基于地理分區(qū)的分布式電源聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)及協(xié)調(diào)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種基于地理分區(qū)的分布式電源聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)及協(xié)調(diào)控制方法，分布 式電源控制屬于技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著分布式電源技術(shù)的發(fā)展，接入電網(wǎng)的分布式電源越來(lái)越多，而目前分布式電 源都是單獨(dú)并網(wǎng)，各分布式電源發(fā)電本身的不確定性，導(dǎo)致并入電網(wǎng)時(shí)無(wú)法給電網(wǎng)帶來(lái)平 穩(wěn)的電量，且隨著接入電網(wǎng)的分布式電源的增加，接入電網(wǎng)的各分布式電源給電網(wǎng)帶來(lái)了 的沖擊也越來(lái)越大，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種基于地理分區(qū)的分布式電源聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)及協(xié)調(diào)控制 方法，W解決隨著接入電網(wǎng)的分布式電源的增加所導(dǎo)致電網(wǎng)穩(wěn)定性差的問題。
[0004] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而提供了一種基于地理分區(qū)的分布式電源聯(lián)合發(fā)電 系統(tǒng)，該發(fā)電系統(tǒng)為根據(jù)接入輸電網(wǎng)上各分布式電源的安裝位置分區(qū)得到，包括聯(lián)合協(xié)調(diào) 器和各種分布式發(fā)電設(shè)備W及設(shè)置在各分布式發(fā)電設(shè)備上的本體控制器，各分布式發(fā)電設(shè) 備接入到輸電網(wǎng)上，各分布式發(fā)電設(shè)備的本體控制器與聯(lián)合協(xié)調(diào)器通信連接，所述各分布 式發(fā)電設(shè)備的本體控制器用于采集對(duì)應(yīng)發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)并將其上送給聯(lián)合協(xié)調(diào)器，所 述聯(lián)合協(xié)調(diào)器用于根據(jù)上述接收到的各發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、發(fā)電成本和上網(wǎng)電價(jià)建立W 最大化收益為目標(biāo)的目標(biāo)函數(shù)，求解該目標(biāo)函數(shù)，所得結(jié)果即為各發(fā)電設(shè)備的最優(yōu)化發(fā)電 有功功率，并將得到各發(fā)電設(shè)備的最優(yōu)化發(fā)電有功功率發(fā)送給相應(yīng)的分布式發(fā)電設(shè)備的本 體控制器，各分布式發(fā)電設(shè)備的本體控制器按照接收到的最優(yōu)化發(fā)電有功功率控制對(duì)應(yīng)發(fā) 電設(shè)備發(fā)電。
[0005] 所述聯(lián)合協(xié)調(diào)器所建立的目標(biāo)函數(shù)為：
[0006]
[0007]其中r為上網(wǎng)電價(jià)，a、b和C為燃料型發(fā)電設(shè)備耗量特性參數(shù)，Pdw為其發(fā)電有功 功率。
[000引所述各分布式發(fā)電設(shè)備包括無(wú)需燃料的可再生能源發(fā)電設(shè)備和燃料型發(fā)電設(shè)備， 對(duì)于無(wú)需燃料的發(fā)電設(shè)備，最優(yōu)化發(fā)電有功功率為其發(fā)電設(shè)備本體的最大化發(fā)電有功功 率。
[0009] 所述最優(yōu)化發(fā)電有功功率Pdu還需滿足發(fā)電設(shè)備最大最小出力的限制，即
[0010] Pmin_DGi<P DGi<P max_DGi
[0011] 其中PmitDM為發(fā)電設(shè)備的最小出力，Pmax_DM為發(fā)電設(shè)備的最大出力。
[0012] 所述基于地理分區(qū)的分布式電源聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電有功功率為各分布式發(fā)電 設(shè)備的最優(yōu)化發(fā)電有功功率之和。
[0013] 本發(fā)明還提供了一種基于地理分區(qū)的分布式電源聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制方法， 該協(xié)調(diào)控制方法包括W下步驟：
[0014] 1)對(duì)接入配電網(wǎng)的分布式電源按照安裝位置聯(lián)合起來(lái)W形成基于地理分區(qū)的分 布式電源聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，并錄入各分布式電源發(fā)電成本參數(shù)和上網(wǎng)電價(jià)；
