本發(fā)明涉及配電網(wǎng)靈活性資源管理和調(diào)度優(yōu)化，特別涉及一種考慮多元平衡區(qū)差異化特征的靈活性資源調(diào)控方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、分布式能源、儲(chǔ)能裝置、可調(diào)負(fù)荷等靈活性資源通過微電網(wǎng)、虛擬電廠、源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體等不同形態(tài)的平衡區(qū)實(shí)現(xiàn)聚合協(xié)同運(yùn)行，已逐漸成為促進(jìn)分布式電源消納、保障電力供應(yīng)的重要手段。因此，區(qū)分不同類型的平衡區(qū)技術(shù)的優(yōu)勢與不足，綜合考慮對(duì)比不同平衡區(qū)運(yùn)營模式的運(yùn)營效果，進(jìn)而設(shè)計(jì)合理的配電網(wǎng)-平衡區(qū)協(xié)同的靈活性資源調(diào)度規(guī)劃方法，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)中靈活性資源的優(yōu)化調(diào)度是將來新型電力系統(tǒng)和平衡區(qū)建設(shè)發(fā)展不可避免的關(guān)鍵問題之一。

2、微電網(wǎng)是小型、局部的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，具備一定的自治能力，通常由多種分布式電源、儲(chǔ)能設(shè)備和負(fù)載組成。靈活性資源以微電網(wǎng)的形式運(yùn)營時(shí)，鑒于微電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)模式與孤島運(yùn)行模式的轉(zhuǎn)換，其內(nèi)部功率需要時(shí)刻保持平衡，并且受到規(guī)模效應(yīng)的限制，微電網(wǎng)無法完全發(fā)揮規(guī)模效應(yīng)，導(dǎo)致其運(yùn)營的單位成本較高。

3、虛擬電廠是一種新興的電力系統(tǒng)運(yùn)營模式，其概念核心可以總結(jié)為“通信”與“聚合”，通過整合和優(yōu)化多種分布式資源(例如風(fēng)能、光伏、天然氣能源等)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的靈活調(diào)控和資源的協(xié)調(diào)優(yōu)化。虛擬電廠以經(jīng)濟(jì)收益為導(dǎo)向，追求自身利益的最大化，但是忽略了配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)溆绊?，?shí)際中風(fēng)光或負(fù)荷出力過大、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳粔蚍€(wěn)定可靠等情況可能造成虛擬電廠調(diào)度情況下的配電網(wǎng)電壓越限和網(wǎng)絡(luò)阻塞。

4、“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體”是指將能源(如光伏、風(fēng)電等)、電網(wǎng)、用電負(fù)荷和儲(chǔ)能系統(tǒng)有機(jī)整合在一起，以實(shí)現(xiàn)能源的高效利用和優(yōu)化能源供應(yīng)和需求的平衡為目的形成的一個(gè)綜合性能源系統(tǒng)。源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體型平衡區(qū)的特點(diǎn)是將目前電力系統(tǒng)的主要組成部分進(jìn)行集中統(tǒng)一的調(diào)度和管理，并且著重考慮了配電網(wǎng)絡(luò)本身架構(gòu)的影響和約束，在系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行上能夠一定程度彌補(bǔ)虛擬電廠等運(yùn)營方式的不足。但由于配電網(wǎng)本身的約束和損耗限制了系統(tǒng)的有效出力，存在著經(jīng)濟(jì)性上的不足。

5、通過不同類型的平衡區(qū)模式實(shí)現(xiàn)靈活性資源的調(diào)度優(yōu)化有不同的特點(diǎn)和優(yōu)勢，也存在著相應(yīng)的不足與短板，面對(duì)形式日漸多樣、數(shù)量日益增多的配電網(wǎng)靈活性資源，亟需一種考慮多種平衡區(qū)模式差異及模型特征的資源調(diào)控方法，靈活運(yùn)用多維度的特征評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行決策，判斷選擇配電網(wǎng)靈活性資源的運(yùn)營模式，以制定合理、安全穩(wěn)定、符合預(yù)期要求的靈活性資源調(diào)度方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種考慮多元平衡區(qū)差異化特征的靈活性資源調(diào)控方法及裝置，以解決傳統(tǒng)的資源調(diào)度方法中只考慮單一平衡區(qū)運(yùn)營模式而導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)營后所出現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)收益不達(dá)標(biāo)，運(yùn)行安全無法保障，新能源消納減少等問題。

