一種變電站供區(qū)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)綜合負(fù)荷的主動(dòng)管理調(diào)度方法
【專利摘要】一種變電站供區(qū)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)綜合負(fù)荷的主動(dòng)管理調(diào)度方法，該方法是以日為調(diào)度周期，基于變電站負(fù)荷以及DG出力的時(shí)間序列，綜合考慮變電站綜合負(fù)荷特性及各負(fù)荷點(diǎn)負(fù)荷平移能力建立負(fù)荷平移策略，具體包括以下三個(gè)步驟：a)步驟1，根據(jù)變電站綜合負(fù)荷特性確定各時(shí)段變電站負(fù)荷波動(dòng)系數(shù)；b)步驟2，根據(jù)變電站各負(fù)荷點(diǎn)負(fù)荷特性確定負(fù)荷點(diǎn)平移能力：變電站將綜合負(fù)荷特性反饋給各負(fù)荷點(diǎn)后，負(fù)荷點(diǎn)需根據(jù)自身負(fù)荷特性及日最大可平移電量進(jìn)行負(fù)荷平移；c)步驟3，綜合考慮變電站負(fù)荷波動(dòng)系數(shù)及負(fù)荷點(diǎn)負(fù)荷平移能力進(jìn)行負(fù)荷平移：綜合考慮變電站綜合負(fù)荷特性與負(fù)荷點(diǎn)負(fù)荷平移能力建立負(fù)荷平移系數(shù)；日總的移入和移出負(fù)荷量相等，以保證日用電量守恒。
【專利說(shuō)明】
一種變電站供區(qū)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)綜合負(fù)荷的主動(dòng)管理調(diào)度方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及的是一種變電站供區(qū)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)綜合負(fù)荷的主動(dòng)管理調(diào)度方法，尤其是 一種基于負(fù)荷及DG時(shí)間序列改善變電站綜合負(fù)荷特性的負(fù)荷平移策略，屬于配電網(wǎng)負(fù)荷主 動(dòng)管理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 電網(wǎng)中新型負(fù)荷接入以及友好負(fù)荷比重的增加，使得電網(wǎng)與用戶之間的聯(lián)系更加 緊密，越來(lái)越多的負(fù)荷可以與電網(wǎng)進(jìn)行友好互動(dòng);近年來(lái)分布式發(fā)電技術(shù)快速發(fā)展，分布式 電源(distributed generation，DG)具有環(huán)境友好、可再生的特點(diǎn)，使其在配電網(wǎng)中得到了 大量應(yīng)用。然而新型負(fù)荷負(fù)荷特性的復(fù)雜性以及分布式電源出力的隨機(jī)性及間歇性都為電 網(wǎng)運(yùn)行注入了不確定因素。變電站作為區(qū)域負(fù)荷以及分布式電源分配以及電力供應(yīng)的重要 環(huán)節(jié)，其綜合負(fù)荷運(yùn)行特性的優(yōu)化直接影響到未來(lái)電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、安全性以及供電質(zhì) 量的優(yōu)劣，綜合考慮變電站綜合負(fù)荷特性對(duì)電網(wǎng)中的可控負(fù)荷進(jìn)行有效管理，對(duì)未來(lái)電網(wǎng) 智能化以及配電自動(dòng)化的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。
[0003] 國(guó)內(nèi)外對(duì)電網(wǎng)中負(fù)荷的主動(dòng)管理方法進(jìn)行了大量研究，其中包括：一種基于電網(wǎng) 負(fù)荷的可平移特性對(duì)電網(wǎng)中需求側(cè)資源進(jìn)行主動(dòng)管理;一種針對(duì)不同的負(fù)荷目標(biāo)優(yōu)化曲線 進(jìn)行了微電網(wǎng)中負(fù)荷以及DG資源的綜合優(yōu)化調(diào)度;一種綜合考慮"源一荷一儲(chǔ)"三維資源建 立了微網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化構(gòu)架;一種對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)中以及智能電網(wǎng)中需求側(cè)管理存在的主要問(wèn)題 進(jìn)行了分析等等。隨著電網(wǎng)中DG滲透率的提高，DG出力隨機(jī)性、間歇性的特點(diǎn)使得電網(wǎng)中的 負(fù)荷特性變得復(fù)雜，對(duì)電網(wǎng)中的負(fù)荷進(jìn)行主動(dòng)管理需要綜合考慮DG接入的影響。