[0015] 2)采集上述分布式電源聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)中各分布式發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)；
[0016] 3)根據(jù)上述接收到的各發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、發(fā)電成本和上網(wǎng)電價(jià)建立W最大化 收益為目標(biāo)的目標(biāo)函數(shù)，求解該目標(biāo)函數(shù)，所得結(jié)果即為各發(fā)電設(shè)備的最優(yōu)化發(fā)電有功功 率，并按照接收到的最優(yōu)化發(fā)電有功功率控制對(duì)應(yīng)發(fā)電設(shè)備發(fā)電。
[0017] 所述步驟3)中建立的目標(biāo)函數(shù)為：
[001 引
[0019] 其中r為上網(wǎng)電價(jià)，a、b和C為燃料型發(fā)電設(shè)備耗量特性參數(shù)，Pdw為其發(fā)電有功 功率。
[0020] 所述各分布式發(fā)電設(shè)備包括無(wú)需燃料的可再生能源發(fā)電設(shè)備和燃料型發(fā)電設(shè)備， 對(duì)于無(wú)需燃料的發(fā)電設(shè)備，最優(yōu)化發(fā)電有功功率為其發(fā)電設(shè)備本體的最大化發(fā)電有功功 率。
[0021] 所述最優(yōu)化發(fā)電有功功率Pdu還需滿足發(fā)電設(shè)備最大最小出力的限制，即
[002引 Pmin_DGi<P DGi<P max_DGi
[002引其中PmitDM為發(fā)電設(shè)備的最小出力，Pmax_DM為發(fā)電設(shè)備的最大出力。
[0024] 所述基于地理分區(qū)的分布式電源聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電有功功率為各分布式發(fā)電 設(shè)備的最優(yōu)化發(fā)電功率之和。
[0025] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明對(duì)接入配電網(wǎng)的分布式電源按照安裝位置聯(lián)合起來(lái) W形成基于地理分區(qū)的分布式電源聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)；然后采集上述分布式電源聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng) 中各分布式發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、發(fā)電成本和上網(wǎng)電價(jià)；根據(jù)上述接收到的各發(fā)電設(shè)備的 運(yùn)行參數(shù)、發(fā)電成本和上網(wǎng)電價(jià)建立W最大化收益為目標(biāo)的目標(biāo)函數(shù)，求解該目標(biāo)函數(shù)，所 得結(jié)果即為各發(fā)電設(shè)備的最優(yōu)化發(fā)電有功功率，并按照接收到的最優(yōu)化發(fā)電有功功率控制 對(duì)應(yīng)發(fā)電設(shè)備發(fā)電。本發(fā)明對(duì)接入電網(wǎng)的各分布式電源進(jìn)行分區(qū)管理，采用最大化發(fā)電效 益的策略對(duì)區(qū)內(nèi)各分布式發(fā)電設(shè)備的發(fā)電有功功率進(jìn)行控制，大大減小了W往分布式電單 獨(dú)并網(wǎng)對(duì)公網(wǎng)造成的沖擊，降低了分布式電源增長(zhǎng)帶來(lái)的調(diào)度難度，使配電管理更趨于合 理有序，提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。且無(wú)需對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行改造而能夠聚合分布式電源對(duì)公網(wǎng)穩(wěn) 定輸電，并提供快速響應(yīng)的輔助服務(wù)，降低了單個(gè)分布式電源在市場(chǎng)中孤獨(dú)運(yùn)行的失衡風(fēng) 險(xiǎn)，可W獲得規(guī)模經(jīng)濟(jì)的效益。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1是本發(fā)明基于地理分區(qū)的分布式電源聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[002引本發(fā)明的一種基于地理分區(qū)的分布式電源聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)施例
