǎng)對象有功和無功輸入需求、微網(wǎng)對象有功和無功發(fā)出能力及發(fā)出價格； 計算本微網(wǎng)的輸入電能質(zhì)量需求和電能質(zhì)量輸出情況； 將所述本微網(wǎng)的微網(wǎng)屬性信息及輸入電能質(zhì)量需求和電能質(zhì)量輸出情況發(fā)往大電網(wǎng) 運行控制系統(tǒng)； 響應(yīng)大電網(wǎng)運行控制系統(tǒng)發(fā)送的常規(guī)售出電價、對本微網(wǎng)的購入決定及相應(yīng)的購入 量，微調(diào)所述控制信號； 將微調(diào)后的控制信號發(fā)往本微網(wǎng)下屬的對應(yīng)的設(shè)備； 另常規(guī)步長加1，返回所述建立以微電網(wǎng)電費最低為目標(biāo)的微電網(wǎng)模型步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的交互方法，其特征在于，所述建立以微電網(wǎng)電費最低為目標(biāo) 的微電網(wǎng)模型，包括： 確定目標(biāo)函數(shù):min微網(wǎng)電費=微網(wǎng)常規(guī)有功電量購入成本+微網(wǎng)常規(guī)無功電量購入 成本-微網(wǎng)常規(guī)有功電量售出收益-微網(wǎng)常規(guī)無功電量售出收益，其中， 微網(wǎng)常規(guī)有功電量購入成本=[[微網(wǎng)正向有功輸入需求X預(yù)測電度電價 時間對象 /κ, . 、，.，' f 0/1PP +CAPP-ΖΑ4 RP-CARP ,(Oi廠廠+ C4/J/) 微網(wǎng)正向有功輸入需求= ^ ' \ 0,(OAPP + CAPP < DARP + CARP) 其中，OAPP表示其它設(shè)備有功需求，CAPP表示電動車和儲能設(shè)備的充電需求，DARP表 示分布式發(fā)電能力，CARP表示電動車和儲能設(shè)備的放電需求，預(yù)測電度電價為預(yù)設(shè)值； 微網(wǎng)常規(guī)無功電量購入成本=ΣΣ微網(wǎng)正向無功輸入需求x預(yù)測無功電價 時間對象 ,,,,,,iORPP -DRRP-CRAP,(ORPP>DRRP+CRAP) 微網(wǎng)正向無功輸入需求=彳 V [ 0,{ORPP < DRRP + CRAP) 其中，ORPP表示其它設(shè)備無功需求，DRRP表示分布式發(fā)電備選無功貢獻能力，CRAP表 示電動車和儲能設(shè)備的無功貢獻能力，預(yù)測無功電價為預(yù)設(shè)值； 微網(wǎng)常規(guī)有功電量售出收益=--微網(wǎng)反向有功能力 ><預(yù)測反向電度電價 時間對象 m e a-丄處丄? (ΜΟΑ?Ψ + (:Α?Ψ > DARP + CARP) 微網(wǎng)反向有功能力=<! [DARP + CARP - OAPP - CAPP,(OAPP+CAPP<DARP+CARP) 其中，預(yù)測反向電度電價為預(yù)設(shè)值； 常規(guī)微網(wǎng)無功電量售出收益=--微網(wǎng)反向無功能力X預(yù)測反向無功電價 時間對象 /|；1, _ . , ([ (MORPP > DRRP+CRAP) 微網(wǎng)反向無功能力二 IDRRP + CRAP-(MPP,{ORPP<DRRP+ C'RAP ) 其中，預(yù)測反向無功電價為預(yù)設(shè)值； 其中，上式中的OAPP,ORPP,CAPP,CRAP,CARP,DARP,DRRP可由下式計算得出： [OARP，ORPP] =fi(備選其它用電設(shè)備控制信號，其它用電設(shè)備參數(shù)） [CAPP，CRAP，CARP] =f2 (備選電動車和儲能充放電控制信號，充放電參數(shù)） [DARP，DRRP] =f3(備選分布式發(fā)電控制信號，分布式發(fā)電設(shè)備參數(shù)，環(huán)境參數(shù)）； 其中，備選其它用電設(shè)備控制信號需要遵守其它用電行為約束、備選電動車和儲能充 放電控制信號需要遵守電動車和儲能充放電約束、備選分布式發(fā)電控制信號需要遵守分布 式發(fā)電運行約束。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的交互方法，其特征在于，所述求解所述微電網(wǎng)模型，包括： 利用梯度下降法、遺傳算法、粒子群算法、蟻群算法、人工蜂群算法或免疫算法求解所 述微電網(wǎng)模型。