[0004] 上述研究在負(fù)荷預(yù)測(cè)及電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度等方面考慮了主動(dòng)負(fù)荷的影響，但所建立的 負(fù)荷優(yōu)化目標(biāo)主要針對(duì)單個(gè)負(fù)荷點(diǎn)進(jìn)行，而當(dāng)關(guān)注于變電站綜合負(fù)荷特性時(shí)，單個(gè)負(fù)荷點(diǎn) 運(yùn)行特性的優(yōu)化不能代表變電站綜合負(fù)荷優(yōu)化的需求，在變電站負(fù)荷特性優(yōu)化時(shí)的負(fù)荷主 動(dòng)管理方法還需根據(jù)變電站負(fù)荷特性做進(jìn)一步的改進(jìn);同時(shí)電網(wǎng)中的負(fù)荷具有顯著的時(shí)序 特性，一般的負(fù)荷主動(dòng)管理主要對(duì)典型日負(fù)荷曲線進(jìn)行主動(dòng)管理，對(duì)實(shí)際負(fù)荷的運(yùn)行特性 缺少精確的把握。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種基于DG出力及負(fù)荷的時(shí) 間序列，對(duì)變電站綜合負(fù)荷的時(shí)序特性進(jìn)行了充分考慮的變電站供區(qū)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)綜合負(fù)荷的 主動(dòng)管理調(diào)度方法;該方法針對(duì)DG接入后變電站綜合負(fù)荷波動(dòng)性的增強(qiáng)，提出了隨不同調(diào) 度日的變電站綜合負(fù)荷特性變化的負(fù)荷主動(dòng)管理策略，在負(fù)荷主動(dòng)管理中既考慮了DG接入 的影響，又對(duì)不同類型負(fù)荷點(diǎn)的負(fù)荷平移能力進(jìn)行了區(qū)分。
[0006] 本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)完成的，一種變電站供區(qū)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)綜合負(fù)荷 的主動(dòng)管理調(diào)度方法，所述的主動(dòng)管理調(diào)度方法是以日為調(diào)度周期，基于變電站負(fù)荷以及 DG出力的時(shí)間序列，綜合考慮變電站綜合負(fù)荷特性及各負(fù)荷點(diǎn)負(fù)荷平移能力建立負(fù)荷平移 策略，具體包括以下三個(gè)步驟：
[0007] a)步驟1，根據(jù)變電站綜合負(fù)荷特性確定各時(shí)段變電站負(fù)荷波動(dòng)系數(shù):它是將變電 站所有負(fù)荷及DG出力時(shí)間序列進(jìn)行疊加，得到變電站綜合負(fù)荷時(shí)間序列如下
[0008]
(1)；
[0009] 式中：U)為雙電站弟t小時(shí)的有功功率，t = 1，L，8760; j為負(fù)荷點(diǎn)，J為變電站所 帶負(fù)荷點(diǎn)集合，為DG節(jié)點(diǎn)，G為變電站含DG節(jié)點(diǎn)集合，;Pj(t)為負(fù)荷點(diǎn)j第t小 時(shí)的有功功率;P g (t)為DG點(diǎn)g第t小時(shí)的有功出力；
[0010] 以日為調(diào)度周期，根據(jù)變電站綜合負(fù)荷特性對(duì)變電站第d天各時(shí)段的負(fù)荷波動(dòng)系 數(shù)Kd(h)定義如下
[0011]
⑵;
[0012] 式中WW為變電站時(shí)間序列Pst(t)在一年中第d天第h小時(shí)的功率，d=l，L，365， h = l，L，24; iTK為變電站第d天的日負(fù)荷均值；
