一种考虑源荷响应特性的分布式电源并网方法与流程

技术特征：
1.一种考虑源荷响应特性的分布式电源并网方法，其特征是，它包括以下步骤：1)建立源荷侧响应资源模型源荷侧可响应资源能够通过自身运行工况的转换适应电网需求，缓解因分布式电源及负荷侧波动产生的供需矛盾，可响应资源包括电源侧受电网调控的抽水蓄能电站、负荷侧受控响应负荷及根据分时电价自主转移的主动响应负荷；(1.1)抽水蓄能电站抽水蓄能电站是一种同时承担发电/用电作用的电源侧资源，能够根据电网需求转换自身供电/抽蓄运行状态，提升电网消纳波动性风光新能源能力，改善电网的调节能力，其作为受电网调控资源经济模型如下，式中，w
ps
为抽水蓄能电站运行费用；ε
x
为抽蓄电站处于抽蓄工控时用电电价，ε
f
为抽蓄电站处于供电工况时向电网供电电价，ε
h
为抽蓄电站供电/抽蓄运行时单位功率运维成本；为电站t时段抽蓄运行耗费功率，为电站t时段供电运行所发功率；(1.2)负荷侧响应资源电网中负荷通过灵活调整自身用电状态参与电网调节，其调整形式有平移、转移和削减三种，考虑负荷侧资源受控响应，根据分时电价自主转移其中两种参与方式，建立响应模型，其中受控响应负荷调控成本与调控容量、调整时段负荷量与新能源发电量差值相关；(a)可平移负荷可平移负荷能将部分负荷整段平移至其他时段，对应于工业生产过程中长时间运行设备的受控启停调整及民用洗衣机、加热型家用电器长时间运行用电负荷，其响应特性为(2)式：式中，w
shift
为可平移负荷响应成本；ε
dshift
为受控响应负荷单位功率进行平移调整价格，为t时段分时电价；λ为调整时段负荷量与新能源发电量差值补偿系数；为第i种受控响应负荷在t时段参与平移的功率，p
il
为t时段负荷总量，p
isr
为t时段新能源发电量，p
izshift
为用户主动响应负荷t时段平移负荷功率；n
dshift
、n
zshift
为受控、主动响应可平移负荷数量；(b)可转移负荷可转移负荷的调节区间与平移负荷的调节区间相比更大，可以将自身部分负荷分时、分段地转移，实现在可分配时段内的灵活分配，对应于工业制冷/制热设备及民用空调此种无固定用电设定的灵活负荷，其响应特性表述为(3)式：式中，w
trans
为可转移负荷响应成本；ε
dtrans
为受控响应负荷单位功率进行转移调整价格；为第i种受控响应负荷在t时段参与转移的功率，为用户主动响应负荷t时
段平移负荷功率；n
dtrans
、n
ztrans
为受控、主动响应可转移负荷数；(c)可削减负荷可削减负荷调控方式为在用电高峰期按电网需求削减负荷，对应于工业生产中的甩负荷及居民生活中部分生活负荷，其响应特性表述为(4)式：式中，w
re
为可削减负荷响应成本；ε
dre
为受控响应负荷单位功率进行削减调整价格；p
idre
为第i种受控响应负荷在t时段参与削减的功率，p
izre
为用户主动响应负荷t时段削减负荷功率；n
dre
、n
zre
为受控、主动响应可削减负荷数量；2)建立分层式规划-运行模型考虑电网中源荷侧资源参与电网运行，构建分层式优化模型，上层为源荷侧资源规划问题，由网损灵敏度决定源侧分布式电源、抽水蓄能电站接入位置，由节点负荷类型、负荷大小、负荷可控化改造成本规划可响应负荷位置及容量，下层模型在规划层基础上，协调源荷侧资源运行，考虑优化方案在多指标上的综合效益；(2.1)上层源荷侧资源规划(d)源侧资源接入网损有功网损灵敏度表示电网中节点负荷所引起有功损耗的大小，若该节点接有负荷，则该节点对网络损耗影响程度大；反之，若该节点属于联络节点，无负荷功率流出，则该节点有功网损灵敏度为零，通过对各节点有功网损灵敏度的计算，有效的反映出节点功率波动时对整个网络潮流及损耗的影响情况，灵敏度指标为(5)式：式中，p
i
、q
i
为i节点的负荷有功、无功功率；∑r
si
、∑x
si