2、本發(fā)明第一方面實(shí)施例提供一種考慮多元平衡區(qū)差異化特征的靈活性資源調(diào)控方法，包括以下步驟：分別建立目標(biāo)靈活性資源的第一數(shù)學(xué)模型和不同類型平衡區(qū)的第二數(shù)學(xué)模型；獲取目標(biāo)配電網(wǎng)系統(tǒng)和所述目標(biāo)靈活性資源的長期參數(shù)數(shù)據(jù)，并將所述長期參數(shù)數(shù)據(jù)輸入所述第一數(shù)學(xué)模型和所述第二數(shù)學(xué)模型中，以計(jì)算長期特征評(píng)估指標(biāo)；根據(jù)所述長期特征評(píng)估指標(biāo)制定所述目標(biāo)靈活性資源的裝機(jī)容量規(guī)劃；獲取所述目標(biāo)配電網(wǎng)系統(tǒng)和所述目標(biāo)靈活性資源的短期參數(shù)數(shù)據(jù)，并將所述短期參數(shù)數(shù)據(jù)輸入所述第一數(shù)學(xué)模型和所述第二數(shù)學(xué)模型中，以計(jì)算短期特征評(píng)估指標(biāo)；將所述短期特征評(píng)估指標(biāo)的特殊項(xiàng)作為平衡區(qū)運(yùn)營模式可行性判據(jù)，以排除所述不同類型平衡區(qū)中無法運(yùn)營的平衡區(qū)運(yùn)營模式，得到多個(gè)實(shí)際平衡區(qū)運(yùn)行模式，其中，所述平衡區(qū)運(yùn)營模式包括虛擬電廠運(yùn)營模式、微電網(wǎng)的運(yùn)營模式和源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體運(yùn)營模式；基于所述裝機(jī)容量規(guī)劃，獲取所述多個(gè)實(shí)際平衡區(qū)運(yùn)行模式下的調(diào)度方案和運(yùn)營效果，以制定目標(biāo)靈活性資源的優(yōu)化調(diào)度方案；將所述目標(biāo)靈活性資源的優(yōu)化調(diào)度方案輸入所述目標(biāo)配電網(wǎng)系統(tǒng)中，以判定所述目標(biāo)靈活性資源的優(yōu)化調(diào)度方案是否滿足預(yù)設(shè)配電網(wǎng)安全運(yùn)行要求，若滿足，則將所述目標(biāo)靈活性資源的優(yōu)化調(diào)度方案作為最終調(diào)度方案輸出，反之，則重新制定新的目標(biāo)靈活性資源的優(yōu)化調(diào)度方案，直至滿足所述預(yù)設(shè)配電網(wǎng)安全運(yùn)行要求。

3、可選地，所述短期特征評(píng)估指標(biāo)包括可靠性指標(biāo)、穩(wěn)定性指標(biāo)、靈活性指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)和協(xié)調(diào)性指標(biāo)中至少一項(xiàng)，其中，所述可靠性指標(biāo)包括分布式電源與主網(wǎng)電能交換率、分布式電源供電利用率和供電可靠率；所述穩(wěn)定性指標(biāo)包括電源負(fù)載適配度、可調(diào)控型電源占比、功率平衡度和系統(tǒng)慣性供能占比；所述靈活性指標(biāo)包括可調(diào)功率范圍和爬坡速率；所述經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)包括電網(wǎng)損耗率和需求響應(yīng)缺額電量占比；所述協(xié)調(diào)性指標(biāo)包括自發(fā)自用電量缺額占比、自發(fā)自用電量剩余占比和儲(chǔ)能消納電量能力；所述短期特征評(píng)估指標(biāo)的特殊項(xiàng)包括所述分布式電源與主網(wǎng)電能交換率、所述電源負(fù)載適配度和所述電網(wǎng)損耗率。

4、可選地，所述將所述短期特征評(píng)估指標(biāo)的特殊項(xiàng)作為平衡區(qū)運(yùn)營模式可行性判據(jù)，以排除所述不同類型平衡區(qū)中無法運(yùn)營的平衡區(qū)運(yùn)營模式，得到多個(gè)實(shí)際平衡區(qū)運(yùn)行模式，包括：