[0013] 將變電站綜合負(fù)荷特性反饋給變電站各負(fù)荷點(diǎn)：當(dāng)負(fù)荷高于日負(fù)荷均值時(shí)，SPKd (h)>0時(shí)，變電站綜合負(fù)荷處于峰荷期，此時(shí)段傳遞給各負(fù)荷點(diǎn)的信息為降低負(fù)荷，且Kd (h)值越大，需減小的負(fù)荷量越大；當(dāng)負(fù)荷低于日負(fù)荷均值時(shí)，即Kd(h) <0時(shí)，變電站綜合負(fù) 荷處于谷荷期，此時(shí)段傳遞給各負(fù)荷點(diǎn)的信息為增加負(fù)荷，且|Kd(h)|值越大，需增加的負(fù) 荷量越大；
[0014] 由于負(fù)荷波動(dòng)系數(shù)Kd(h)為有量綱值，根據(jù)Kd(h)取值正負(fù)將其轉(zhuǎn)化為[_1，1]范圍 內(nèi)的無(wú)量綱值：
[0015] ⑶；
[0016] uy wgjRZ JM1B」ΛΛ JM1B」負(fù)荷點(diǎn)平移能力：變電站將綜合負(fù)荷 特性反饋給各負(fù)荷點(diǎn)后，負(fù)荷點(diǎn)需根據(jù)自身負(fù)荷特性及日最大可平移電量進(jìn)行負(fù)荷平移； 根據(jù)變電站負(fù)荷點(diǎn)j負(fù)荷特性得到其第d天各時(shí)段負(fù)荷平移能力系數(shù)Wj,d(h)為
[0017]
⑷：
[0018] 式中：Pid(h)為負(fù)荷點(diǎn)j第d天的負(fù)荷時(shí)間序列；攻Γ為負(fù)荷點(diǎn)j第d天的日負(fù)荷均 值。負(fù)荷平移能力系數(shù)的含義為：當(dāng)Wj,d(h)>0時(shí)，負(fù)荷點(diǎn)可響應(yīng)變電站綜合負(fù)荷特性來(lái)移 出負(fù)荷使負(fù)荷降低，且W^d(h)值越大，可降低量越大;反之則負(fù)荷點(diǎn)可響應(yīng)變電站綜合負(fù)荷 特性移入負(fù)荷使負(fù)荷增加;應(yīng)用與式(3)同樣的方法將其去量綱化得到w,d(h);
[0019] 負(fù)荷點(diǎn)最大可平移電量定義為負(fù)荷點(diǎn)日發(fā)電量的百分比，用下式表示為
[0020]
(5)；
[0021]瓦甲：貨何點(diǎn)的敢入可平移負(fù)荷系數(shù)，與負(fù)荷點(diǎn)類型有關(guān)，可根據(jù)負(fù)荷統(tǒng)計(jì) 數(shù)據(jù)得到；
[0022] c)步驟3,綜合考慮變電站負(fù)荷波動(dòng)系數(shù)及負(fù)荷點(diǎn)負(fù)荷平移能力進(jìn)行負(fù)荷平移:綜 合考慮變電站綜合負(fù)荷特性與負(fù)荷點(diǎn)負(fù)荷平移能力建立負(fù)荷平移系數(shù)句為
[0023]
[0024] 式中：各變量省略了時(shí)間h，當(dāng)ki,d(h)與Wj,d(h)同號(hào)時(shí)，表明該時(shí)段負(fù)荷能夠?qū)ψ?電站綜合負(fù)荷負(fù)荷優(yōu)化目標(biāo)作出有效的響應(yīng)；當(dāng)ki,d(h)與 Wj,d(h)異號(hào)或有一項(xiàng)為0時(shí)，表明 該時(shí)段負(fù)荷不能有效響應(yīng)變電站負(fù)荷優(yōu)化目標(biāo)或無(wú)需作出響應(yīng)；
[0025] 變電站規(guī)劃中負(fù)荷平移即為以最大的負(fù)荷平移能力響應(yīng)變電站綜合負(fù)荷特性的 優(yōu)化目標(biāo)，使變電站綜合負(fù)荷峰谷差降低，波動(dòng)性減小，并保證日總的移入和移出負(fù)荷量相 等，以保證日用電量守恒。通過(guò)負(fù)荷平移最終得到變電站中各負(fù)荷點(diǎn)平移后負(fù)荷時(shí)間序列 為
[0026] (7);
[0027] 式中：負(fù)號(hào)表示大于〇時(shí)需降低負(fù)荷需求。
[0028] 作為優(yōu)選:所述的步驟1中：所述的變電站的負(fù)荷時(shí)間序列應(yīng)考慮如下時(shí)序特性， 即時(shí)序變化規(guī)律受負(fù)荷性質(zhì)、氣候條件、宏觀經(jīng)濟(jì)政策以及人口數(shù)量的變化等因素影響;并 以城市配電網(wǎng)中的電力負(fù)荷特點(diǎn)確定為工業(yè)負(fù)荷、商業(yè)負(fù)荷以及市政生活負(fù)荷三類；
