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一种基于最优潮流的微电网等值建模方法 

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申请/专利权人:国网湖北省电力有限公司经济技术研究院;武汉大学

摘要:一种基于最优潮流的微电网等值建模方法,其先根据微电网内负荷和电源的历史运行参数预测下一日的负荷、风电和光伏出力,再基于负荷、风电和光伏预测的误差建立源侧的不确定概率分布模型,并利用蒙特卡洛方法对不确定模型多次抽样以生成多种运行场景,然后利用微电网内潮流优化模型对多种运行场景优化求解,得到各运行场景下微电网联络线上的潮流波动曲线,随后将潮流波动曲线数据拟合得到一条联络线功率波动曲线,最后将波动曲线上下平移,使通过平移形成的运行区域覆盖99%以上的运行点,该平移区域即为微电网的等值模型。该方法适用于多微电网之间的协同调控、微电网与配电网之间的调度、微电网的日前‑日内经济性优化。

主权项:1.一种基于最优潮流的微电网等值建模方法,其特征在于:所述建模方法依次包括以下步骤:步骤A、根据微电网内负荷和电源的历史运行参数对下一日的负荷、风电和光伏出力进行预测;步骤B、先基于负荷、风电和光伏预测的误差建立源侧的不确定概率分布模型,然后利用蒙特卡洛方法对不确定概率分布模型进行多次抽样以生成微电网内的多种运行场景;步骤C、利用建立的微电网内潮流优化模型分别对生成的多种运行场景进行优化求解,得到各运行场景下微电网联络线上的潮流波动曲线,其中,所述微电网内潮流优化模型以微电网的运行成本最低为目标函数: 上式中,ct,buy、ct,sell分别为t时刻微电网向配电网购电、售电的单价,Pt,buy、Pt,sell分别为t时刻微电网向配电网购电、售电的功率,且Pt,buy·Pt,sell=0,NM、NDS分别为微电网内可控机组、储能电池的数量,分别为t时刻第i个可控机组、第i个储能电池的出力功率,cfuel,t,i为t时刻第i个可控机组的单位燃料成本,cM,i、cE,i分别为第i个可控机组等效的维护、环境成本,cDS,i、cd,i分别为第i个储能电池的维护、折旧成本,LM为各可控机组的单位燃料成本二次曲线进行分段线性化后的分段线数量,为t时刻第i个可控机组的出力功率在第k个分段线上的取值,为第i个可控机组第k个分段线的斜率,为第i个可控机组第1个分段线上的最小单位燃料成本,为t时刻第i个可控机组的出力功率在第k个分段线的0-1状态变量,若t时刻第i个可控机组的出力功率值位于第k个分段线区域,则若不在,则为第i个可控机组第k个分段线上的最小出力功率;微电网内潮流优化模型的约束条件包括:微电网的潮流平衡约束: 上式中,PtWT、PtPV、分别为t时刻风电、光伏、负荷的有功功率;分布式电源出力约束: 上式中,分别为t时刻的风电、光伏出力预测值;储能电池约束: 上式中,分别为t时刻第i个储能电池的放电、充电功率,分别为第i个储能电池放电、充电功率的上限值,为t时刻第i个储能电池的放电、充电功率之和,Et,i、SOCt,i分别为t时刻第i个储能电池的储存能量和荷电量,Ei,max为第i个储能电池的储存容量额定值,SOCi,min、SOCi,max分别为第i个储能电池充放电过程中荷电量的下限值、上限值,Δt为相邻时刻的间隔时间,SOCi,t=0、SOCt,t=T分别为第i个储能电池日前时刻、日内最后一个时刻的荷电量,T为总时刻数,ηd、ηc分别为储能电池的放电、充电效率,分别为t时刻第i个储能电池的放电、充电0-1状态变量,表示t时刻第i个储能电池放电,表示t时刻第i个储能电池充电,Nlimit为充放电状态改变次数的上限值;可控机组出力约束: 上式中,分别为第i个可控机组出力的下限、上限值,分别为第i个可控机组的最大向下爬坡速率和最大向上爬坡速率;联络线功率容量约束: Pt,buy-Pt,sell=PtLine上式中,为联络线能传输的最大有功功率,PtLine为t时刻联络线上流入微电网的功率;所述优化求解是指微电网内潮流优化模型通过储能、可控机组和分时电价的进行调控,得到微电网联络线上的潮流波动曲线fPLine:fPLine=fcorfPDESS,fPM,fPL,fPPV,fPWT,fct上式中,fcor为微电网内潮流优化模型,fPDESS、fPM、fPL、fPPV、fPWT、fct分别为储能电池、电价、可控机组、光伏出力、风电出力和负荷出力模型;步骤D、先将各运行场景下微电网联络线上的潮流波动曲线进行数据拟合得到一条联络线功率波动曲线,然后将该波动曲线上下平移,使通过平移形成的运行区域覆盖99%以上的运行点,该波动曲线和运行区域的上下边界即为微电网的等值模型。

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