一種綜合評估配電網(wǎng)中分布式電源跟蹤負(fù)荷能力的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種綜合評估分布式電源的方法，具體涉及一種綜合評估配電網(wǎng)中分 布式電源跟蹤負(fù)荷能力的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著大量分布式電源接入到配電網(wǎng)中，如何有效利用分布式電源靈活、智能的控 制特點(diǎn)與配電網(wǎng)進(jìn)行交互運(yùn)行，獲得了廣泛的重視。配電網(wǎng)中的分布式電源與負(fù)荷資源 如何進(jìn)行有效協(xié)同，充分發(fā)揮分布式電源、負(fù)荷資源對平衡供需關(guān)系、提高配電網(wǎng)運(yùn)行安全 性、經(jīng)濟(jì)性、設(shè)備利用效率等方面作用，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行的協(xié)調(diào)優(yōu)化、促進(jìn)區(qū)域電網(wǎng)整體能 效提升，是未來重要的發(fā)展趨勢。
[0003] 研究配電網(wǎng)分布式電源與負(fù)荷資源的協(xié)調(diào)機(jī)理，需要從分布式電源的可調(diào)特性， 分布式電源與負(fù)荷資源的耦合特性，經(jīng)濟(jì)性等方面綜合評估分布式電源跟蹤負(fù)荷的能力。 配電網(wǎng)中分布式電源的負(fù)荷跟蹤，即為在主動跟蹤負(fù)荷變化、波動性的基礎(chǔ)上，利用部分類 型分布式電源可調(diào)特性來平衡、平抑較為極端情況下的負(fù)荷波動問題（例如大負(fù)荷的激烈 波動、極端負(fù)荷水平下的供需緊張問題等），輔助解決配電網(wǎng)短時的供電能力嚴(yán)重不足等問 題，提高配電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種綜合評估配電網(wǎng)中分布式電源跟 蹤負(fù)荷能力的方法。本發(fā)明從配電網(wǎng)與負(fù)荷資源的協(xié)調(diào)優(yōu)化角度出發(fā)，建立配電網(wǎng)中分布 式電源跟蹤負(fù)荷能力評估模型，綜合評估分布式電源與負(fù)荷協(xié)調(diào)運(yùn)行的能力，有利于促進(jìn) 配電網(wǎng)中的分布式電源與負(fù)荷資源的有效協(xié)同。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：
[0006] -種綜合評估配電網(wǎng)中分布式電源跟蹤負(fù)荷能力的方法，所述方法包括如下步 驟：
[0007] (1)分析配電網(wǎng)中分布式電源與負(fù)荷之間的耦合特性，建立分布式電源出力與負(fù) 荷波動之間的一致性指標(biāo)；
[0008] (2)從兩個層面分析建立配電網(wǎng)分布式電源的可調(diào)特性指標(biāo)；
[0009] (3)從兩個層面分析建立配電網(wǎng)分布式電源運(yùn)行以及跟蹤負(fù)荷經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)；
[0010] 優(yōu)選的，所述分布式電源包括三類：第一類分布式電源為由可再生能源驅(qū)動的分 布式電源，現(xiàn)有的控制策略多以最大功率發(fā)電，其出力特性由可再生能源決定；第二類分布 式電源為由不可再生能源驅(qū)動的分布式電源，其出力不受外界不確定因素影響，受人為控 制；第三類分布式電源為帶有儲能性質(zhì)的分布式電源，一方面出力受人為控制，另一方面其 自身狀態(tài)對出力具有記憶性。
[0011] 優(yōu)選的，所述步驟（1)中，所述分布式電源出力與負(fù)荷波動之間的一致性指標(biāo)是 通過引入統(tǒng)計(jì)指標(biāo)相關(guān)系數(shù)而建立的，方法如下：
[0012] 用維數(shù)均為T的兩個向量，G= {Gi，G2，…Gr"GT}，L= {^山，…Lr"LT}分別描述 分布式電源各負(fù)荷資源在T個時段內(nèi)的功率，引用統(tǒng)計(jì)量相關(guān)系數(shù)來描述向量G，L之間的 變化的一致性：
[0013]
[0014] 式中，T為時段數(shù)量；G為分布式電源在T個時段內(nèi)的平均功率；I為負(fù)荷資源 在T個時段內(nèi)的平均功率；為分布式電源與負(fù)荷資源的皮爾森相關(guān)系數(shù)，根據(jù)柯西不等 式，兩個向量的相關(guān)系數(shù)值在[_1，1]之間，相關(guān)系數(shù)越大，表示兩個向量相關(guān)性越強(qiáng)，即分 布式電源G與負(fù)荷L的出力變化一致性越強(qiáng)。
[0015] 優(yōu)選的，所述步驟（2)中，包括如下步驟：
[0016] 步驟2-1、在一個確定的時間斷面上，分布式電源出力功率的上下限，將出力為正 代表放電或發(fā)電，出力為負(fù)代表充電或用電，以此為依據(jù)建立某一時間斷面上分布式電源 出力的上下限指標(biāo)；
[0017] 步驟2-2、在不同時間斷面上，根據(jù)功率的動態(tài)調(diào)節(jié)能力，即爬坡速率，建立不同時 間斷面上分布式電源的調(diào)節(jié)能力指標(biāo)。
[0018] 優(yōu)選的，所述步驟2-1中包括如下：
[0019] 所述第一類分布式電源在一個確定的時間斷面上的出力由當(dāng)前的可再生能源條 件決定，其出力上下限指標(biāo)為：[0,P_]，P_表示當(dāng)前條件下的出力最大值；
[0020] 所述第二類分布式電源出力不依賴于外部環(huán)境，受人為控制，故在一個確定的時 間斷面上，其出力上下限指標(biāo)即為[0,PJ，匕為第二類分布式電源的額定功率；