[0029]所述的DG出力的時(shí)間序列應(yīng)考慮如下時(shí)序特性，即DG出力受規(guī)劃地區(qū)風(fēng)能資源影 響，其中風(fēng)速變化具有一定的地域及季節(jié)特性;光伏發(fā)電設(shè)備出力的時(shí)序特性受規(guī)劃地區(qū) 光照強(qiáng)度影響，而光照強(qiáng)度又受天氣變化、云層遮擋等因素影響具有一定的隨機(jī)特性。 [0030]所述的步驟b)中，所述的可平移負(fù)荷主要為負(fù)荷供電時(shí)間可按計(jì)劃變動(dòng)的負(fù)荷， 包括居民負(fù)荷中的洗衣機(jī)、消毒柜等可根據(jù)用戶及電網(wǎng)的節(jié)電需求等進(jìn)行用電時(shí)間平移； 通過(guò)負(fù)荷平移策略對(duì)負(fù)荷進(jìn)行主動(dòng)管理，主要需要考慮兩方面因素:一是負(fù)荷平移的優(yōu)化 目標(biāo)，如與峰谷電價(jià)成反比，與電網(wǎng)中DG發(fā)電量成正比等；另一方面是電網(wǎng)中負(fù)荷的可平移 能力，其主要與負(fù)荷類型及負(fù)荷平移時(shí)段有關(guān)。
[0031 ]本發(fā)明主要是基于DG出力及負(fù)荷的時(shí)間序列，對(duì)變電站綜合負(fù)荷的時(shí)序特性進(jìn)行 了充分考慮;并在針對(duì)DG接入后變電站綜合負(fù)荷波動(dòng)性的增強(qiáng)，提出了隨不同調(diào)度日的變 電站綜合負(fù)荷特性變化的負(fù)荷主動(dòng)管理策略，在負(fù)荷主動(dòng)管理中既考慮了DG接入的影響， 又對(duì)不同類型負(fù)荷點(diǎn)的負(fù)荷平移能力進(jìn)行了區(qū)分;對(duì)未來(lái)電網(wǎng)智能化以及配電自動(dòng)化的發(fā) 展起到了積極作用。
【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1是本發(fā)明所述三類典型負(fù)荷負(fù)荷時(shí)序特性曲線圖。
[0033]圖2是本發(fā)明所述某實(shí)際風(fēng)機(jī)及光伏出力日時(shí)序特性曲線圖。
[0034]圖3是本發(fā)明所述一種實(shí)施例中110kV變電站供電區(qū)域負(fù)荷及DG地理分布信息圖。
[0035] 圖4是本發(fā)明所述一種實(shí)施例的變電站綜合負(fù)荷負(fù)荷平移前后的時(shí)序曲線圖。
[0036] 圖5是本發(fā)明所述一種實(shí)施例的變電站內(nèi)不同類型負(fù)荷平移前后的時(shí)序曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 下面將結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的介紹:本發(fā)明所述的一種變電站 供區(qū)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)綜合負(fù)荷的主動(dòng)管理調(diào)度方法，所述的主動(dòng)管理調(diào)度方法是以日為調(diào)度周 期，基于變電站負(fù)荷以及DG出力的時(shí)間序列，綜合考慮變電站綜合負(fù)荷特性及各負(fù)荷點(diǎn)負(fù) 荷平移能力建立負(fù)荷平移策略，具體包括以下三個(gè)步驟：
[0038] a)步驟1，根據(jù)變電站綜合負(fù)荷特性確定各時(shí)段變電站負(fù)荷波動(dòng)系數(shù):它是將變電 站所有負(fù)荷及DG出力時(shí)間序列進(jìn)行疊加，得到變電站綜合負(fù)荷時(shí)間序列如下
[0039]
(1);
[0040] 式中:Pst (t)為變電站第t小時(shí)的有功功率，t = 1，L，8760; j為負(fù)荷點(diǎn)，J為變電站所 帶負(fù)荷點(diǎn)集合，匁e J ; g為DG節(jié)點(diǎn)，G為變電站含DG節(jié)點(diǎn)集合，吻e; Pj(t)為負(fù)荷點(diǎn)j第t小 時(shí)的有功功率;Pg (t)為DG點(diǎn)g第t小時(shí)的有功出力；
[0041 ]以日為調(diào)度周期，根據(jù)變電站綜合負(fù)荷特性對(duì)變電站第d天各時(shí)段的負(fù)荷波動(dòng)系 數(shù)Kd(h)定義如下
[0042]
(2)：;
[0043] 式中：尸/ W為變電站時(shí)間序列Pst⑴在一年中第d天第h小時(shí)的功率，d = 1，L，365， h = l，L，24; 為變電站第d天的日負(fù)荷均值；