5、根據(jù)所述可靠性指標(biāo)中的分布式電源與主網(wǎng)電能交換率初步判定所述目標(biāo)靈活性資源是否適合以所述虛擬電廠運(yùn)營模式運(yùn)營，若所述分布式電源與主網(wǎng)電能交換率大于0，則目標(biāo)靈活性發(fā)電資源滿足目標(biāo)配電網(wǎng)系統(tǒng)負(fù)荷需求，并且存有剩余電量與電網(wǎng)交易獲取收益，符合虛擬電廠參與電力市場交易獲得收益的基本條件，能夠以所述虛擬電廠運(yùn)營模式運(yùn)營，反之，則將所述虛擬電廠的運(yùn)營模式排除，得到第一排除結(jié)果；根據(jù)所述穩(wěn)定性指標(biāo)的電源負(fù)載適配度初步判定所述目標(biāo)靈活性資源是否適合以所述微電網(wǎng)運(yùn)營模式運(yùn)營，若所述電源負(fù)載適配度大于1，則符合微電網(wǎng)的內(nèi)部功率平衡約束，能夠以所述微電網(wǎng)運(yùn)營模式運(yùn)營，反之，則將所述微電網(wǎng)運(yùn)營模式排除，得到第二排除結(jié)果；根據(jù)所述經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的電網(wǎng)損耗率初步判定所述目標(biāo)靈活性資源是否適合以所述源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體運(yùn)營模式運(yùn)營，若所述電網(wǎng)損耗率高于10％，則表示目標(biāo)靈活性資源在所述源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體運(yùn)營模式下，考慮配電網(wǎng)約束后，經(jīng)濟(jì)性無法得到保證，則將所述源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體運(yùn)營模式排除，反之，所述源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體運(yùn)營模式運(yùn)營的經(jīng)濟(jì)性能夠得到基本保證，能夠以所述源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體運(yùn)營模式運(yùn)營，得到第三排除結(jié)果；根據(jù)所述第一排除結(jié)果、所述第二排除結(jié)果和所述第三排除結(jié)果確定所述多個(gè)實(shí)際平衡區(qū)運(yùn)行模式。

6、可選地，所述將所述目標(biāo)靈活性資源的優(yōu)化調(diào)度方案輸入所述目標(biāo)配電網(wǎng)系統(tǒng)中，以判定所述目標(biāo)靈活性資源的優(yōu)化調(diào)度方案是否滿足預(yù)設(shè)配電網(wǎng)安全運(yùn)行要求，若滿足，則將所述目標(biāo)靈活性資源的優(yōu)化調(diào)度方案作為最終調(diào)度方案輸出，反之，則重新制定新的目標(biāo)靈活性資源的優(yōu)化調(diào)度方案，直至滿足所述預(yù)設(shè)配電網(wǎng)安全運(yùn)行要求，包括：

7、將所述目標(biāo)靈活性資源的最優(yōu)調(diào)度方案輸入所述目標(biāo)配電網(wǎng)系統(tǒng)中，獲得各節(jié)點(diǎn)電壓和支路上的潮流；判斷所述各節(jié)點(diǎn)電壓是否超越第一預(yù)設(shè)上限或低于第二預(yù)設(shè)下限，且所述支路上的潮流是否超越第三預(yù)設(shè)上限，若所述各節(jié)點(diǎn)電壓超越所述第一預(yù)設(shè)上限和所述支路上的潮流超越所述第三預(yù)設(shè)上限或若所述各節(jié)點(diǎn)電壓低于第二預(yù)設(shè)上限和所述支路上的潮流超越所述第三預(yù)設(shè)上限，則所述目標(biāo)靈活性資源的最優(yōu)調(diào)度方案滿足所述預(yù)設(shè)配電網(wǎng)安全運(yùn)行要求，將所述目標(biāo)靈活性資源的最優(yōu)調(diào)度方案作為最終調(diào)度方案輸出，反之，則根據(jù)所述多個(gè)實(shí)際平衡區(qū)運(yùn)行模式下的調(diào)度方案和運(yùn)營效果，重新制定新的靈活性資源的最優(yōu)調(diào)度方案，并輸入所述目標(biāo)配電網(wǎng)系統(tǒng)中，判斷所述新的目標(biāo)靈活性資源的最優(yōu)調(diào)度方案是否滿足所述預(yù)設(shè)配電網(wǎng)安全運(yùn)行要求，迭代執(zhí)行制定和判斷過程，直至滿足所述預(yù)設(shè)配電網(wǎng)安全運(yùn)行要求。

