一種主動(dòng)配電網(wǎng)局部功率協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種主動(dòng)配電網(wǎng)局部功率協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)及方法，本發(fā)明屬于主動(dòng)配電網(wǎng)局部功率協(xié)調(diào)控制技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明是基于主動(dòng)配電網(wǎng)長(zhǎng)周期經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行基礎(chǔ)上的局部功率協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)周期短，既可以對(duì)負(fù)荷變動(dòng)進(jìn)行有效的動(dòng)態(tài)響應(yīng)又可使系統(tǒng)滿足全局優(yōu)化經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；本發(fā)明充分考慮了主動(dòng)配電網(wǎng)中的分布式發(fā)電和儲(chǔ)能在負(fù)荷不同情況變動(dòng)下的協(xié)調(diào)控制策略，可以自適應(yīng)調(diào)節(jié)分布式電源和網(wǎng)側(cè)電源的出力，充分利用分布式電源的發(fā)電能力使其高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，同時(shí)能合理調(diào)控系統(tǒng)內(nèi)的剩余能量；本發(fā)明的方法可以快速精確的求解分布式電源和網(wǎng)側(cè)電源的對(duì)負(fù)荷變動(dòng)的分擔(dān)比例系數(shù)，實(shí)現(xiàn)局部系統(tǒng)對(duì)負(fù)荷變動(dòng)的快速響應(yīng)，并保證系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
【專利說明】
-種主動(dòng)配電網(wǎng)局部功率協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于主動(dòng)配電網(wǎng)局部功率協(xié)調(diào)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種主動(dòng)配電網(wǎng)局 部功率協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著分布式發(fā)電的迅速發(fā)展，其高滲透接入給傳統(tǒng)配電網(wǎng)帶來很多挑戰(zhàn)，比如電 能質(zhì)量、潮流規(guī)劃、繼電保護(hù)等等，運(yùn)就催生了主動(dòng)配電網(wǎng)運(yùn)一新型配電網(wǎng)；主動(dòng)配電網(wǎng)旨 在利用配電結(jié)構(gòu)中的分布式發(fā)電、儲(chǔ)能、可控負(fù)荷等作為調(diào)控手段，實(shí)現(xiàn)維護(hù)配網(wǎng)電能質(zhì) 量、優(yōu)化配置配網(wǎng)潮流W及保證配網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，因而對(duì)于主動(dòng)配電網(wǎng)功率協(xié)調(diào)控制 的研究顯得尤為重要。
[0003] 目前大部分關(guān)于主動(dòng)配電網(wǎng)功率協(xié)調(diào)控制的研究都主要針對(duì)長(zhǎng)周期下的全局功 率協(xié)調(diào)控制，通過控制分布式發(fā)電的出力、儲(chǔ)能輸出、可控負(fù)荷的投切，在保證配網(wǎng)安全穩(wěn) 定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，充分利用配網(wǎng)中的閑散能源，調(diào)控配網(wǎng)中的能量流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn) 行。但是，由于高滲透率下配網(wǎng)中分布式發(fā)電(DG)接入量很大，再加上大量的儲(chǔ)能和可控負(fù) 荷，運(yùn)種全局功率優(yōu)化控制無疑會(huì)設(shè)及海量數(shù)據(jù)的處理，因而其調(diào)控周期必然很長(zhǎng)，如果在 其兩次調(diào)控的間隙，局部配網(wǎng)出現(xiàn)計(jì)劃外負(fù)荷變動(dòng)，長(zhǎng)周期的優(yōu)化控制結(jié)果將不能很好地 響應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的負(fù)荷變動(dòng)，因而有必要對(duì)周期為15分鐘W內(nèi)的主動(dòng)配電網(wǎng)局部功率協(xié)調(diào)控制 進(jìn)行研究;現(xiàn)有的對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)局部功率進(jìn)行協(xié)調(diào)控制的研究還不太多，且控制方法多具 有局限性，無法實(shí)現(xiàn)多因素影響下自適應(yīng)調(diào)整網(wǎng)側(cè)和各DG平衡局部網(wǎng)絡(luò)中負(fù)荷變化的比 重。