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一種基于虛擬電廠的分布式電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度方法與流程

文檔序號:39728945發(fā)布日期:2024-10-22 13:32閱讀:14來源:國知局
一種基于虛擬電廠的分布式電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度方法與流程

本發(fā)明涉及電網(wǎng)調(diào)度,具體涉及一種基于虛擬電廠的分布式電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度方法。


背景技術(shù):

1、虛擬電廠是一種通過先進(jìn)信息通信技術(shù)和軟件系統(tǒng),實現(xiàn)分布式電源、儲能系統(tǒng)、可控負(fù)荷和電動汽車等分布式能源資源的聚合和協(xié)調(diào)優(yōu)化,以作為一個特殊電廠參與電力市場和電網(wǎng)運行的電源協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)。

2、分布式電網(wǎng)的核心概念在于“分散”,傳統(tǒng)的集中式發(fā)電,如燃煤電站、天然氣電站、核電站以及大型水電站和太陽能發(fā)電站,通常需要將電力進(jìn)行長距離傳輸,而分布式電網(wǎng)則由多個小型發(fā)電設(shè)備組成,這些設(shè)備靠近用電地點,可以減少電力傳輸?shù)木嚯x和損耗。

3、分布式電網(wǎng)的設(shè)計目的是滿足特定區(qū)域或用戶的電力需求,在實際情況中,相同時段不同區(qū)域的用電需求可能呈現(xiàn)出顯著差異,如,住宅區(qū)域與公司區(qū)域,由于白天人們主要在公司區(qū)域工作,使用各種電器設(shè)備,導(dǎo)致該區(qū)域的用電需求相對較高,相對而言,住宅區(qū)域在白天時因家中人員較少,用電需求則相對較低。在這種情況下,可以通過將用電需求較低的區(qū)域的電力輸送到用電需求較高的區(qū)域,來平衡整個分布式電網(wǎng)的負(fù)載,但是電力輸送過程中會存在損耗,因此如何平衡電力輸送過程的損耗和用電需求成為亟待解決的問題。


技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于虛擬電廠的分布式電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度方法,解決上述技術(shù)問題。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):

3、一種基于虛擬電廠的分布式電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度方法,包括以下步驟:

4、s1:以電力輸送的距離d和輸送的電量k作為自變量,損耗的電量q作為因變量,獲得電量損耗函數(shù)f(d,k);

5、設(shè)定采集區(qū)域,并獲取所述的采集區(qū)域內(nèi)每個供電區(qū)域的用電量隨時間變化的曲線 f'(t),所述的供電區(qū)域為通過分布式電網(wǎng)進(jìn)行供電的區(qū)域;

6、s2:設(shè)定調(diào)度周期[tsta,tend],并獲取分布式電網(wǎng)在所述的調(diào)度周期的起點上的發(fā)電功率p,并計算電量差值,其計算公式為:

7、;

8、根據(jù)所述的電量差值確定正電區(qū)域和負(fù)電區(qū)域,并確定正電值k+和負(fù)電值k-,所述的正電區(qū)域為當(dāng)前調(diào)度周期內(nèi)需要向外界輸送電量的供電區(qū)域,所述的正電值為正電區(qū)域可以向外界輸送的電量,所述的負(fù)電區(qū)域為當(dāng)前調(diào)度周期內(nèi)需要外界輸送電量的供電區(qū)域,所述的負(fù)電值為負(fù)電區(qū)域需要外界輸送的電量;

9、s3:從第i個負(fù)電區(qū)域開始,獲取第i個負(fù)電區(qū)域與正電區(qū)域間的距離,并分別與第i個負(fù)電區(qū)域?qū)?yīng)的負(fù)電值代入電量損耗函數(shù),得到第i個負(fù)電區(qū)域的電量損耗集合qi=(qi1,qi2,…,qim),其中qim表示第m個正電區(qū)域向第i個負(fù)電區(qū)域輸送電量時電量的損耗,m為正電區(qū)域的總數(shù);