[0029] 為了協(xié)調(diào)智能電網(wǎng)與分布式電源間的矛盾，本發(fā)明將安裝位置比較接近的各種類 型分布式電源聯(lián)合起來(lái)形成基于地理分區(qū)的分布式電源聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，如圖1所示，該分 布式電源聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)包括聯(lián)合協(xié)調(diào)器和各分布式發(fā)電設(shè)備W及設(shè)置在各分布式發(fā)電設(shè) 備上的本體控制器，本實(shí)施例中的分布式發(fā)電設(shè)備包括光伏發(fā)電設(shè)備、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備、微燃 氣輪發(fā)電設(shè)備、柴油發(fā)電設(shè)備和生物質(zhì)發(fā)電設(shè)備，各分布式發(fā)電設(shè)備接入到輸電網(wǎng)上，其中 光伏發(fā)電設(shè)備和風(fēng)力發(fā)電設(shè)備上的本體控制器分別為光伏逆變器和風(fēng)機(jī)逆變器，各分布式 發(fā)電設(shè)備的本體控制器與聯(lián)合協(xié)調(diào)器通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)連接，各分布式發(fā)電設(shè)備的本體控制器 用于采集對(duì)應(yīng)發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，并將其上送給聯(lián)合協(xié)調(diào)器，并錄入各分布式電源發(fā)電 成本參數(shù)和上網(wǎng)電價(jià)給聯(lián)合協(xié)調(diào)器，聯(lián)合協(xié)調(diào)器用于根據(jù)上述接收到的各發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行 參數(shù)、發(fā)電成本和上網(wǎng)電價(jià)建立W最大化收益為目標(biāo)的函數(shù)，求解該目標(biāo)函數(shù)，所得結(jié)果即 為各發(fā)電設(shè)備的最優(yōu)化發(fā)電有功功率，并將得到各發(fā)電設(shè)備的最優(yōu)化發(fā)電有功功率發(fā)送給 相應(yīng)的分布式發(fā)電設(shè)備的本體控制器，各分布式發(fā)電設(shè)備的本體控制器按照接收到的最優(yōu) 化發(fā)電有功功率控制對(duì)應(yīng)發(fā)電設(shè)備發(fā)電。
[0030] 各分布式發(fā)電設(shè)備包括無(wú)需燃料的可再生能源發(fā)電設(shè)備和燃料型發(fā)電設(shè)備，無(wú)需 燃料的發(fā)電設(shè)備，如光伏發(fā)電設(shè)備、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備等，對(duì)于無(wú)需燃料的發(fā)電設(shè)備，從經(jīng)濟(jì)性 角度出發(fā)認(rèn)為其發(fā)電有功功率越大越好，因此對(duì)于該類分布式電源沿用其發(fā)電設(shè)備的最大 化發(fā)電控制策略而無(wú)需干預(yù)，因此，無(wú)需燃料的發(fā)電設(shè)備最優(yōu)化發(fā)電有功功率Pdu為：
[00引]PdGi - P max_DGi
[0032] 其中Pdu為最優(yōu)化發(fā)電有功功率，P 為發(fā)電設(shè)備的最大化發(fā)電有功功率。
[0033] 對(duì)需要耗能的發(fā)電設(shè)備（如火力發(fā)電機(jī)、微燃?xì)廨啓C(jī)、柴油發(fā)電機(jī)、生物質(zhì)發(fā)電機(jī) 等），發(fā)電成本常常包括燃料成本、勞動(dòng)力成本、維護(hù)成本等，本發(fā)明聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)僅從發(fā)電 設(shè)備角度考慮發(fā)電成本，并且為了簡(jiǎn)化分析忽略各種發(fā)電機(jī)維護(hù)成本、勞動(dòng)力成本的差異， 僅選取燃料成本作為發(fā)電成本的計(jì)算因子。
[0034] 燃料性發(fā)電機(jī)發(fā)電成本采用常規(guī)指數(shù)發(fā)電有功功率指數(shù)函數(shù)，單個(gè)發(fā)電機(jī)等值發(fā) 電費(fèi)用為：
[0035]
[0036] a、b和C為燃料型發(fā)電設(shè)備耗量特性參數(shù)，Pdw為其發(fā)電有功功率。
[0037] 為了計(jì)算簡(jiǎn)便，忽略發(fā)電機(jī)到計(jì)費(fèi)口的線路損耗，則單位時(shí)間內(nèi)發(fā)電機(jī)發(fā)電收益 為；而化。）-rPnci
[003引上式r為上網(wǎng)電價(jià)。從經(jīng)濟(jì)效益來(lái)看，當(dāng)售電收益大于發(fā)電成本時(shí)，此時(shí)發(fā)電機(jī)具 有較好的經(jīng)濟(jì)性：
[0042] 對(duì)于W上最大效益函數(shù)，5F/5Pdw= 0處時(shí)具有最大值，此時(shí)發(fā)電機(jī)發(fā)電功率 為：
[0043]
[0044] 同時(shí)，在考慮經(jīng)濟(jì)性可能解時(shí)，發(fā)電設(shè)備發(fā)電功率還需滿足最大最小出力限制， 即：
[0045] Pmin_DGi<P DGi<P max_DGi
[0046] 因此在實(shí)時(shí)電價(jià)下，燃料型發(fā)電設(shè)備綜合最優(yōu)化發(fā)電有功功率為：
[0047]
[0048] 其中PmhDM