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種主動(dòng)配電網(wǎng)局部功率協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)及方 法，該方法既可W對(duì)負(fù)荷變動(dòng)進(jìn)行有效的動(dòng)態(tài)響應(yīng)又可使系統(tǒng)滿足全局優(yōu)化經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、實(shí) 現(xiàn)局部系統(tǒng)對(duì)負(fù)荷變動(dòng)的快速響應(yīng)，并保證系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行;本發(fā)明充分利用分布式 電源的發(fā)電能力使其高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，同時(shí)能合理調(diào)控系統(tǒng)內(nèi)的剩余能量。
[0005] -種主動(dòng)配電網(wǎng)局部功率協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括負(fù)荷信息采集器、控制目標(biāo) 生成器、局部功率協(xié)調(diào)優(yōu)化器和結(jié)果輸出控制器，其中，
[0006] 負(fù)荷信息采集器：用于對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)局部系統(tǒng)進(jìn)行超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)，并采集主動(dòng) 配電網(wǎng)局部系統(tǒng)負(fù)載功率，將該負(fù)載功率發(fā)送至控制目標(biāo)生成器；
[0007] 控制目標(biāo)生成器：用于根據(jù)輸入的網(wǎng)側(cè)注入局部網(wǎng)絡(luò)的功率、各分布式電源當(dāng)前 輸出功率、網(wǎng)側(cè)發(fā)出單位功率電能造價(jià)、各分布式電源發(fā)出單位功率電能造價(jià)，儲(chǔ)能設(shè)備的 額定容量、各分布式電源的額定容量和負(fù)荷信息采集器發(fā)送的負(fù)載功率，獲得計(jì)劃外負(fù)載 功率和儲(chǔ)能輸出功率，采用構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)和約束條件的方式，描述網(wǎng)側(cè)和各分布式電源對(duì) 計(jì)劃外負(fù)載功率的分擔(dān)比例與總費(fèi)用之間的關(guān)系；
[000引局部功率協(xié)調(diào)優(yōu)化器：用于根據(jù)控制目標(biāo)生成器構(gòu)建的目標(biāo)函數(shù)，采用基于目標(biāo) 反饋優(yōu)化捜索的快速收斂算法獲得使總費(fèi)用最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的分擔(dān)比例或使總費(fèi)用最小時(shí) 所對(duì)應(yīng)的分擔(dān)比例；
[0009] 結(jié)果輸出控制器:用于根據(jù)獲得的分擔(dān)比例獲得網(wǎng)側(cè)注入局部系統(tǒng)的功率變化量 和各分布式電源的輸出功率變化量，并將變化量發(fā)送至外部的功率分配器中。
[0010] 采用主動(dòng)配電網(wǎng)局部功率協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)進(jìn)行的控制方法，包括W下步驟：
[0011] 步驟1、從上層全局優(yōu)化控制中屯、獲取網(wǎng)側(cè)注入局部網(wǎng)絡(luò)的功率、各分布式電源當(dāng) 前輸出功率、網(wǎng)側(cè)發(fā)出單位功率電能造價(jià)和各分布式電源發(fā)出單位功率電能造價(jià)，并通過 查表的方式獲得儲(chǔ)能設(shè)備的額定容量及各分布式電源的額定容量，并將上述數(shù)據(jù)輸入至控 制目標(biāo)生成器中；
[0012] 步驟2、采用負(fù)荷信息采集器對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)局部系統(tǒng)進(jìn)行超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)并采集， 將該負(fù)載功率發(fā)送至控制目標(biāo)生成器；
[0013] 步驟3、控制目標(biāo)生成器根據(jù)步驟1輸入的數(shù)據(jù)和步驟2的負(fù)載功率，獲得計(jì)劃外負(fù) 載功率和儲(chǔ)能輸出功率，并采用構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)和約束條件的方式，描述網(wǎng)側(cè)和各分布式電 源對(duì)計(jì)劃外負(fù)載功率的分擔(dān)比例與總費(fèi)用之間的關(guān)系；
[0014] 步驟4、采用局部功率協(xié)調(diào)優(yōu)化器根據(jù)目標(biāo)函數(shù)，采用基于目標(biāo)反饋優(yōu)化捜索的快 速收斂算法獲得使總費(fèi)用最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的分擔(dān)比例或使總費(fèi)用最小時(shí)所對(duì)應(yīng)的分擔(dān)比例；