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的交互方法，其特征在于，所述利用所述控制信號及所述微電 網(wǎng)模型，確定本微電網(wǎng)的微網(wǎng)屬性信息，包括： 利用所述控制信號計算OAPP，ORPP，CAPP，CRAP,CARP,DARP，DRRP; 利用： ,獻門f h士丄從、中』_iO^PP + CAPP - D.4RP ~ CARP,(0,4/5/5 +CAPP > DARP+CARP) 微網(wǎng)正向有功輸入需求= 1' { 0,(OAPP+CAPP<DARP+CARP) , , 14-/^λ,-?！?tvYORPP-DRRP-CRAP，(ORPP>DRRPCRAP) 微網(wǎng)正向無功輸入需求= I0,(ORPP<DRRP+CRAP) , ., ,f0,(0.4?Ψ+CAPP>DARP+CARP) 微網(wǎng)反向有功能力= [DARP+CARP-OAPP-CAPP,{OAPP+CAPP<DARP+CARP) , ,. . , I 0，(ORPP>DRRP+CR.4P) 微網(wǎng)反向無功能力=彳 V; IDRRP+CRAP-ORPP,(ORPP<DRRP+CRAP) 計算微網(wǎng)有功和無功輸入需求、微網(wǎng)有功和無功發(fā)出能力。
9. 一種微電網(wǎng)與大電網(wǎng)信息交互裝置，應(yīng)用于大電網(wǎng)運行控制系統(tǒng)，其特征在于，包 括： 第一步長設(shè)置單元，用于設(shè)置初始化常規(guī)步長d=1; 微網(wǎng)信息接收單元，用于接收各微網(wǎng)能源管理系統(tǒng)發(fā)送的微網(wǎng)屬性信息，所述微網(wǎng)屬 性信息包括微網(wǎng)對象有功和無功的輸入需求、微網(wǎng)對象有功和無功的發(fā)出能力及發(fā)出價格 及微網(wǎng)對象的輸入電能質(zhì)量需求和電能質(zhì)量輸出情況； 其他參數(shù)獲取單元，用于獲取預(yù)存的各微網(wǎng)的網(wǎng)架位置、大電網(wǎng)本身結(jié)構(gòu)參數(shù)及電網(wǎng) 運行安全約束、地域政策性約束； 大電網(wǎng)模型建立單元，用于利用所述微網(wǎng)屬性信息、所述各微網(wǎng)的網(wǎng)架位置、所述大電 網(wǎng)本身結(jié)構(gòu)參數(shù)、所述電網(wǎng)運行安全約束和所述地域政策性約束，建立以大電網(wǎng)最優(yōu)效益 為目標(biāo)的大電網(wǎng)模型； 大電網(wǎng)模型求解單元，用于求解所述大電網(wǎng)模型，并將求解所得的常規(guī)售出電價、大電 網(wǎng)常規(guī)購電所選擇的微網(wǎng)對象及各微網(wǎng)對象的購入量發(fā)往對應(yīng)的微網(wǎng)能源管理系統(tǒng)； 第一步長增加單元，用于另常規(guī)步長加1，并返回所述微網(wǎng)信息接收單元。
10. -種微電網(wǎng)與大電網(wǎng)信息交互裝置，應(yīng)用于微網(wǎng)能源管理系統(tǒng)，其特征在于，包 括： 第二步長設(shè)置單元，用于設(shè)置初始化常規(guī)步長d=1; 微電網(wǎng)模型建立單元，用于建立以微電網(wǎng)電費最低為目標(biāo)的微電網(wǎng)模型； 微電網(wǎng)模型求解單元，用于求解所述微電網(wǎng)模型，獲得對本微網(wǎng)下屬各個設(shè)備的控制 信號； 微網(wǎng)屬性確定單元，用于利用所述控制信號及所述微電網(wǎng)模型，確定本微電網(wǎng)的微網(wǎng) 屬性信息，所述微網(wǎng)屬性信息包括微網(wǎng)對象有功和無功輸入需求、微網(wǎng)對象有功和無功發(fā) 出能力及發(fā)出價格； 電能質(zhì)量計算單元，用于計算本微網(wǎng)的輸入電能質(zhì)量需求和電能質(zhì)量輸出情況； 微網(wǎng)信息發(fā)送單元，用于將所述本微網(wǎng)的微網(wǎng)屬性信息及輸入電能質(zhì)量需求和電能質(zhì) 量輸出情況發(fā)往大電網(wǎng)運行控制系統(tǒng)； 信號微調(diào)單元，用于響應(yīng)大電網(wǎng)運行控制系統(tǒng)發(fā)送的常規(guī)售出電價、對本微網(wǎng)的購入 決定及相應(yīng)的購入量，微調(diào)所述控制信號； 信號發(fā)送單元，用于將微調(diào)后的控制信號發(fā)往本微網(wǎng)下屬的對應(yīng)的設(shè)備； 第二步長增加單元，用于另常規(guī)步長加1，返回所述微電網(wǎng)模型建立單元。
【文檔編號】G06Q10/04GK104318336SQ201410653414
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】賴來利, 許方園, 孫強, 王雪, 王林鈺 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)能源研究院