8、本發(fā)明第二方面實(shí)施例提供一種考慮多元平衡區(qū)差異化特征的靈活性資源調(diào)控裝置，包括：建立模塊，用于分別建立目標(biāo)靈活性資源的第一數(shù)學(xué)模型和不同類型平衡區(qū)的數(shù)學(xué)模型；第一計(jì)算模塊，用于獲取目標(biāo)配電網(wǎng)系統(tǒng)和所述目標(biāo)靈活性資源的長期參數(shù)數(shù)據(jù)，并將所述長期參數(shù)數(shù)據(jù)輸入所述第一數(shù)學(xué)模型和所述第二數(shù)學(xué)模型中，以計(jì)算長期參數(shù)下的長期特征評(píng)估指標(biāo)；第一制定模塊，用于根據(jù)所述長期特征評(píng)估指標(biāo)制定所述目標(biāo)靈活性資源的裝機(jī)容量規(guī)劃；第二計(jì)算模塊，用于獲取所述目標(biāo)配電網(wǎng)系統(tǒng)和所述目標(biāo)靈活性資源的短期參數(shù)數(shù)據(jù)，并將所述短期參數(shù)數(shù)據(jù)輸入所述第一數(shù)學(xué)模型和所述第二數(shù)學(xué)模型中，以計(jì)算短期特征評(píng)估指標(biāo)；排除模塊，用于將所述短期特征評(píng)估指標(biāo)的特殊項(xiàng)作為平衡區(qū)運(yùn)營模式可行性判據(jù)，以排除所述不同類型平衡區(qū)中無法運(yùn)營的平衡區(qū)運(yùn)營模式，得到多個(gè)實(shí)際平衡區(qū)運(yùn)行模式，其中，所述平衡區(qū)運(yùn)營模式包括虛擬電廠運(yùn)營模式、微電網(wǎng)的運(yùn)營模式和源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體運(yùn)營模式；第二制定模塊，用于基于所述裝機(jī)容量規(guī)劃，獲取所述多個(gè)實(shí)際平衡區(qū)運(yùn)行模式下的調(diào)度方案和運(yùn)營效果，以制定目標(biāo)靈活性資源的優(yōu)化調(diào)度方案；判斷模塊，用于將所述目標(biāo)靈活性資源的優(yōu)化調(diào)度方案輸入所述目標(biāo)配電網(wǎng)系統(tǒng)中，以判定所述目標(biāo)靈活性資源的優(yōu)化調(diào)度方案是否滿足預(yù)設(shè)配電網(wǎng)安全運(yùn)行要求，若滿足，則將所述目標(biāo)靈活性資源的優(yōu)化調(diào)度方案作為最終調(diào)度方案輸出，反之，則重新制定新的目標(biāo)靈活性資源的優(yōu)化調(diào)度方案，直至滿足所述預(yù)設(shè)配電網(wǎng)安全運(yùn)行要求。

9、可選地，所述短期特征評(píng)估指標(biāo)包括可靠性指標(biāo)、穩(wěn)定性指標(biāo)、靈活性指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)和協(xié)調(diào)性指標(biāo)中至少一項(xiàng)，其中，所述可靠性指標(biāo)包括分布式電源與主網(wǎng)電能交換率、分布式電源供電利用率和供電可靠率；所述穩(wěn)定性指標(biāo)包括電源負(fù)載適配度、可調(diào)控型電源占比、功率平衡度和系統(tǒng)慣性供能占比；所述靈活性指標(biāo)包括可調(diào)功率范圍和爬坡速率；所述經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)包括電網(wǎng)損耗率和需求響應(yīng)缺額電量占比；所述協(xié)調(diào)性指標(biāo)包括自發(fā)自用電量缺額占比、自發(fā)自用電量剩余占比和儲(chǔ)能消納電量能力；所述短期特征評(píng)估指標(biāo)的特殊項(xiàng)包括所述分布式電源與主網(wǎng)電能交換率、所述電源負(fù)載適配度和所述電網(wǎng)損耗率。

