本發(fā)明涉及電網(wǎng)，特別是基于多種調(diào)控設(shè)備的風(fēng)光儲互補(bǔ)配電網(wǎng)綜合優(yōu)化方法。

背景技術(shù)：

1、在全球能源轉(zhuǎn)型背景下，大力發(fā)展并充分利用可再生能源已成為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)與新型配電網(wǎng)的關(guān)鍵，在這一過程中，配網(wǎng)中風(fēng)光儲等新能源設(shè)備滲透率不斷提高，如何最大化發(fā)揮各類資源可調(diào)節(jié)潛力，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)的高品質(zhì)供電與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行就顯得尤為重要。目前，雖然風(fēng)光儲能協(xié)同互動技術(shù)已經(jīng)在電力系統(tǒng)中得到了一定的研究和應(yīng)用，但大多數(shù)研究都集中在單一能源的優(yōu)化調(diào)度或多能源的簡單組合上。這些方法在處理復(fù)雜的配網(wǎng)條件和綜合優(yōu)化種類繁多、數(shù)量龐大的新能源設(shè)備方面仍存在明顯局限性。此外，隨著電力市場的發(fā)展和電網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)步，對配電網(wǎng)優(yōu)化模型的要求也在不斷提高，需要更全面、更系統(tǒng)的方法來應(yīng)對電網(wǎng)環(huán)境的復(fù)雜性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于現(xiàn)有的基于多種調(diào)控設(shè)備的風(fēng)光儲互補(bǔ)配電網(wǎng)綜合優(yōu)化方法中存在的問題，提出了本發(fā)明。

2、因此，本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)集中在單一能源的優(yōu)化調(diào)度或多能源的簡單組合上，本發(fā)明采用基于多種調(diào)控設(shè)備的風(fēng)光儲互補(bǔ)配電網(wǎng)綜合優(yōu)化方法進(jìn)行解決。

3、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

4、第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了基于多種調(diào)控設(shè)備的風(fēng)光儲互補(bǔ)配電網(wǎng)綜合優(yōu)化方法，其包括，通過風(fēng)力發(fā)電模型將風(fēng)能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，計(jì)算風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的功率，引入太陽能發(fā)電設(shè)備模型捕捉太陽能，利用光伏發(fā)電系統(tǒng)將太陽能進(jìn)行轉(zhuǎn)化；

5、根據(jù)風(fēng)能和光伏發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)建負(fù)荷時間序列預(yù)測模型，基于負(fù)荷時間序列預(yù)測模型建立風(fēng)光儲能互補(bǔ)的配電網(wǎng)調(diào)度優(yōu)化數(shù)學(xué)模型；

6、利用調(diào)控設(shè)備的節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)對配電網(wǎng)調(diào)度優(yōu)化數(shù)學(xué)模型進(jìn)行驗(yàn)證。

7、作為本發(fā)明所述基于多種調(diào)控設(shè)備的風(fēng)光儲互補(bǔ)配電網(wǎng)綜合優(yōu)化方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述通過風(fēng)力發(fā)電模型將風(fēng)能進(jìn)行轉(zhuǎn)換包括通過風(fēng)力機(jī)的葉片在風(fēng)的作用下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，機(jī)械能通過軸傳遞給風(fēng)力發(fā)電機(jī)，計(jì)算所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的功率，具體計(jì)算公式為：

8、

9、其中，表示風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率值，ai表示風(fēng)扇葉片的覆蓋區(qū)域，表示風(fēng)速。

10、作為本發(fā)明所述基于多種調(diào)控設(shè)備的風(fēng)光儲互補(bǔ)配電網(wǎng)綜合優(yōu)化方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述將太陽能進(jìn)行轉(zhuǎn)化包括對太陽能的光伏電池板進(jìn)行集合，捕獲陽光并將其轉(zhuǎn)換為直流電流，將光伏電池板連接到直流電流組合器盒中，所述組合器盒中的直流電流饋入到dc-ac逆變器中，計(jì)算輸出光伏發(fā)電系統(tǒng)的功率，具體計(jì)算公式為：

11、

12、其中，表示設(shè)備的有效功率，ηpv表示轉(zhuǎn)換效率，ai表示日光照射區(qū)域，si,t表示輻射強(qiáng)度。

13、作為本發(fā)明所述基于多種調(diào)控設(shè)備的風(fēng)光儲互補(bǔ)配電網(wǎng)綜合優(yōu)化方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述光伏發(fā)電系統(tǒng)包括采用放射狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模擬配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)布局，建立配電網(wǎng)的目標(biāo)函數(shù)，具體計(jì)算公式為：

14、

15、其中，ploss表示電網(wǎng)的功率損耗，gij表示節(jié)點(diǎn)i和j之間的連接導(dǎo)電值，θij表示電壓相角差，vi和vj表示對應(yīng)節(jié)點(diǎn)i和j的電壓，n表示節(jié)點(diǎn)數(shù)；

16、基于建立的目標(biāo)函數(shù)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中的功率平衡約束條件，具體計(jì)算公式為：

