本發(fā)明涉及電氣工程，更具體地說，涉及一種高分布式光伏滲透率下優(yōu)化有源配電網(wǎng)運(yùn)行的連續(xù)時(shí)間方法。

背景技術(shù)：

1、有源配電網(wǎng)(active?distribution?network,adn)，作為新型電力系統(tǒng)的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)“30-60”目標(biāo)的重要一環(huán)。有源配電網(wǎng)改變了傳統(tǒng)的被動(dòng)配電網(wǎng)只接入各類型負(fù)荷的狀況，其中包含大量配電網(wǎng)絡(luò)中滲透率日益增長(zhǎng)的分布式能源(distributedenergy?resource,der)。同時(shí)，大量der的并網(wǎng)改變了adn和上級(jí)電網(wǎng)的公共耦合點(diǎn)(pointof?common?coupling,pcc)處原有的單向潮流，繼而出現(xiàn)雙向潮流。具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2、在各類der中，光伏以其清潔無污染的特性而受到青睞。隨著光伏技術(shù)的進(jìn)步，直接并網(wǎng)的分布式光伏得到了快速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)2021年分布式光伏新增裝機(jī)量已超過集中式光伏。然而，高比例分布式光伏滲透也帶來了許多問題，主要是因?yàn)榉植际焦夥墉h(huán)境影響顯著，功率波動(dòng)量大，為adn引入了動(dòng)態(tài)特性。

3、為了解決分布式光伏波動(dòng)的問題，一些研究提倡應(yīng)用儲(chǔ)能系統(tǒng)(energy?storagesystem，ess)以幫助提高分布式能源系統(tǒng)的效率和可靠性。然而需要指出的是，日內(nèi)不同時(shí)間分布式光伏的影響是不同的，在晴朗的白天主要體現(xiàn)為調(diào)度時(shí)段內(nèi)的功率波動(dòng)，入夜后無光伏發(fā)電，給adn帶來供電的壓力。因此需要將功率型儲(chǔ)能和能量型儲(chǔ)能組合成混合儲(chǔ)能系統(tǒng)(hybrid?energy?storage?system,hess)參與adn運(yùn)行。

4、另一些研究表明，當(dāng)大量分布式光伏集成到adn中時(shí)，會(huì)顯著增加其動(dòng)態(tài)特性，進(jìn)而導(dǎo)致其對(duì)電力系統(tǒng)的影響變得越來越復(fù)雜。在傳統(tǒng)離散時(shí)間調(diào)度方法中，假定每個(gè)時(shí)段的功率都對(duì)應(yīng)于一個(gè)確定值，功率曲線建模為圖3中的階梯曲線。可以看到，階梯曲線對(duì)實(shí)際功率曲線的擬合程度較低，只在時(shí)段交界處有功率的跳變，而分布式光伏帶來的動(dòng)態(tài)特性主要體現(xiàn)為時(shí)段內(nèi)的功率變化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種高分布式光伏滲透率下優(yōu)化有源配電網(wǎng)運(yùn)行的連續(xù)時(shí)間方法，其能夠充分利用混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的性能并降低有源配電網(wǎng)運(yùn)行成本，具有準(zhǔn)確度高，適合經(jīng)濟(jì)調(diào)度的特點(diǎn)。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種高分布式光伏滲透率下優(yōu)化有源配電網(wǎng)運(yùn)行的連續(xù)時(shí)間方法，包括以下步驟：

3、s1、獲取有源配電網(wǎng)中所有決策變量ψd及約束eψd≤f，并以功率型儲(chǔ)能和能量型儲(chǔ)能結(jié)合為混合儲(chǔ)能系統(tǒng)；

4、s2、劃定調(diào)度時(shí)段，并基于四次伯恩斯坦插值將有源配電網(wǎng)中各組分的各時(shí)段的出力建模為曲線c(t)(t∈[0,1])并根據(jù)調(diào)度時(shí)段分段，儲(chǔ)能單元的儲(chǔ)能量e則基于五次伯恩斯坦插值建模；

5、s3、cb＝[cb0,cb1,cb2,cb3]為各時(shí)段內(nèi)曲線c(t)的插值組成的向量，根據(jù)曲線c(t)首尾兩端的功率值c(0),c(1)和斜率c′(0),c′(1)計(jì)算得cb；

6、s4、得到對(duì)插值的約束ebcb≤fb，得到連續(xù)時(shí)間的有源配電網(wǎng)模型并求解。

7、按上述方案，所述步驟s1中，有源配電網(wǎng)通過公共耦合點(diǎn)與上級(jí)電網(wǎng)相連，決策變量ψd及約束eψd≤f基于離散時(shí)間的adn建模，合儲(chǔ)能系統(tǒng)由飛輪儲(chǔ)能和全釩液流電池組合而成；

8、有源配電網(wǎng)的約束eψd≤f包括機(jī)組的出力約束，爬坡約束和啟停約束，儲(chǔ)能單元充放電約束和儲(chǔ)能量約束，分布式光伏棄光約束；傳輸線潮流約束，上級(jí)電網(wǎng)購電約束和功率平衡約束。