[0044] 將變電站綜合負(fù)荷特性反饋給變電站各負(fù)荷點(diǎn)：當(dāng)負(fù)荷高于日負(fù)荷均值時(shí)，SPKd (h)>0時(shí)，變電站綜合負(fù)荷處于峰荷期，此時(shí)段傳遞給各負(fù)荷點(diǎn)的信息為降低負(fù)荷，且Kd (h)值越大，需減小的負(fù)荷量越大；當(dāng)負(fù)荷低于日負(fù)荷均值時(shí)，即Kd(h) <0時(shí)，變電站綜合負(fù) 荷處于谷荷期，此時(shí)段傳遞給各負(fù)荷點(diǎn)的信息為增加負(fù)荷，且|Kd(h)|值越大，需增加的負(fù) 荷量越大；
[0045] 由于負(fù)荷波動(dòng)系數(shù)Kd(h)為有量綱值，根據(jù)Kd(h)取值正負(fù)將其轉(zhuǎn)化為[_1，1]范圍 內(nèi)的無(wú)量綱值：
[0046]
⑶；
[0047] b)步驟2,根據(jù)變電站各負(fù)荷點(diǎn)負(fù)荷特性確定負(fù)荷點(diǎn)平移能力:變電站將綜合負(fù)荷 特性反饋給各負(fù)荷點(diǎn)后，負(fù)荷點(diǎn)需根據(jù)自身負(fù)荷特性及日最大可平移電量進(jìn)行負(fù)荷平移； 根據(jù)變電站負(fù)荷點(diǎn).i負(fù)荷特性得到其第d天各時(shí)段負(fù)荷平移能力系數(shù)Wj,d(h)為
[0048]
(4)
[0049] 式中：Py(h)為負(fù)荷點(diǎn)j第d天的負(fù)荷時(shí)間序列；為負(fù)荷點(diǎn)j第d天的日負(fù)荷均 值。負(fù)荷平移能力系數(shù)的含義為：當(dāng)Wj,d(h)>0時(shí)，負(fù)荷點(diǎn)可響應(yīng)變電站綜合負(fù)荷特性來(lái)移 出負(fù)荷使負(fù)荷降低，且W^d(h)值越大，可降低量越大;反之則負(fù)荷點(diǎn)可響應(yīng)變電站綜合負(fù)荷 特性移入負(fù)荷使負(fù)荷增加;應(yīng)用與式(3)同樣的方法將其去量綱化得到w,d(h);
[0050] 負(fù)荷點(diǎn)最大可平移電量定義為負(fù)荷點(diǎn)日發(fā)電量的百分比，用下式表示為
[0051]
(δ)；
[0052] 式中：4為負(fù)荷點(diǎn)j的最大可平移負(fù)荷系數(shù)，與負(fù)荷點(diǎn)類型有關(guān)，可根據(jù)負(fù)荷統(tǒng)計(jì) 數(shù)據(jù)得到；
[0053] c)步驟3,綜合考慮變電站負(fù)荷波動(dòng)系數(shù)及負(fù)荷點(diǎn)負(fù)荷平移能力進(jìn)行負(fù)荷平移:綜 合考慮變電站綜合負(fù)荷特性與負(fù)荷點(diǎn)負(fù)荷平移能力建立負(fù)荷平移系數(shù)為
[0054]
(6);
[0055] 式中：各變量省略了時(shí)間h，當(dāng)ki,d(h)與Wj,d(h)同號(hào)時(shí)，表明該時(shí)段負(fù)荷能夠?qū)ψ?電站綜合負(fù)荷負(fù)荷優(yōu)化目標(biāo)作出有效的響應(yīng)；當(dāng)ki,d(h)與 Wj,d(h)異號(hào)或有一項(xiàng)為0時(shí)，表明 該時(shí)段負(fù)荷不能有效響應(yīng)變電站負(fù)荷優(yōu)化目標(biāo)或無(wú)需作出響應(yīng)；
[0056] 變電站規(guī)劃中負(fù)荷平移即為以最大的負(fù)荷平移能力響應(yīng)變電站綜合負(fù)荷特性的 優(yōu)化目標(biāo)，使變電站綜合負(fù)荷峰谷差降低，波動(dòng)性減小，并保證日總的移入和移出負(fù)荷量相 等，以保證日用電量守恒。通過(guò)負(fù)荷平移最終得到變電站中各負(fù)荷點(diǎn)平移后負(fù)荷時(shí)間序列 為
[0057]
(7)；
[0058] 式中：負(fù)號(hào)表不大于0時(shí)需降低負(fù)荷需求。
[0059]本發(fā)明所述的負(fù)荷及DG出力的時(shí)序特性包括：
[0060] 1)負(fù)荷的時(shí)序特性:電力負(fù)荷具有顯著的時(shí)序特性，其時(shí)序變化規(guī)律受負(fù)荷性質(zhì)、 氣候條件、宏觀經(jīng)濟(jì)政策以及人口數(shù)量的變化等因素影響。現(xiàn)階段城市配電網(wǎng)中的電力負(fù) 荷大致可以分為三類:工業(yè)負(fù)荷、商業(yè)負(fù)荷以及市政生活負(fù)荷，不同類型負(fù)荷具有不同的變 化規(guī)律，其典型負(fù)荷時(shí)序特性曲線如圖1所示。