17、

18、其中，δij表示節(jié)點(diǎn)之間的相角值，bij表示導(dǎo)納值，pgi和qgi分別表示發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的有功功率和無功功率，pli和qli表示負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的有功功率和無功功率，qci表示節(jié)點(diǎn)的無功補(bǔ)償容量，qi表示從節(jié)點(diǎn)i流入的無功功率，pi表示有功功率。

19、作為本發(fā)明所述基于多種調(diào)控設(shè)備的風(fēng)光儲互補(bǔ)配電網(wǎng)綜合優(yōu)化方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述模擬配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)布局包括分析配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)生故障時的經(jīng)濟(jì)損失，所述分析包括建立功率平衡約束條件中的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，具體建立的計(jì)算公式為：

20、

21、其中，fd1表示運(yùn)營成本函數(shù)，δp表示有功功率損耗的差值，δuti表示oltc動作，δuci表示電容器切換，δubi表示儲能設(shè)備改變的列矢量，ct表示oltc,cs表示同步移相攝像機(jī)，cb表示儲能裝置的單位調(diào)整成本，nt表示載調(diào)壓開關(guān)，nq表示發(fā)電機(jī)，nb表示儲能裝置的調(diào)整；

22、在所述多種調(diào)控設(shè)備進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時，則動態(tài)規(guī)劃運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的變量約束，確定不等式約束，則所述不等式約束的具體公式為：

23、

24、其中，cct表示電容器組的數(shù)量，qgt表示發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的無功功率輸出，bt表示儲能設(shè)備的輸出，上線和下線分別表示上限和下限，vgt表示發(fā)電機(jī)內(nèi)的無功功率，h表示約束函數(shù)。

25、作為本發(fā)明所述基于多種調(diào)控設(shè)備的風(fēng)光儲互補(bǔ)配電網(wǎng)綜合優(yōu)化方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述構(gòu)建負(fù)荷時間序列預(yù)測模型包括在優(yōu)化后的目標(biāo)函數(shù)上增加變壓器svc，二次構(gòu)建優(yōu)化后的目標(biāo)函數(shù)，則二次構(gòu)建優(yōu)化后的目標(biāo)函數(shù)的計(jì)算公式為：

26、

27、其中，csvc表示svc的調(diào)整成本，δui,svc表示操作的列向量，nsvc表示svc設(shè)備調(diào)整次數(shù)。

28、作為本發(fā)明所述基于多種調(diào)控設(shè)備的風(fēng)光儲互補(bǔ)配電網(wǎng)綜合優(yōu)化方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述對配電網(wǎng)調(diào)度優(yōu)化數(shù)學(xué)模型進(jìn)行驗(yàn)證包括利用二階錐規(guī)劃松弛算法將電力系統(tǒng)中的非線性規(guī)劃問題轉(zhuǎn)化為二階錐規(guī)劃問題，使用cplex解算器解決所述二階錐規(guī)劃問題，所述二階錐規(guī)劃松弛算法的具體計(jì)算公式為：

29、

30、其中，t表示序列的最后一個數(shù)字，i表示單位矩陣。

31、第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了基于多種調(diào)控設(shè)備的風(fēng)光儲互補(bǔ)配電網(wǎng)綜合優(yōu)化系統(tǒng)，其包括：計(jì)算模塊，其通過風(fēng)力發(fā)電模型將風(fēng)能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，計(jì)算風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的功率；

32、構(gòu)建模塊，其根據(jù)風(fēng)能和光伏發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)建負(fù)荷時間序列預(yù)測模型；

33、優(yōu)化模塊，其利用調(diào)控設(shè)備的節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)對配電網(wǎng)調(diào)度優(yōu)化數(shù)學(xué)模型進(jìn)行驗(yàn)證。

34、第三方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計(jì)算機(jī)程序，其中：所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時實(shí)現(xiàn)上述的基于多種調(diào)控設(shè)備的風(fēng)光儲互補(bǔ)配電網(wǎng)綜合優(yōu)化方法的任一步驟。

35、第四方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計(jì)算機(jī)程序，其中：所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)上述的基于多種調(diào)控設(shè)備的風(fēng)光儲互補(bǔ)配電網(wǎng)綜合優(yōu)化方法的任一步驟。

36、本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明構(gòu)建了一個含風(fēng)能、太陽能和儲能設(shè)備等調(diào)節(jié)設(shè)備的多能互補(bǔ)配網(wǎng)模型，在綜合考慮電網(wǎng)穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境影響等因素的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對各類設(shè)備發(fā)電功率和充電功率的優(yōu)化，本發(fā)明還將考慮實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行的復(fù)雜性，包括不同類型的負(fù)荷、市場價格波動和環(huán)境政策等因素，為可再生能源的高效整合和電網(wǎng)的可靠運(yùn)行提供全面的優(yōu)化方案。