[0015] 步驟5、根據(jù)獲得的分擔(dān)比例，采用結(jié)果輸出控制器獲得網(wǎng)側(cè)注入局部系統(tǒng)的功率 變化量和各分布式電源的輸出功率變化量，并將變化量發(fā)送至外部的功率分配器中。
[0016] 步驟2所述的超短期，取值范圍為5~15分鐘。
[0017] 步驟3所述的采用構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)的方式，描述網(wǎng)側(cè)和各分布式電源對(duì)計(jì)劃外負(fù)載 功率的分擔(dān)比例與總費(fèi)用之間的關(guān)系；
[001引目標(biāo)函數(shù)具體公式如下：
[0019] Cl)
[0020] 其中，S表示功率優(yōu)化調(diào)度下的總費(fèi)用;Cgrid表示網(wǎng)側(cè)發(fā)出單位功率電能造價(jià)，Cdgi 表示各分布式電源發(fā)出單位功率電能造價(jià)；A Pl表示計(jì)劃外負(fù)載功率;Pess表示儲(chǔ)能輸出功 率;Pni表示第i臺(tái)分布式電源的額定容量，Pdgi表示第i臺(tái)分布式電源當(dāng)前輸出功率，Qi表示 網(wǎng)側(cè)和各臺(tái)分布式電源分別對(duì)計(jì)劃外負(fù)載功率的分擔(dān)比例，1 = 〇，1-'11，11表示分布式電源 總臺(tái)數(shù);負(fù)載增大時(shí)，APl符號(hào)為正，反之為負(fù);儲(chǔ)能放電時(shí)，扣SS符號(hào)為負(fù)，反之為正；
[0021 ]約束條件具體如下：
[0022] 1)等式約束：
[0023]
[0024]
[0025] 其中，Pgrid表示網(wǎng)側(cè)注入主動(dòng)配電網(wǎng)局部系統(tǒng)的電能變化量；
[0026] 2)不等式約束：
[0027] Umin《U《Umax [002引
[0029] 時(shí) Gi《PNi
[0030] Pess+《0.2E/A t
[0031] Pess-《0.2E/A t
[0032] 其中，I表示某一支路電流值，Imax表示某一支路電流上限值，U表示某一節(jié)點(diǎn)電壓 值，Umax表示某一節(jié)點(diǎn)電壓上限值，Umin表示某一節(jié)點(diǎn)電壓下限值，Pess+表示儲(chǔ)能瞬時(shí)放電速 度，Pess-表示儲(chǔ)能瞬時(shí)充電速度，E表示儲(chǔ)能額定容量。
[0033] 步驟4所述的采用局部功率協(xié)調(diào)優(yōu)化器根據(jù)目標(biāo)函數(shù)，采用基于目標(biāo)反饋優(yōu)化捜 索的快速收斂算法獲得使總費(fèi)用最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的分擔(dān)比例或使總費(fèi)用最小時(shí)所對(duì)應(yīng)的分 擔(dān)比例，具體步驟如下：
[0034] 步驟4-1、初始化變量；
[0035] 具體包括:初始化捜索步長(zhǎng)ro，模仿因子C，隨機(jī)生成參數(shù)0，變量維數(shù)d，d = n+l，初 始化尋優(yōu)變量Xi' = (Qi'日，Qi' 1，Qi' 2…Qi' n)，i' = 1，2，3' ? 'm，設(shè)置最大迭代代數(shù)M;
[0036] 步驟4-2、判斷計(jì)劃外負(fù)載功率A Pl的絕對(duì)值是否小于等于儲(chǔ)能輸出功率Pess的絕 對(duì)值，若是，主動(dòng)配電網(wǎng)局部功率無需調(diào)整，方法結(jié)束;否則，執(zhí)行步驟4-3，
[0037] 步驟4-3、選擇目標(biāo)函數(shù)；
[0038] 具體為:判斷計(jì)劃外負(fù)載功率A Pl與儲(chǔ)能輸出功率Pess之和與0的關(guān)系，若大于0， 則選擇使總費(fèi)用最小的目標(biāo)函數(shù)，若小于0,則選擇使總費(fèi)用最大的目標(biāo)函數(shù)；
[0039] 步驟4-4、將初始化的多組變量Xi' = (Qi'日，Qi' 1，Qi' 2…Qi' n)代入所選擇的目標(biāo)函數(shù) 中，W目標(biāo)函數(shù)為適應(yīng)度函數(shù)，選擇其中適應(yīng)度最大的解作為最優(yōu)解gbest;
[0040] 步驟4-5、判斷相鄰兩次迭代最優(yōu)解是否相同或迭代次數(shù)是否達(dá)到最大迭代次數(shù)， 若是，則停止捜索，輸出最優(yōu)解向量，否則執(zhí)行步驟4-6;
[0041] 步驟4-6、更新捜索步長(zhǎng)和尋優(yōu)向量；
[0042] 具體公式如下：
[0043]
[0044] (2)
[0045] 其中，表示變量Xi' = (Qi' 0，Qi' 1，Qi' 2' ?化'n)中第j個(gè)變量的第k次迭代捜索步長(zhǎng)， ^;畫+1表示變量Xi' = (Qi'日，Qi'1 ,Qi'2…Qi'n)中第j個(gè)變量的第k+1次迭代捜索步長(zhǎng)，C表示模仿因 子，是非零常數(shù);e為[0，1]之間的隨機(jī)數(shù);4表示粒子Xi'的第j個(gè)變量在第k次迭代中的值， 表示粒子Xi'的第j個(gè)變量在第k+1次迭代中的值；是粒子Xi'第k次迭代所得目標(biāo)函數(shù) 值;是粒子第k-1次迭代所得目標(biāo)函數(shù)值；
[0046] 步驟4-7、判斷哈'e[("是否成立，若是，則返回執(zhí)行步驟4-4,否則執(zhí)行步驟4-8;
[0047] 步驟4-8、調(diào)整變量，令《+1 ，返回執(zhí)行步驟4-6。