[0061] 2)出力的時(shí)序特性:風(fēng)電機(jī)組出力的時(shí)序特性主要受規(guī)劃地區(qū)風(fēng)能資源影響，風(fēng) 速變化具有一定的地域及季節(jié)特性;光伏發(fā)電設(shè)備出力的時(shí)序特性主要受規(guī)劃地區(qū)光照強(qiáng) 度影響，而光照強(qiáng)度又受天氣變化、云層遮擋等因素影響具有一定的隨機(jī)特性，某實(shí)際風(fēng)機(jī) 及光伏出力時(shí)序特性曲線如圖2所示，由于風(fēng)機(jī)及光伏兩類分布式電源應(yīng)用較廣泛且隨機(jī) 性較強(qiáng)，本發(fā)明主要對(duì)這兩類分布式電源進(jìn)行了考慮。
[0062] 綜上可知，負(fù)荷的波動(dòng)性不但受到負(fù)荷性質(zhì)影響，還隨天氣、季節(jié)等因素變化，電 網(wǎng)負(fù)荷特性的優(yōu)化既要考慮不同負(fù)荷類型的負(fù)荷特性，又要根據(jù)全年負(fù)荷時(shí)間序列建立不 同調(diào)度日的負(fù)荷管理策略；當(dāng)分布式電源接入后，由于分布式電源出力晝夜特性明顯、間歇 性較強(qiáng)，變電站綜合負(fù)荷波動(dòng)性增強(qiáng)，使得變電站綜合負(fù)荷運(yùn)行特性的優(yōu)化顯得尤為重要。
[0063]本發(fā)明所述的變電站中負(fù)荷的主動(dòng)管理策略是：電力系統(tǒng)中除了部分不可控的重 要用電負(fù)荷之外，還存在著大量能與電網(wǎng)友好合作的可平移負(fù)荷。可平移負(fù)荷主要為負(fù)荷 供電時(shí)間可按計(jì)劃變動(dòng)的負(fù)荷，如居民負(fù)荷中的洗衣機(jī)、消毒柜等可根據(jù)用戶及電網(wǎng)的節(jié) 電需求等進(jìn)行用電時(shí)間平移。通過(guò)負(fù)荷平移策略對(duì)負(fù)荷進(jìn)行主動(dòng)管理，主要需要考慮兩方 面因素：一是負(fù)荷平移的優(yōu)化目標(biāo)，如與峰谷電價(jià)成反比，與電網(wǎng)中DG發(fā)電量成正比等；另 一方面是電網(wǎng)中負(fù)荷的可平移能力，其主要與負(fù)荷類型及負(fù)荷平移時(shí)段有關(guān)。
[0064]對(duì)于變電站負(fù)荷特性優(yōu)化而言，負(fù)荷平移的目標(biāo)不再是針對(duì)單個(gè)負(fù)荷點(diǎn)進(jìn)行負(fù)荷 特性優(yōu)化，而是使變電站所帶所有負(fù)荷(包括DG)的綜合負(fù)荷特性得到優(yōu)化，如使綜合負(fù)荷 峰谷差降低、波動(dòng)性減小等。
[0065] 綜合考慮變電站負(fù)荷波動(dòng)系數(shù)及負(fù)荷點(diǎn)負(fù)荷平移能力進(jìn)行負(fù)荷平移，由于各負(fù)荷 點(diǎn)負(fù)荷類型、負(fù)荷特性的不同，變電站將綜合負(fù)荷特性反饋給各負(fù)荷點(diǎn)時(shí)負(fù)荷點(diǎn)不一定能 有效地作出響應(yīng)，如變電站傳遞給某負(fù)荷點(diǎn)的信息為增加負(fù)荷時(shí)，若此時(shí)該負(fù)荷正處于峰 荷期，負(fù)荷點(diǎn)負(fù)荷的可移入量已經(jīng)達(dá)到極限，不能有效響應(yīng)變電站負(fù)荷特性優(yōu)化的需求。
[0066] 以下結(jié)合案例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0067] 本發(fā)明取某城市12.213km2的實(shí)際供電區(qū)域?yàn)榉抡嫠憷?，該區(qū)域內(nèi)最大負(fù)荷為 238.4MW，DG總?cè)萘繛?7MW，各變電站負(fù)荷及DG地理分布信息如圖3所示，各變電站負(fù)荷及DG 地理各變電站坐標(biāo)及帶負(fù)荷及DG容量信息如表1所示，居民負(fù)荷、工業(yè)負(fù)荷及商業(yè)負(fù)荷的最 大可平移負(fù)荷系數(shù)分別取10%、8%、2%。
[0068] 基于規(guī)劃區(qū)域負(fù)荷及DG出力的時(shí)間序列，根據(jù)負(fù)荷平移策略對(duì)各分區(qū)中變電站負(fù) 荷進(jìn)行主動(dòng)管理，得到S1某天內(nèi)綜合負(fù)荷負(fù)荷平移前后的時(shí)序曲線如圖4所示，變電站S1該 天內(nèi)不同類型負(fù)荷平移前后的時(shí)序曲線如圖5所示，其他變電站及變電站內(nèi)負(fù)荷也可得到 相似的結(jié)果。