为根节点s至节点i的等值电阻和电抗，分布式电源及抽蓄在接入电网中等效为负的负荷，能够降低节点负荷值，起到改善网损作用；(e)荷侧资源可控化改造成本将荷侧部分负荷改造为可控负荷，将投资成本等值计算为各年度成本，再将各类调控负荷投资成本等年值进行累加，统一为相同规划周期下的投资成本，年值进行累加，统一为相同规划周期下的投资成本，年值进行累加，统一为相同规划周期下的投资成本，式中，v为受控响应负荷改造数量；c
li
为负荷改造成为受电网调控负荷的单位容量成本；d
liq
为第q种受控响应负荷改造容量；u
lt
为现值转化因子；y为等年值转化系数；r为利率；l
q
为第q种设备的寿命；
(2.2)下层源荷侧资源协调效益综合考虑源荷侧资源响应特性，通过电网调控及电价引导从而使得各类资源能够在响应范围内做出灵活的调整，在此阶段以经济运行成本、新能源消纳率、电压稳定性及峰谷差率为评价指标，采用多目标优化求解方式对源荷侧资源参与电网调控效果进行评估；(f)经济运行成本r1＝w
ps
w
shift
w
trans
w
re
w
grid
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)式中，w
grid
为用户购电成本；(g)新能源消纳率式中，p
tdr
为t时段电网的新能源弃电量；(h)电压稳定性指标式中，u
i,t
为节点i在t时刻的电压值；u
i,n
为节点i额定电压；n为配电网总节点个数；(j)峰谷差率式中，p’max
、p’min
为经优化后的负荷峰值、谷值，p
loadmax
为当日负荷最大值；利用融合多策略改进的粒子群算法进行多目标求解，形成源-荷优化配置方案，分析各方案综合效益指标，为源荷侧资源参与分布式电源并网提供辅助决策；3)建立分层式规划-运行模型优化过程中需要考虑源荷侧资源参与电网调控时不同的运行特性，且方案求解需要考虑在经济、稳定、风光使用及削峰填谷等方面的效果，因而该过程是一个多目标、多维度的优化问题，随着各类资源调控时段的细化，参与调控资源及运行场景的增多，需要在保持所需解的多样性的同时仍具有较高的求解效率，采用融合多策略改进的粒子群算法进行求解；在基本粒子群算法的基础上，采用累积快速非支配排序策略、动态优秀因子遗传策略、临近因子比较策略及概率控制方法：
①
累积快速非支配排序策略在每一次迭代中比较各运行方案对应的适应度函数运行结果，依照支配、从属关系对代表各方案的粒子进行层次划分及次序排布；
②
动态优秀因子遗传策略在计算过程中根据支配策略所得前沿解集结果，根据排序靠前层次、次序分布，动态的选择表现优秀的运行方案，不再对需延续到下一次迭代的样本数量进行固定，在迭代过程中保留优秀运行方案的多样性；
③
临近因子比较策略
在同一次迭代过程中，比较代表各方案的同级临近因子各评价指标，剔除其中差异度小于5％的粒子，保证同一层中的各因子之间有明显差异性；
④
概率控制策略由非支配排序所产生的劣解因子，引入概率控制策略将劣解因子进行变异，作为良好粒子的部分补充延续到下一次迭代中，保留其多样性，同时随着迭代次数的增加，变异概率也从高到低缩小。

技术总结
本发明是一种考虑源荷响应特性的分布式电源并网方法，其特点是，包括：对源荷侧资源进行分类，根据其响应特性构建源/荷侧资源参与电网运行的经济模型，采用分层式优化方法对分布式电源并网问题进行研究。在规划层依据网损灵敏度确定源侧分布式电源与抽蓄接入位置，并考虑经济成本确定荷侧受控响应负荷容量，运行层按照各类资源响应容量划分不同场景，考虑源荷侧资源协同作用，分析电网在经济运行、新能源消纳、电压稳定性及削峰填谷方面的效果。结合某区域实际电网进行仿真分析及验证，具有科学合理，计算快速、准确，高效实用等优点。高效实用等优点。高效实用等优点。


技术研发人员：罗远翔 潘超 关明 李鑫明 王宇航 范立东
受保护的技术使用者：东北电力大学
技术研发日：2021.12.17
技术公布日：2022/3/22