[004引本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)：
[0049] 1.本發(fā)明是基于主動(dòng)配電網(wǎng)長(zhǎng)周期經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行基礎(chǔ)上的局部功率協(xié)調(diào)控制系 統(tǒng)，調(diào)節(jié)周期短，既可W對(duì)負(fù)荷變動(dòng)進(jìn)行有效的動(dòng)態(tài)響應(yīng)又可使系統(tǒng)滿足全局優(yōu)化經(jīng)濟(jì)運(yùn) 行；
[0050] 2.本發(fā)明充分考慮了主動(dòng)配電網(wǎng)中的分布式發(fā)電和儲(chǔ)能在負(fù)荷不同情況變動(dòng)下 的協(xié)調(diào)控制策略，可W自適應(yīng)調(diào)節(jié)分布式電源和網(wǎng)側(cè)電源的出力，充分利用分布式電源的 發(fā)電能力使其高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，同時(shí)能合理調(diào)控系統(tǒng)內(nèi)的剩余能量；
[0051] 3.本發(fā)明提出了一種基于目標(biāo)反饋優(yōu)化捜索的快速收斂算法，可W快速精確的求 解分布式電源和網(wǎng)側(cè)電源的對(duì)負(fù)荷變動(dòng)的分擔(dān)比例系數(shù)，實(shí)現(xiàn)局部系統(tǒng)對(duì)負(fù)荷變動(dòng)的快速 響應(yīng)，并保證系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
【附圖說明】
[0052] 圖1為本發(fā)明一種實(shí)施方式的主動(dòng)配電網(wǎng)局部功率協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0053] 圖2為本發(fā)明一種實(shí)施方式的主動(dòng)配電網(wǎng)局部功率協(xié)調(diào)控制方法流程圖；
[0054] 圖3為本發(fā)明一種實(shí)施方式的節(jié)點(diǎn)測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0055] 圖4為本發(fā)明一種實(shí)施方式的基于目標(biāo)反饋優(yōu)化捜索的快速收斂算法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0056] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明一種實(shí)施例做進(jìn)一步說明。
[0057] 本發(fā)明用于主動(dòng)配電網(wǎng)局部系統(tǒng)功率協(xié)調(diào)控制，在長(zhǎng)周期全局系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的基 礎(chǔ)上進(jìn)行短周期功率協(xié)調(diào)控制，對(duì)局部系統(tǒng)計(jì)劃外負(fù)荷導(dǎo)致的功率波動(dòng)問題進(jìn)行協(xié)調(diào)控 制。
[0058] 本發(fā)明實(shí)施例中，如圖1所示，主動(dòng)配電網(wǎng)局部功率協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)包括負(fù)荷信息采 集器、控制目標(biāo)生成器、局部功率協(xié)調(diào)優(yōu)化器和結(jié)果輸出控制器；
[0059] 本發(fā)明實(shí)施例中，負(fù)荷信息采集器:對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)局部系統(tǒng)進(jìn)行周期為10分鐘超 短期負(fù)荷預(yù)測(cè)，然后Wl分鐘為周期對(duì)超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行周期性檢測(cè)，監(jiān)測(cè)局部系統(tǒng) 內(nèi)負(fù)荷的變化情況，更新負(fù)荷數(shù)據(jù)；
[0060] 本發(fā)明實(shí)施例中，控制目標(biāo)生成器:用于根據(jù)輸入的網(wǎng)側(cè)注入局部網(wǎng)絡(luò)的功率、各 分布式電源當(dāng)前輸出功率、網(wǎng)側(cè)發(fā)出單位功率電能造價(jià)、各分布式電源發(fā)出單位功率電能 造價(jià)，儲(chǔ)能設(shè)備的額定容量、各分布式電源的額定容量和負(fù)荷信息采集器發(fā)送的負(fù)載功率， 獲得計(jì)劃外負(fù)載功率和儲(chǔ)能輸出功率，采用構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)和約束條件的方式，描述網(wǎng)側(cè)和 各分布式電源對(duì)計(jì)劃外負(fù)載功率的分擔(dān)比例與總費(fèi)用之間的關(guān)系；
[0061 ]本發(fā)明實(shí)施例中，局部功率協(xié)調(diào)優(yōu)化器：用于根據(jù)控制目標(biāo)生成器構(gòu)建的目標(biāo)函 數(shù)，采用基于目標(biāo)反饋優(yōu)化捜索的快速收斂算法獲得使總費(fèi)用最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的分擔(dān)比例或 使總費(fèi)用最小時(shí)所對(duì)應(yīng)的分擔(dān)比例；