10、可選地，所述排除模塊包括：第一排除單元，用于根據(jù)所述可靠性指標(biāo)中的分布式電源與主網(wǎng)電能交換率初步判定所述目標(biāo)靈活性資源是否適合以所述虛擬電廠運(yùn)營模式運(yùn)營，若所述分布式電源與主網(wǎng)電能交換率大于0，則目標(biāo)靈活性發(fā)電資源滿足目標(biāo)配電網(wǎng)系統(tǒng)負(fù)荷需求，并且存有剩余電量與電網(wǎng)交易獲取收益，符合虛擬電廠參與電力市場交易獲得收益的基本條件，能夠以所述虛擬電廠運(yùn)營模式運(yùn)營，反之，則將所述虛擬電廠的運(yùn)營模式排除，得到第一排除結(jié)果；第二排除單元，用于根據(jù)所述穩(wěn)定性指標(biāo)的電源負(fù)載適配度初步判定所述目標(biāo)靈活性資源是否適合以所述微電網(wǎng)運(yùn)營模式運(yùn)營，若所述電源負(fù)載適配度大于1，則符合微電網(wǎng)的內(nèi)部功率平衡約束，能夠以所述微電網(wǎng)運(yùn)營模式運(yùn)營，反之，則將所述微電網(wǎng)運(yùn)營模式排除，得到第二排除結(jié)果；第三排除單元，用于根據(jù)所述經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的電網(wǎng)損耗率初步判定所述目標(biāo)靈活性資源是否適合以所述源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體運(yùn)營模式運(yùn)營，若所述電網(wǎng)損耗率高于10％，則表示目標(biāo)靈活性資源在所述源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體運(yùn)營模式下，考慮配電網(wǎng)約束后，經(jīng)濟(jì)性無法得到保證，則將所述源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體運(yùn)營模式排除，反之，所述源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體運(yùn)營模式運(yùn)營的經(jīng)濟(jì)性能夠得到基本保證，能夠以所述源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體運(yùn)營模式運(yùn)營，得到第三排除結(jié)果；確定單元，用于根據(jù)所述第一排除結(jié)果、所述第二排除結(jié)果和所述第三排除結(jié)果確定所述多個(gè)實(shí)際平衡區(qū)運(yùn)行模式。

11、可選地，所述判斷模塊包括：獲取單元，用于將所述目標(biāo)靈活性資源的最優(yōu)調(diào)度方案輸入所述目標(biāo)配電網(wǎng)系統(tǒng)中，獲得各節(jié)點(diǎn)電壓和支路上的潮流；判斷單元，用于判斷所述各節(jié)點(diǎn)電壓是否超越第一預(yù)設(shè)上限或低于第二預(yù)設(shè)下限，且所述支路上的潮流是否超越第三預(yù)設(shè)上限，若所述各節(jié)點(diǎn)電壓超越所述第一預(yù)設(shè)上限和所述支路上的潮流超越所述第三預(yù)設(shè)上限或若所述各節(jié)點(diǎn)電壓低于第二預(yù)設(shè)上限和所述支路上的潮流超越所述第三預(yù)設(shè)上限，則所述目標(biāo)靈活性資源的最優(yōu)調(diào)度方案滿足所述預(yù)設(shè)配電網(wǎng)安全運(yùn)行要求，將所述目標(biāo)靈活性資源的最優(yōu)調(diào)度方案作為最終調(diào)度方案輸出，反之，則根據(jù)所述多個(gè)實(shí)際平衡區(qū)運(yùn)行模式下的調(diào)度方案和運(yùn)營效果，重新制定新的靈活性資源的最優(yōu)調(diào)度方案，并輸入所述目標(biāo)配電網(wǎng)系統(tǒng)中，判斷所述新的目標(biāo)靈活性資源的最優(yōu)調(diào)度方案是否滿足所述預(yù)設(shè)配電網(wǎng)安全運(yùn)行要求，迭代執(zhí)行制定和判斷過程，直至滿足所述預(yù)設(shè)配電網(wǎng)安全運(yùn)行要求。

12、本發(fā)明第三方面實(shí)施例提供一種電子設(shè)備，包括：存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序，以實(shí)現(xiàn)如上述實(shí)施例所述的考慮多元平衡區(qū)差異化特征的靈活性資源調(diào)控方法。

13、本發(fā)明第四方面實(shí)施例提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上的考慮多元平衡區(qū)差異化特征的靈活性資源調(diào)控方法。

14、本發(fā)明實(shí)施例提出的考慮多元平衡區(qū)差異化特征的靈活性資源調(diào)控方法及裝置，通過考慮微網(wǎng)、虛擬電廠和源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體三種主要的平衡區(qū)模式差異及模型特征，對(duì)配電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中的靈活性資源進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，并利用平衡區(qū)特征評(píng)估指標(biāo)，篩選出不同的平衡區(qū)管控模式，制定合理的調(diào)度方案，以有效避免資源的不合理分配和系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)，維護(hù)配電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性，同時(shí)輸出不同平衡區(qū)運(yùn)營模式下的調(diào)度方案和運(yùn)營效果，為決策者提供全面的數(shù)據(jù)支持，達(dá)到科學(xué)決策，優(yōu)化運(yùn)營策略的目的。

15、本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。