9、按上述方案，所有決策變量和預(yù)測(cè)曲線都被建模為連續(xù)時(shí)間曲線c(t)，且為貝塞爾曲線。

10、按上述方案，所述步驟s2中，每條曲線c(t)都是分段曲線，基于調(diào)度時(shí)段分段到每個(gè)調(diào)度時(shí)段t∈[0,1]上。

11、曲線c(t)的插值向量基于四次伯恩斯坦插值得到，cb＝[cb0,cb1,cb2,cb3]，其中cbi(i＝0,1,2，3)為插值。

12、曲線c(t)在每個(gè)時(shí)段t∈[0,1]內(nèi)由其控制點(diǎn)集唯一確定，曲線c(t)的控制點(diǎn)與其插值向量cb＝[cb0,cb1,cb2,cb3]一一對(duì)應(yīng)，控制點(diǎn)分別為：

13、

14、時(shí)段t∈[0,1]內(nèi)的曲線的解析式由其插值向量cb按下式唯一確定：

15、

16、各插值由時(shí)段t∈[0,1]內(nèi)曲線c(t)的首尾兩端的值c(0),c(1)和斜率c'(0)，c'(1)計(jì)算得到：

17、

18、c(t)在t∈[0,1]上積分后與時(shí)間t無關(guān)，只與插值向量cb有關(guān)：

19、

20、曲線c(t)的微分曲線c'(t)對(duì)應(yīng)降一階后的伯恩斯坦插值：

21、

22、

23、若曲線c(t)恒等于0，則其插值也都必為0：

24、

25、若曲線c(t)恒小于某一正常數(shù)α，則插值也恒小于α：

26、

27、除了儲(chǔ)能量之外的所有決策變量ψd，其對(duì)應(yīng)的曲線均對(duì)應(yīng)四次伯恩斯坦插值系數(shù)向量(·)b，儲(chǔ)能單元的儲(chǔ)能量則基于五次伯恩斯坦插值建模eb；

28、與混合儲(chǔ)能系統(tǒng)相關(guān)的決策變量為儲(chǔ)能充/放電功率pchb/pdisb，儲(chǔ)能充/放電狀態(tài)儲(chǔ)能量eb；其他參數(shù)為儲(chǔ)能充/放電功率上下限pch/pdis，儲(chǔ)能充/放電效率ηch/ηdis，儲(chǔ)能量上限emax；

29、其余所有決策變量對(duì)應(yīng)的插值系數(shù)向量為機(jī)組出力值pgb，機(jī)組啟停狀態(tài)光伏出力值ppvb，棄光量ppvdb，傳輸線送電量plb，購電量pexb；其他參數(shù)為機(jī)組上爬/下爬速率rup/rlow，機(jī)組運(yùn)行費(fèi)用系數(shù)α，機(jī)組啟停費(fèi)用系數(shù)β，電價(jià)γ，傳輸線容量plmax，購售電容量上限pmax；

30、所有(·)b均遵守所有上述關(guān)于插值向量cb的性質(zhì)；

31、所有的連續(xù)時(shí)間模型的約束即是按照式(3)-(8)所述的各項(xiàng)性質(zhì)得到的對(duì)各插值向量(·)b的約束，各曲線可根據(jù)式(1)-(2)計(jì)算得到其解析式。

32、按上述方案，所述混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行約束如下：

33、

34、其中，式(9)-(10)為五次伯恩斯坦插值對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)能量曲線表達(dá)式；式(11)-(12)為保證儲(chǔ)能量eb對(duì)應(yīng)的曲線首尾平滑連續(xù)相接的一階連續(xù)約束。式(13)-(14)為充放電約束；式(15)-(16)為儲(chǔ)能量約束。

35、按上述方案，所述步驟s4中，有源配電網(wǎng)的運(yùn)行約束如下：

36、

37、其中，式(18)為整體模型的優(yōu)化目標(biāo)；式(19)-(21)為機(jī)組運(yùn)行費(fèi)用，環(huán)形微電網(wǎng)購電費(fèi)用，光伏棄光懲罰；式(22)為功率平衡約束；式(23)-(24)為機(jī)組的出力約束和爬坡約束；式(25)為轉(zhuǎn)化后的上級(jí)電網(wǎng)購售電約束；式(26)為傳輸線潮流約束；式(27)-(29)為分布式光伏棄光約束；式(30)-(31)為保證曲線首尾平滑連續(xù)相接的一階連續(xù)約束。

38、實(shí)施本發(fā)明的高分布式光伏滲透率下優(yōu)化有源配電網(wǎng)運(yùn)行的連續(xù)時(shí)間方法，具有以下有益效果：

39、1、本發(fā)明可以充分發(fā)揮混合儲(chǔ)能在功率密度和能量密度方面的優(yōu)勢(shì)，以應(yīng)對(duì)白天分布式光伏的波動(dòng)和夜間增加的負(fù)荷，適用于多能互補(bǔ)；

40、2、本發(fā)明提供了一個(gè)有源配電網(wǎng)的連續(xù)時(shí)間模型，可以充分表征有源配電網(wǎng)內(nèi)der的次小時(shí)尺度的功率波動(dòng)情況，適合參與電力市場(chǎng)和經(jīng)濟(jì)調(diào)度。