[0062]具體為：局部功率協(xié)調(diào)優(yōu)化器接收到控制目標(biāo)生成器的輸入后，采用一種基于目 標(biāo)反饋優(yōu)化捜索的快速收斂算法計(jì)算網(wǎng)側(cè)和各DG對(duì)計(jì)劃外負(fù)荷的分擔(dān)比例;局部功率協(xié)調(diào) 優(yōu)化器的功率協(xié)調(diào)優(yōu)化原則為根據(jù)對(duì)負(fù)荷變動(dòng)計(jì)算出計(jì)劃外負(fù)荷之后，首先判斷儲(chǔ)能設(shè)備 的充放電是否可W滿足負(fù)荷變動(dòng)，如果儲(chǔ)能設(shè)備足夠調(diào)節(jié)計(jì)劃外負(fù)荷，則首先考慮儲(chǔ)能設(shè) 備平衡負(fù)載，保證網(wǎng)側(cè)及各DG出力不變，如果儲(chǔ)能設(shè)備不足W完成負(fù)荷平衡任務(wù)，則啟動(dòng)優(yōu) 化算法，選擇相應(yīng)的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，根據(jù)網(wǎng)側(cè)和各DG的電能造價(jià)W及各DG的容量裕度計(jì)算 各自對(duì)應(yīng)的對(duì)負(fù)荷的分擔(dān)比例，在保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的情況下使優(yōu)化成本最低或最 局；
[0063] 本發(fā)明實(shí)施例中，結(jié)果輸出控制器：用于根據(jù)獲得的分擔(dān)比例獲得網(wǎng)側(cè)注入局部 系統(tǒng)的功率變化量和各分布式電源的輸出功率變化量，并將變化量發(fā)送至外部的功率分配 器中。
[0064] 具體為:結(jié)果輸出器根據(jù)局部功率協(xié)調(diào)優(yōu)化器的計(jì)算得出的網(wǎng)側(cè)和各DG對(duì)額外負(fù) 荷的承擔(dān)比例，計(jì)算得出網(wǎng)側(cè)出力變化量和各DG出力變化量，然后結(jié)果輸出到外部執(zhí)行器 上，通過執(zhí)行器控制網(wǎng)側(cè)和各DG出力變化，從而實(shí)現(xiàn)局部功率協(xié)調(diào)優(yōu)化;本發(fā)明實(shí)施例中局 部功率協(xié)調(diào)優(yōu)化器采用TMS320F2812型DSP進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；
[0065] 本發(fā)明實(shí)施例中，采用主動(dòng)配電網(wǎng)局部功率協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)進(jìn)行的控制方法，方法 流程圖如圖2所示，包括W下步驟：
[0066] 步驟1、從上層全局優(yōu)化控制中屯、獲取網(wǎng)側(cè)注入局部網(wǎng)絡(luò)的功率Pgrid、各分布式電 源當(dāng)前輸出功率PdGi、網(wǎng)側(cè)發(fā)出單位功率電能造價(jià)Cgrid和各分布式電源發(fā)出單位功率電能 造價(jià)Cdgi,并通過查表的方式獲得儲(chǔ)能設(shè)備的額定容量E及各分布式電源的額定容量Pni,并 將上述數(shù)據(jù)輸入至控制目標(biāo)生成器中；
[0067] 本發(fā)明實(shí)施例中，如圖3所示（圖中Load表示負(fù)載，ESS表示儲(chǔ)能），結(jié)合節(jié)點(diǎn)測(cè)試系 統(tǒng)對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)局部功率協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)說明：
[0068] 上層全局優(yōu)化結(jié)果如表1所示：
[0069] 表1 「00701
[0071] ~網(wǎng)側(cè)及各DG單位功率電能造價(jià)如表2所示:
[0072] 表 2
[0073]
[0074] 各DG額定容量如表3所示：
[00巧]表3
[0076]
[0080] 本發(fā)明實(shí)施例中，儲(chǔ)能額定容量E = 300kW. h，荷電狀態(tài)為70%。
[0081] 步驟2、采用負(fù)荷信息采集器對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)局部系統(tǒng)進(jìn)行超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)并采集， 將該負(fù)載功率Pl發(fā)送至控制目標(biāo)生成器；
[0082] 本發(fā)明實(shí)施例中，某時(shí)刻t負(fù)荷信息采集器檢測(cè)到系統(tǒng)內(nèi)負(fù)荷為PL = 850kW，即節(jié) 點(diǎn)5接入一個(gè)A Pl = 200kW的負(fù)荷；
[0083] 步驟3、控制目標(biāo)生成器根據(jù)步驟1輸入的數(shù)據(jù)和步驟2的負(fù)載功率，獲得計(jì)劃外負(fù) 載功率和儲(chǔ)能輸出功率，并采用構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)和約束條件的方式，描述網(wǎng)側(cè)和各分布式電 源對(duì)計(jì)劃外負(fù)載功率的分擔(dān)比例與總費(fèi)用之間的關(guān)系；