技術(shù)特征：

1.基于多種調(diào)控設(shè)備的風(fēng)光儲互補(bǔ)配電網(wǎng)綜合優(yōu)化方法，其特征在于：包括，

2.如權(quán)利要求1所述的基于多種調(diào)控設(shè)備的風(fēng)光儲互補(bǔ)配電網(wǎng)綜合優(yōu)化方法，其特征在于：所述通過風(fēng)力發(fā)電模型將風(fēng)能進(jìn)行轉(zhuǎn)換包括通過風(fēng)力機(jī)的葉片在風(fēng)的作用下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，機(jī)械能通過軸傳遞給風(fēng)力發(fā)電機(jī)，計(jì)算所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的功率，具體計(jì)算公式為：

3.如權(quán)利要求2所述的基于多種調(diào)控設(shè)備的風(fēng)光儲互補(bǔ)配電網(wǎng)綜合優(yōu)化方法，其特征在于：所述將太陽能進(jìn)行轉(zhuǎn)化包括對太陽能的光伏電池板進(jìn)行集合，捕獲陽光并將其轉(zhuǎn)換為直流電流，將光伏電池板連接到直流電流組合器盒中，所述組合器盒中的直流電流饋入到dc-ac逆變器中，計(jì)算輸出光伏發(fā)電系統(tǒng)的功率，具體計(jì)算公式為：

4.如權(quán)利要求3所述的基于多種調(diào)控設(shè)備的風(fēng)光儲互補(bǔ)配電網(wǎng)綜合優(yōu)化方法，其特征在于：所述光伏發(fā)電系統(tǒng)包括采用放射狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模擬配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)布局，建立配電網(wǎng)的目標(biāo)函數(shù)，具體計(jì)算公式為：

5.如權(quán)利要求4所述的基于多種調(diào)控設(shè)備的風(fēng)光儲互補(bǔ)配電網(wǎng)綜合優(yōu)化方法，其特征在于：所述模擬配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)布局包括分析配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)生故障時的經(jīng)濟(jì)損失，所述分析包括建立功率平衡約束條件中的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，具體建立的計(jì)算公式為：

6.如權(quán)利要求5所述的基于多種調(diào)控設(shè)備的風(fēng)光儲互補(bǔ)配電網(wǎng)綜合優(yōu)化方法，其特征在于：所述構(gòu)建負(fù)荷時間序列預(yù)測模型包括在優(yōu)化后的目標(biāo)函數(shù)上增加變壓器svc，二次構(gòu)建優(yōu)化后的目標(biāo)函數(shù)，則二次構(gòu)建優(yōu)化后的目標(biāo)函數(shù)的計(jì)算公式為：

7.如權(quán)利要求6所述的基于多種調(diào)控設(shè)備的風(fēng)光儲互補(bǔ)配電網(wǎng)綜合優(yōu)化方法，其特征在于：所述對配電網(wǎng)調(diào)度優(yōu)化數(shù)學(xué)模型進(jìn)行驗(yàn)證包括利用二階錐規(guī)劃松弛算法將電力系統(tǒng)中的非線性規(guī)劃問題轉(zhuǎn)化為二階錐規(guī)劃問題，使用cplex解算器解決所述二階錐規(guī)劃問題，所述二階錐規(guī)劃松弛算法的具體計(jì)算公式為：

8.基于多種調(diào)控設(shè)備的風(fēng)光儲互補(bǔ)配電網(wǎng)綜合優(yōu)化系統(tǒng)，基于權(quán)利要求1～7任一所述的基于多種調(diào)控設(shè)備的風(fēng)光儲互補(bǔ)配電網(wǎng)綜合優(yōu)化方法，其特征在于：包括，

9.計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于：所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1～7任一所述的基于多種調(diào)控設(shè)備的風(fēng)光儲互補(bǔ)配電網(wǎng)綜合優(yōu)化方法的步驟。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于：所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1～7任一所述的基于多種調(diào)控設(shè)備的風(fēng)光儲互補(bǔ)配電網(wǎng)綜合優(yōu)化方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了基于多種調(diào)控設(shè)備的風(fēng)光儲互補(bǔ)配電網(wǎng)綜合優(yōu)化方法，涉及電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，包括利用光伏發(fā)電系統(tǒng)將太陽能進(jìn)行轉(zhuǎn)化；基于負(fù)荷時間序列預(yù)測模型建立風(fēng)光儲互補(bǔ)配電網(wǎng)調(diào)度優(yōu)化數(shù)學(xué)模型；利用調(diào)控設(shè)備的節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)對風(fēng)光儲互補(bǔ)配電網(wǎng)調(diào)度優(yōu)化數(shù)學(xué)模型進(jìn)行驗(yàn)證。本發(fā)明考慮實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行的復(fù)雜性，包括不同類型的負(fù)荷、市場價格波動和環(huán)境政策等因素，為可再生能源的高效整合和電網(wǎng)的可靠運(yùn)行提供全面的優(yōu)化方案。

技術(shù)研發(fā)人員：易辰穎,張煒,周柯,周楊珺,周遠(yuǎn)超,高立克,潘俊濤,黃偉翔,李珊,吳麗芳,李菱,秦麗文,奉斌,顏麗娟,伍紅文,陽浩,許士錦
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19