10、分別從負(fù)電區(qū)域?qū)?yīng)的電量損耗集合按照預(yù)設(shè)規(guī)則選取一個損耗的電量,并計算被選取的損耗的電量之和作為損耗總和,所述的預(yù)設(shè)規(guī)則為不可選取相同的正電區(qū)域?qū)?yīng)的損耗的電量;

11、獲取損耗總和的最小值,并確定計算出該最小值的每個電量損耗集合中的元素,作為調(diào)度元素,并在當(dāng)前調(diào)度周期內(nèi),根據(jù)所述的調(diào)度元素對應(yīng)的負(fù)電區(qū)域和正電區(qū)域,進(jìn)行電力的調(diào)度。

12、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述的步驟s1中,獲得電量損耗函數(shù)的過程具體包括:

13、設(shè)定發(fā)電力輸送的距離范圍,作為距離范圍,并以預(yù)設(shè)的距離間隔在所述的距離范圍內(nèi)選取若干個距離節(jié)點;

14、設(shè)定輸送的電量的范圍,作為電量范圍,并以預(yù)設(shè)的電量間隔在所述的電量范圍內(nèi)選取若干個電量節(jié)點;

15、在保持電力輸送的距離為第a個距離節(jié)點的情況下,分別輸送每個電量節(jié)點對應(yīng)的電量,并分別記錄損耗的電量,生成數(shù)據(jù)點(da,kb,qab),其中da表示第a個距離節(jié)點對應(yīng)的距離,kb表示第b個電量節(jié)點對應(yīng)的電量,qab表示第a個距離節(jié)點和第b個電量節(jié)點對應(yīng)的損耗的電量;

16、通過非線性回歸分析,對所述的數(shù)據(jù)點進(jìn)行擬合,獲得電量損耗函數(shù)。

17、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述的步驟s1中,獲取所述的采集區(qū)域內(nèi)每個供電區(qū)域的用電量隨時間變化的曲線的過程具體包括:

18、設(shè)定m個采集周期,m為預(yù)設(shè)值,在所述的采集周期內(nèi)以預(yù)設(shè)的時間間隔設(shè)置若干個時間節(jié)點,獲取相同時間節(jié)點上供電區(qū)域的用電量的均值,作為該時間節(jié)點上的用電量,并通過最小二乘法對所有時間節(jié)點上用電量的均值進(jìn)行擬合,得到用電量隨時間變化的曲線。

19、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述的步驟s3中,根據(jù)所述的電量差值確定正電區(qū)域和負(fù)電區(qū)域,并確定正電值k+和負(fù)電值k-的過程具體包括:

20、當(dāng)所述的電量差值大于等于0時,將對應(yīng)的供電區(qū)域作為正電區(qū)域,計算正電值k+=k'-kret+?k,其中k'為供電區(qū)域內(nèi)的儲能裝置現(xiàn)存的電量,kret為預(yù)設(shè)的保障電量,所述的保障電量為不影響供電區(qū)域內(nèi)正常使用的情況下應(yīng)當(dāng)留存的電量;

21、當(dāng)所述的電量差值小于0時,計算待定值ktbd=k'+?k;

22、當(dāng)所述的待定值小于0時,將對應(yīng)的供電區(qū)域作為負(fù)電區(qū)域,并將所述的待定值作為負(fù)電值k-;

23、當(dāng)所述的待定值大于等于0時,計算判定值kjud=k'-kret+?k,并執(zhí)行以下步驟:

24、當(dāng)所述的判定值小于等于0時,此供電區(qū)域在當(dāng)前調(diào)度周期內(nèi)不參與后續(xù)步驟;

25、當(dāng)所述的判定值大于0時,將此供電區(qū)域作為正電區(qū)域,將所述的判定值作為正電值。

26、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述的步驟s3中,根據(jù)所述的電量差值確定正電區(qū)域和負(fù)電區(qū)域,并確定正電值k+和負(fù)電值k-的過程中還執(zhí)行以下步驟:

27、當(dāng)所述的正電值和負(fù)電值之和小于0時,發(fā)送預(yù)警信息告知工作人員;

28、當(dāng)所述的正電值和負(fù)電值之和大于等于0時,則正常執(zhí)行后續(xù)步驟。

29、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述的步驟s3中,當(dāng)?shù)趇個負(fù)電區(qū)域?qū)?yīng)的負(fù)電值大于第j個正電區(qū)域的正電值時,執(zhí)行整合步驟:

30、計算缺失電量kqs=k+j+k-i,其中,k+j表示第j個正電區(qū)域的正電值,k-i表示第i個負(fù)電區(qū)域的負(fù)電值;

31、獲取除第j個正電區(qū)域外的正電區(qū)域與第i個負(fù)電區(qū)域間的距離,并與所述的缺失電量的絕對值代入電量損耗函數(shù),得到第j個正電區(qū)域與其余正電區(qū)域共同向第i個負(fù)電區(qū)域供電時損耗的電量,并記為qij,并將與第j個正電區(qū)域共同向第i個負(fù)電區(qū)域供電的正電區(qū)域c的正電值更新為k+c-kqs。

32、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:當(dāng)存在某一個正電區(qū)域的正電值小于所述的缺失電量時,則執(zhí)行所述的整合步驟,直至所述的正電區(qū)域向第i個負(fù)電區(qū)域輸送的電量達(dá)到第i個負(fù)電區(qū)域的負(fù)電值。

33、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述的步驟s3中,當(dāng)?shù)趇個負(fù)電區(qū)域?qū)?yīng)的負(fù)電值小于第j個正電區(qū)域的正電值時,執(zhí)行以下步驟:

34、計算多余電量kdy=k+j+k-i,并將第j個正電區(qū)域拆分為兩個正電區(qū)域j1和j2,j1的正電值為k-i的絕對值,j1的正電值為所述的多余電量kdy,并執(zhí)行后續(xù)步驟,且兩個正電區(qū)域j1和j2處于同一位置。

35、本發(fā)明的有益效果:在本發(fā)明中,首先獲取電量損耗函數(shù)和用電量隨時間變化的曲線,這是后續(xù)平衡電力需求與電力輸送過程中損耗的基礎(chǔ);之后設(shè)定調(diào)度周期,并根據(jù)分布式電網(wǎng)在調(diào)度周期起點上的發(fā)電功率計算電量差值;可以理解的是,調(diào)度周期的起點為當(dāng)前時間,之所以根據(jù)分布式電網(wǎng)在調(diào)度周期起點上的發(fā)電功率,是因為當(dāng)前時間上的發(fā)電功率反映了當(dāng)前的電力生產(chǎn)狀況,為接下來一段時間(即調(diào)度周期)內(nèi)的電力調(diào)度提供初始條件和參考基準(zhǔn);接著,正電區(qū)域和負(fù)電區(qū)域,并確定正電值和負(fù)電值;可以理解的是,這是為了確定哪些供電區(qū)域可以向外界供電,哪些供電區(qū)域需要外界供電,以確保正常使用;之后,獲取電量損耗集合,并按照預(yù)設(shè)規(guī)則選取一個損耗的電量計算損耗總和,并根據(jù)損耗總和的最小值確定調(diào)度元素,即哪些負(fù)電區(qū)域應(yīng)從哪些正電區(qū)域接收電力,以便在當(dāng)前調(diào)度周期內(nèi)進(jìn)行有效的電力調(diào)度;值得注意的是,正電區(qū)域向某一個負(fù)電區(qū)域供電后,剩余可供其他負(fù)電區(qū)域使用的電量會相應(yīng)減少,因此,同一正電區(qū)域不能被多次選擇供應(yīng)給不同的負(fù)電區(qū)域,以確保計算損耗時的準(zhǔn)確度和避免超額調(diào)度,影響正電區(qū)域的正常使用。本發(fā)明可以優(yōu)化電力調(diào)度,平衡用電需求和電力輸送過程的損耗。

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