[0084] 本發(fā)明實(shí)施例中，控制目標(biāo)生成器根據(jù)全局優(yōu)化結(jié)果中網(wǎng)側(cè)注入局部網(wǎng)絡(luò)的功率 Pgrid、各DG當(dāng)前輸出功率時(shí)Gi，使之與負(fù)載Pl相減計(jì)算得到計(jì)劃外負(fù)荷A Pl，并根據(jù)查表所得 儲(chǔ)能設(shè)備額定功率E，依據(jù)控制目標(biāo)生成的不等式約束條件計(jì)算得到Pess,然后根據(jù)相應(yīng)的 式子生成目標(biāo)函數(shù)；
[0085] 目標(biāo)函數(shù)具體公式如下：
[0086
[0087] 其中，S表示功率優(yōu)化調(diào)度下的總費(fèi)用;Cgrid表示網(wǎng)側(cè)發(fā)出單位功率電能造價(jià)，Cdgi 表示各分布式電源發(fā)出單位功率電能造價(jià)；A Pl表示計(jì)劃外負(fù)載功率;Pess表示儲(chǔ)能輸出功 率;Pni表示第i臺(tái)分布式電源的額定容量，Pdgi表示第i臺(tái)分布式電源當(dāng)前輸出功率，Qi表示 網(wǎng)側(cè)和各臺(tái)分布式電源分別對(duì)計(jì)劃外負(fù)載功率的分擔(dān)比例，1 = 〇，1-'11，11表示分布式電源 總臺(tái)數(shù);負(fù)載增大時(shí)，APl符號(hào)為正，反之為負(fù);儲(chǔ)能放電時(shí)，扣SS符號(hào)為負(fù)，反之為正；
[0088] 約束條件具體如下：
[0089] 1)等式約束：
[0090；
[0091；
[0092] 其中，Pgrid表示網(wǎng)側(cè)注入主動(dòng)配電網(wǎng)局部系統(tǒng)的電能變化量；
[0093] 2)不等式約束：
[0094] Umin《U《Umax
[0095]
[0096] 時(shí) Gi《PNi
[0097] Pess+《0.2E/A t [009引 Pess-《0.2E/A t
[0099] 其中，I表示某一支路電流值，Imax表示某一支路電流上限值，U表示某一節(jié)點(diǎn)電壓 值，Umax表示某一節(jié)點(diǎn)電壓上限值，Umin表示某一節(jié)點(diǎn)電壓下限值，Pess+表示儲(chǔ)能瞬時(shí)放電速 度，Pess-表示儲(chǔ)能瞬時(shí)充電速度，E表示儲(chǔ)能額定容量；
[0100] 步驟4、采用局部功率協(xié)調(diào)優(yōu)化器根據(jù)目標(biāo)函數(shù)，采用基于目標(biāo)反饋優(yōu)化捜索的快 速收斂算法獲得使總費(fèi)用最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的分擔(dān)比例和使總費(fèi)用最小時(shí)所對(duì)應(yīng)的分擔(dān)比例 QiQ = O，1'?'n);流程圖如圖4所示，具體步驟如下：
[0101] 步驟4-1、初始化變量；
[0102] 具體包括:初始化捜索步長(zhǎng)!〇 = 0.OOl，模仿因子c = 2,隨機(jī)生成參數(shù)0G [0,1]，變 量維數(shù)d = 4，d = n+l，初始化尋優(yōu)變量Xi' = (ai' 0，ai' 1，Qi' 2,? n)，i' = 1，2，3,? ? 10，設(shè)置最大 迭代代數(shù)M=50;
[0103] 步驟4-2、判斷I APlI是否小于等于IPessI，若是，主動(dòng)配電網(wǎng)局部功率無需調(diào)整， 方法結(jié)束;否則，執(zhí)行步驟4-3，
[0104] 步驟4-3、選擇目標(biāo)函數(shù)；
[0105] 具體為:判斷計(jì)劃外負(fù)載功率A Pl與儲(chǔ)能輸出功率Pess之和與0的關(guān)系，若大于0， 則選擇使總費(fèi)用最小的目標(biāo)函數(shù)，若小于0,則選擇使總費(fèi)用最大的目標(biāo)函數(shù)；
[0106] 步驟4-4、將初始化的多組變量Xi' = (Qi'日，Qi' 1，Qi' 2…Qi' n)代入所選擇的目標(biāo)函數(shù) 中，W目標(biāo)函數(shù)為適應(yīng)度函數(shù)，選擇其中適應(yīng)度最大的解作為最優(yōu)解gbest;
[0107] 步驟4-5、判斷相鄰兩次迭代最優(yōu)解是否相同或迭代次數(shù)是否達(dá)到最大迭代次數(shù)， 若是，則停止捜索，輸出最優(yōu)解向量，否則執(zhí)行步驟4-6;
[0108] 步驟4-6、更新捜索步長(zhǎng)和尋優(yōu)向量；
[0109] 具體公式如下：
[0110]
[0111] (2)
[01切其中，6^表示變量Xi<=(Wo，ai/l，ai/2…Wn)中第j個(gè)變量的第k次迭代捜索步長(zhǎng)， 表示變量Xi' = (Qi'日，Qi'1，Qi'2…Qi'n)中第j個(gè)變量的第k+1次迭代捜索步長(zhǎng)，C表示模仿因 子，是非零常數(shù);e為[0，1]之間的隨機(jī)數(shù);4表示粒子的第j個(gè)變量在第k次迭代中的值， xf表示粒子的第j個(gè)變量在第k+1次迭代中的值；S/是粒子第k次迭代所得目標(biāo)函數(shù) 值;S，"是粒子第k-1次迭代所得目標(biāo)函數(shù)值；
[0113] 步驟4-7、判斷否成立，若是，則返回執(zhí)行步驟4-4,否則執(zhí)行步驟4-8;
[0114] 步驟4-8、調(diào)整變量，令/f =〇>618皆1，返回執(zhí)行步驟4-6;