[0069] 由圖2、圖3可見(jiàn)，本發(fā)明所提負(fù)荷平移策略能夠較好的響應(yīng)變電站綜合負(fù)荷的優(yōu) 化需求，具有較好的削峰填谷效果，各負(fù)荷點(diǎn)根據(jù)自身負(fù)荷特性進(jìn)行負(fù)荷平移，使得變電站 綜合負(fù)荷特性得到改善。
[0070] 由圖3同時(shí)可以看出，居民負(fù)荷對(duì)變電站綜合負(fù)荷的平移需求具有較好的響應(yīng)，商 業(yè)負(fù)荷響應(yīng)程度最低，工業(yè)負(fù)荷在晚高峰時(shí)需求具有一定的下降，以盡量平衡該時(shí)段S1供 區(qū)內(nèi)居民負(fù)荷較高的需求?？偟膩?lái)說(shuō)，各類負(fù)荷依據(jù)自身的平移能力在各時(shí)段取得了良好 的平移效果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種變電站供區(qū)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)綜合負(fù)荷的主動(dòng)管理調(diào)度方法，其特征在于所述的主動(dòng)管 理調(diào)度方法是以日為調(diào)度周期，基于變電站負(fù)荷以及DG出力的時(shí)間序列，綜合考慮變電站 綜合負(fù)荷特性及各負(fù)荷點(diǎn)負(fù)荷平移能力建立負(fù)荷平移策略，具體包括以下三個(gè)步驟： a) 步驟1，根據(jù)變電站綜合負(fù)荷特性確定各時(shí)段變電站負(fù)荷波動(dòng)系數(shù):它是將變電站所 有負(fù)荷及DG出力時(shí)間序列進(jìn)行疊加，得到變電站綜合負(fù)荷時(shí)間序列如下式中：PstU)為變電 站第t小時(shí)的有功功率，t = I，L，8760; j為負(fù)荷點(diǎn)，J為變電站所帶負(fù)荷點(diǎn)集合，V/ e i ; g為DG 節(jié)點(diǎn)，G為變電站含DG節(jié)點(diǎn)集合，％ e G ; Pj⑴為負(fù)荷點(diǎn)j第t小時(shí)的有功功率;Pg⑴為DGAg 第t小時(shí)的有功出力； 以日為調(diào)度周期，根據(jù)變電站綜合負(fù)荷特性對(duì)變電站第d天各時(shí)段的負(fù)荷波動(dòng)系數(shù)Kd (h)定義如下 Ki(U)=Pm-Pr ⑵式中：杈(句為變電站 時(shí)間序列Pst(t)在一年中第d天第h小時(shí)的功率，d = I，L，365，h = I，L，24; 為變電站第d 天的日負(fù)荷均值； 將變電站綜合負(fù)荷特性反饋給變電站各負(fù)荷點(diǎn)：當(dāng)負(fù)荷高于日負(fù)荷均值時(shí)，即Kd(h) >0 時(shí)，變電站綜合負(fù)荷處于峰荷期，此時(shí)段傳遞給各負(fù)荷點(diǎn)的信息為降低負(fù)荷，且Kd(h)值越 大，需減小的負(fù)荷量越大；當(dāng)負(fù)荷低于日負(fù)荷均值時(shí)，即Kd(h) <0時(shí)，變電站綜合負(fù)荷處于 谷荷期，此時(shí)段傳遞給各負(fù)荷點(diǎn)的信息為增加負(fù)荷，且|Kd(h) I值越大，需增加的負(fù)荷量越 大； 由于負(fù)荷波動(dòng)系數(shù)Kd(h)為有量綱值，根據(jù)Kd(h)取值正負(fù)將其轉(zhuǎn)化為[_1，1]范圍內(nèi)的 無(wú)量綱值：b) 步驟2，根據(jù)變電站各負(fù)荷點(diǎn)負(fù)荷特性確定負(fù)荷點(diǎn)平移能力:變電站將綜合負(fù)荷特性 反饋給各負(fù)荷點(diǎn)后，負(fù)荷點(diǎn)需根據(jù)自身負(fù)荷特性及日最大可平移電量進(jìn)行負(fù)荷平移;根據(jù) 變電站負(fù)荷點(diǎn)j負(fù)荷特性得到其第d天各時(shí)段負(fù)荷平移能力系數(shù)W j,d(h)為式中：Pj,d(h)為負(fù)荷 點(diǎn)j第d天的負(fù)荷時(shí)間序列；為負(fù)荷點(diǎn)j第d天的日負(fù)荷均值。