[0021] 所述第三類分布式電源作為分布式電源發(fā)電和負(fù)荷用電，在一個確定的時間斷面 上出力上下限指標(biāo)為[_Pg_，Plniax]，其中Pg_為最大發(fā)電功率，Plniax為最大充電功率。
[0022] 優(yōu)選的，所述步驟2-2包括如下：
[0023] 所述第一類分布式電源在不同時間斷面上，若該分布式電源調(diào)節(jié)能力較強(qiáng)，若不 考慮其爬坡速率的約束，則從一個時刻到下一個時刻功率調(diào)節(jié)的能力與當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)有 關(guān)，令P為當(dāng)前運(yùn)行功率，其功率的調(diào)節(jié)能力指標(biāo)為[-P，P__P]，若考慮爬坡約束，則其功 率的調(diào)節(jié)能力指標(biāo)為[_Pd。?，Pup]，Pup為該分布式電源出力增加的限值，Pdmm為該分布式電 源出力減少的限值；
[0024] 所述第二類分布式電源在不同時間斷面上，若該分布式電源起動快速，滿足分鐘 級的負(fù)荷跟蹤，其上調(diào)下調(diào)限度由當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)決定，在以P功率運(yùn)行時，其調(diào)節(jié)能力指標(biāo) 為[-P，（P^P)]，若考慮爬坡約束，則其調(diào)節(jié)能力指標(biāo)為[^^^沖一沖^為該分布式電源出 力增加的限值，Pd_為該分布式電源出力減少的限值；
[0025]所述第三類分布式電源在不同時間斷面上，在以P功率運(yùn)行時，其 調(diào)節(jié)能力指標(biāo)為[-pg_ -p，（plnlax-p)]，若考慮爬坡約束，則其調(diào)節(jié)能力指標(biāo)為[-pd。?，Pup]，Pup為該分布式電源出力增加的限值，pdmm為該分布式電源出力減少的限值。
[0026] 優(yōu)選的，所述步驟（3)中，包括如下步驟：
[0027] 步驟3-1、分析分布式電源正常運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，建立分布式電源運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性指 標(biāo)；
[0028] 步驟3-2、分析分布式電源因跟蹤負(fù)荷需要而調(diào)節(jié)功率時的經(jīng)濟(jì)性，建立分布式電 源跟蹤負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)；
[0029] 每一類分布式電源正常運(yùn)行和跟蹤負(fù)荷時的經(jīng)濟(jì)性均以RMB/MW?h為量綱，其值 表示該分布式電源正常運(yùn)行或調(diào)控單位功率MW后運(yùn)行l(wèi)h帶來的經(jīng)濟(jì)性。
[0030] 優(yōu)選的，所述步驟3-1包括：
[0031] 所述第一類分布式電源由可再生能源驅(qū)動，忽略運(yùn)行成本，則發(fā)電為純收益的行 為，設(shè)定當(dāng)前電價為pbRMB/MW*h，則第一類分布式電源正常運(yùn)行帶來的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)即為pb RMB/MW?h，即正常運(yùn)行l(wèi)h時每麗功率的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)為pbRMB;
[0032] 所述第二類分布式電源的主要成本為能源消耗，設(shè)能源價格為hRMB/m3,熱值為 hvkj/m3,發(fā)電效率為ft，則能源消耗成本為（3. 6*106Py(hv ?ft))RMB/MW?h，其發(fā)電的經(jīng)濟(jì) 性指標(biāo)為（pb_3. 6*106peAhv ?ft))RMB/MW?h;
[0033] 所述第三類分布式電源本身并不為電網(wǎng)提供多余的能源，其閑置狀態(tài)即為正常運(yùn) 行狀態(tài)，正常運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)為0。
[0034] 優(yōu)選的，所述步驟3-2包括：
[0035] 所述第一類分布式電源忽略運(yùn)行成本的情況下，第一類分布式電源上調(diào)的經(jīng)濟(jì)性 即為-pbRMB/MW*h，故第一類分布式電源在跟蹤過程中的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)為[_pb，pb]，即每上 調(diào)1麗并運(yùn)行l(wèi)h所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)性為pbRMB;
[0036] 所述第二類分布式電源在忽略能源消耗之外的運(yùn)行成本的情況下，第二類分布式 電源負(fù)荷跟蹤層面上調(diào)的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)為（pb_3. 6*106p7(hv ?ft))RMB/MW?h，下調(diào)的經(jīng)濟(jì)性 指標(biāo)為（3. 6*106Py(hv ?ft)-pb)RMB/MW?h。
[0037] 所述第三類分布式電源設(shè)定fg是第三類分布式電源發(fā)電時的能量轉(zhuǎn)換效率，f:是 第三類分布式電源充電時的能量轉(zhuǎn)換效率，從發(fā)出和吸收單位能量整個過程分析其跟蹤負(fù) 荷經(jīng)濟(jì)性，第三類分布式電源功率跟蹤的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)為?h。
[0038