[0115] 本發(fā)明實(shí)施例中，算法滿足終止迭代條件后，輸出最優(yōu)解向量(0.1172,0.2653， 0.2613,0.3664)；
[0116] 步驟5、根據(jù)獲得的分擔(dān)比例，采用結(jié)果輸出控制器獲得網(wǎng)側(cè)注入局部系統(tǒng)的功率 變化量A Pgrid和各分布式電源DG的輸出功率變化量A時(shí)Gi,并將變化量發(fā)送至外部的功率 分配器中。
[0117] 本發(fā)明實(shí)施例中，將最優(yōu)解向量輸入到結(jié)果輸出器進(jìn)行功率分配，最終得到協(xié)調(diào) 優(yōu)化控制結(jié)果，即DGl增加出力37.1他巧，062增加出力36.581(巧，063增加出力51.301(巧，網(wǎng)側(cè) 增加出力16.41KW，運(yùn)樣即可快速是系統(tǒng)有功功率恢復(fù)平衡。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種主動(dòng)配電網(wǎng)局部功率協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括負(fù)荷信息采集器、 控制目標(biāo)生成器、局部功率協(xié)調(diào)優(yōu)化器和結(jié)果輸出控制器，其中， 負(fù)荷信息采集器：用于對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)局部系統(tǒng)進(jìn)行超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)，并采集主動(dòng)配電 網(wǎng)局部系統(tǒng)負(fù)載功率，將該負(fù)載功率發(fā)送至控制目標(biāo)生成器； 控制目標(biāo)生成器：用于根據(jù)輸入的網(wǎng)側(cè)注入局部網(wǎng)絡(luò)的功率、各分布式電源當(dāng)前輸出 功率、網(wǎng)側(cè)發(fā)出單位功率電能造價(jià)、各分布式電源發(fā)出單位功率電能造價(jià)，儲(chǔ)能設(shè)備的額定 容量、各分布式電源的額定容量和負(fù)荷信息采集器發(fā)送的負(fù)載功率，獲得計(jì)劃外負(fù)載功率 和儲(chǔ)能輸出功率，采用構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)和約束條件的方式，描述網(wǎng)側(cè)和各分布式電源對(duì)計(jì)劃 外負(fù)載功率的分擔(dān)比例與總費(fèi)用之間的關(guān)系； 局部功率協(xié)調(diào)優(yōu)化器：用于根據(jù)控制目標(biāo)生成器構(gòu)建的目標(biāo)函數(shù)，采用基于目標(biāo)反饋 優(yōu)化捜索的快速收斂算法獲得使總費(fèi)用最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的分擔(dān)比例或使總費(fèi)用最小時(shí)所對(duì) 應(yīng)的分擔(dān)比例； 結(jié)果輸出控制器：用于根據(jù)獲得的分擔(dān)比例獲得網(wǎng)側(cè)注入局部系統(tǒng)的功率變化量和各 分布式電源的輸出功率變化量，并將變化量發(fā)送至外部的功率分配器中。2. 采用權(quán)利要求1所述的主動(dòng)配電網(wǎng)局部功率協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)進(jìn)行的控制方法，其特征 在于，包括W下步驟： 步驟1、從上層全局優(yōu)化控制中屯、獲取網(wǎng)側(cè)注入局部網(wǎng)絡(luò)的功率、各分布式電源當(dāng)前輸 出功率、網(wǎng)側(cè)發(fā)出單位功率電能造價(jià)和各分布式電源發(fā)出單位功率電能造價(jià)，并通過查表 的方式獲得儲(chǔ)能設(shè)備的額定容量及各分布式電源的額定容量，并將上述數(shù)據(jù)輸入至控制目 標(biāo)生成器中； 步驟2、采用負(fù)荷信息采集器對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)局部系統(tǒng)進(jìn)行超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)并采集，將該 負(fù)載功率發(fā)送至控制目標(biāo)生成器； 步驟3、控制目標(biāo)生成器根據(jù)步驟1輸入的數(shù)據(jù)和步驟2的負(fù)載功率，獲得計(jì)劃外負(fù)載功 率和儲(chǔ)能輸出功率，并采用構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)和約束條件的方式，描述網(wǎng)側(cè)和各分布式電源對(duì) 計(jì)劃外負(fù)載功率的分擔(dān)比例與總費(fèi)用之間的關(guān)系； 步驟4、采用局部功率協(xié)調(diào)優(yōu)化器根據(jù)目標(biāo)函數(shù)，采用基于目標(biāo)反饋優(yōu)化捜索的快速收 斂算法獲得使總費(fèi)用最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的分擔(dān)比例或使總費(fèi)用最小時(shí)所對(duì)應(yīng)的分擔(dān)比例； 步驟5、根據(jù)獲得的分擔(dān)比例，采用結(jié)果輸出控制器獲得網(wǎng)側(cè)注入局部系統(tǒng)的功率變化 量和各分布式電源的輸出功率變化量，并將變化量發(fā)送至外部的功率分配器中。