負(fù)荷平移能力系數(shù)的含義 為：當(dāng)Wj,d(h)>0時(shí)，負(fù)荷點(diǎn)可響應(yīng)變電站綜合負(fù)荷特性來(lái)移出負(fù)荷使負(fù)荷降低，且W j,d(h) 值越大，可降低量越大;反之則負(fù)荷點(diǎn)可響應(yīng)變電站綜合負(fù)荷特性移入負(fù)荷使負(fù)荷增加;應(yīng) 用與式(3)同樣的方法將其去量綱化得到w,d(h); 負(fù)荷點(diǎn)最大可平移電量定義為負(fù)荷點(diǎn)日發(fā)電量的百分比，用下式表示為式中:M為負(fù)荷點(diǎn)j的最大可平移負(fù)荷系數(shù)，與負(fù)荷點(diǎn)類型有關(guān)，可根據(jù)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得 到； C)步驟3，綜合考慮變電站負(fù)荷波動(dòng)系數(shù)及負(fù)荷點(diǎn)負(fù)荷平移能力進(jìn)行負(fù)荷平移:綜合考 慮變電站綜合負(fù)荷特性與負(fù)荷點(diǎn)負(fù)荷平移能力建立負(fù)荷平移系數(shù)為式中：各變量省略了時(shí)間h，當(dāng)ki,d(h)與wj, d(h)同號(hào)時(shí)，表明該時(shí)段負(fù)荷能夠?qū)ψ冸娬?綜合負(fù)荷負(fù)荷優(yōu)化目標(biāo)作出有效的響應(yīng);當(dāng)ki,d(h)與Wj,d(h)異號(hào)或有一項(xiàng)為O時(shí)，表明該時(shí) 段負(fù)荷不能有效響應(yīng)變電站負(fù)荷優(yōu)化目標(biāo)或無(wú)需作出響應(yīng)； 變電站規(guī)劃中負(fù)荷平移即為以最大的負(fù)荷平移能力響應(yīng)變電站綜合負(fù)荷特性的優(yōu)化 目標(biāo)，使變電站綜合負(fù)荷峰谷差降低，波動(dòng)性減小，并保證日總的移入和移出負(fù)荷量相等， 以保證日用電量守恒。通過(guò)負(fù)荷平移最終得到變電站中各負(fù)荷點(diǎn)平移后負(fù)荷時(shí)間序列為式中：負(fù)號(hào)表示大于O時(shí)需降低負(fù)荷需求。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站供區(qū)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)綜合負(fù)荷的主動(dòng)管理調(diào)度方法，其特征 在于所述的步驟1中：所述的變電站的負(fù)荷時(shí)間序列應(yīng)考慮如下時(shí)序特性，即時(shí)序變化規(guī)律 受負(fù)荷性質(zhì)、氣候條件、宏觀經(jīng)濟(jì)政策以及人口數(shù)量的變化等因素影響;并以城市配電網(wǎng)中 的電力負(fù)荷特點(diǎn)確定為工業(yè)負(fù)荷、商業(yè)負(fù)荷以及市政生活負(fù)荷三類； 所述的DG出力的時(shí)間序列應(yīng)考慮如下時(shí)序特性，即DG出力受規(guī)劃地區(qū)風(fēng)能資源影響， 其中風(fēng)速變化具有一定的地域及季節(jié)特性;光伏發(fā)電設(shè)備出力的時(shí)序特性受規(guī)劃地區(qū)光照 強(qiáng)度影響，而光照強(qiáng)度又受天氣變化、云層遮擋等因素影響具有一定的隨機(jī)特性。 所述的步驟b)中，所述的可平移負(fù)荷主要為負(fù)荷供電時(shí)間可按計(jì)劃變動(dòng)的負(fù)荷，包括 居民負(fù)荷中的洗衣機(jī)、消毒柜等可根據(jù)用戶及電網(wǎng)的節(jié)電需求等進(jìn)行用電時(shí)間平移;通過(guò) 負(fù)荷平移策略對(duì)負(fù)荷進(jìn)行主動(dòng)管理，主要需要考慮兩方面因素:一是負(fù)荷平移的優(yōu)化目標(biāo)， 如與峰谷電價(jià)成反比，與電網(wǎng)中DG發(fā)電量成正比等；另一方面是電網(wǎng)中負(fù)荷的可平移能力， 其主要與負(fù)荷類型及負(fù)荷平移時(shí)段有關(guān)。
【文檔編號(hào)】H02J3/46GK105932664SQ201510920808
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2015年12月11日
【發(fā)明人】王堅(jiān)敏, 李振坤, 郭峰, 嚴(yán)耀良, 金山紅, 張靜煒, 董成明, 張俊, 唐昕, 符楊, 岳美, 李習(xí)華, 楊帥
【申請(qǐng)人】國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司嘉興供電公司, 國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司, 上海電力學(xué)院