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制方法，其特征在于，步驟2所述的超短期，取值范圍為5~ 15分鐘。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制方法，其特征在于，步驟3所述的采用構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)和約 束條件的方式，描述網(wǎng)側(cè)和各分布式電源對(duì)計(jì)劃外負(fù)載功率的分擔(dān)比例與總費(fèi)用之間的關(guān) 系； 目標(biāo)函數(shù)具體公式如下：其中，S表示功率優(yōu)化調(diào)度下的總費(fèi)用；Cgrid表示網(wǎng)側(cè)發(fā)出單位功率電能造價(jià)，CdGi表示 各分布式電源發(fā)出單位功率電能造價(jià)；A Pl表示計(jì)劃外負(fù)載功率;Pess表示儲(chǔ)能輸出功率； PNi表示第i臺(tái)分布式電源的額定容量，PDGi表示第i臺(tái)分布式電源當(dāng)前輸出功率，Qi表示網(wǎng)側(cè) 和各臺(tái)分布式電源分別對(duì)計(jì)劃外負(fù)載功率的分擔(dān)比例，i = 〇, 1···η，η表示分布式電源總臺(tái) 數(shù);負(fù)載增大時(shí)，APl符號(hào)為正，反之為負(fù);儲(chǔ)能放電時(shí)，扣SS符號(hào)為負(fù)，反之為正； 約束條件具體如下： 1) 等式約束：其中，Pgrid表示網(wǎng)側(cè)注入主動(dòng)配電網(wǎng)局部系統(tǒng)的電能變化量； 2) 不等式約束： Umin 《u《u麗 時(shí)Gi《P化 扣 ss+《0.2E/At 扣 ss-《0.2E/At 其中，I表不某一支路電流值，Imax表不某一支路電流上限值，U表不某一節(jié)點(diǎn)電壓值， Umax表示某一節(jié)點(diǎn)電壓上限值，Umin表示某一節(jié)點(diǎn)電壓下限值，PESS+表示儲(chǔ)能瞬時(shí)放電速度， 扣SS-表示儲(chǔ)能瞬時(shí)充電速度，E表示儲(chǔ)能額定容量。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制方法，其特征在于，步驟4所述的采用局部功率協(xié)調(diào)優(yōu)化 器根據(jù)目標(biāo)函數(shù)，采用基于目標(biāo)反饋優(yōu)化捜索的快速收斂算法獲得使總費(fèi)用最大時(shí)所對(duì)應(yīng) 的分擔(dān)比例或使總費(fèi)用最小時(shí)所對(duì)應(yīng)的分擔(dān)比例，具體步驟如下： 步驟4-1、初始化變量； 具體包括:初始化捜索步長(zhǎng)ro,模仿因子C，隨機(jī)生成參數(shù)β，變量維數(shù)d，d = n+l，初始化 尋優(yōu)變量Xi'=(日i'日，日i'1，日i'2…Qi'η)，i' = 1，2，3· ·'m，設(shè)置最大迭代代數(shù)M; 步驟4-2、判斷計(jì)劃外負(fù)載功率APl的絕對(duì)值是否小于等于儲(chǔ)能輸出功率扣SS的絕對(duì)值， 若是，主動(dòng)配電網(wǎng)局部功率無需調(diào)整，方法結(jié)束;否則，執(zhí)行步驟4-3， 步驟4-3、選擇目標(biāo)函數(shù)； 具體為:判斷計(jì)劃外負(fù)載功率A Pl與儲(chǔ)能輸出功率扣SS之和與0的關(guān)系，若大于0，則選擇 使總費(fèi)用最小的目標(biāo)函數(shù)，若小于0,則選擇使總費(fèi)用最大的目標(biāo)函數(shù)； 步驟4-4、將初始化的多組變量Xi'=(αi'日，αi'l，αi'2…αi'n)代入所選擇的目標(biāo)函數(shù)中，W 目標(biāo)函數(shù)為適應(yīng)度函數(shù)，選擇其中適應(yīng)度最大的解作為最優(yōu)解gbest; 步驟4-5、判斷相鄰兩次迭代最優(yōu)解是否相同或迭代次數(shù)是否達(dá)到最大迭代次數(shù)，若 是，則停止捜索，輸出最優(yōu)解向量，否則執(zhí)行步驟4-6; 步驟4-6、更新捜索步長(zhǎng)和尋優(yōu)向量； 具體公式如下：其中，苗表示變量扣'=(日1'日，日1'1，日1'2...日1'。)中第^'個(gè)變量的第1^次迭代捜索步長(zhǎng)，礦1表 示變量Xi' = (αi'日，αi'l，αi'2…αi'n)中第j個(gè)變量的第k+l次迭代捜索步長(zhǎng)，c表示模仿因子，是 非零常數(shù);β為[〇，1]之間的隨機(jī)數(shù);4表示粒子xi'的第j個(gè)變量在第k次迭代中的值，為+1表 示粒子的第j個(gè)變量在第k+1次迭代中的值；S/是粒子χι<第k次迭代所得目標(biāo)函數(shù)值； 是粒子第k-1次迭代所得目標(biāo)函數(shù)值； 步驟4-7、判斷-《+1 € [OJ]是否成立，若是，則返回執(zhí)行步驟4-4，否則執(zhí)行步驟4-8; 步驟4-8、調(diào)整變量，令/f ，返回執(zhí)行步驟4-6。
【文檔編號(hào)】H02J3/46GK106099912SQ201610444616
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月21日
【發(fā)明人】楊珺, 張化光, 王繼鵬, 王智良, 劉鑫蕊, 孫秋野, 楊東升, 汪剛, 王迎春, 王占山
【申請(qǐng)人】東北大學(xué)