一种直流配电网的运行优化方法和系统与流程

技术特征：
1.一种直流配电网的运行优化方法，其特征在于，所述方法包括：获取优化周期各时刻与各送端换流站连接的光伏模块的预测出力和优化周期各时刻各受端换流站处的负荷需求；将所述预测出力和所述负荷需求代入预先建立的运行优化模型中，求解所述运行优化模型，得到优化周期各时刻优化变量的最优值；其中，所述优化变量包括：与各送端换流站连接的光伏模块的配置容量、与各送端换流站连接的光伏模块的出力、与各送端换流站连接的储能模块的运行功率、与各受端换流站连接的储能模块的运行功率和各受端换流站提供给负荷的有功功率；所述预先建立的运行优化模型是以受端换流站的下线功率之和最大为目标构建的。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述受端换流站的下线功率为受端换流站提供给负荷的有功功率以及受端换流站提供给与其连接的储能模块的有功功率的加和。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按下式确定所述预先建立的运行优化模型的目标函数：式中，f为预先建立的运行优化模型的目标函数值，为优化周期第t个时刻直流配网中受端换流站d的下线功率，d∈i
out
，i
out
为直流配网中全部受端换流站构成的集合，t∈(1～t)，t为优化周期中包括的时刻总数。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预先建立的运行优化模型的目标函数的约束条件，包括：电力平衡约束条件、换流站容量约束条件、光伏模块发电约束条件、储能模块运行约束条件、负荷约束条件和输出功率约束条件。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，按下式确定电力平衡约束条件：式中，为优化周期第t个时刻直流配网中送端换流站a的上线功率，l
στ
为直流配网中换流站σ与换流站τ之间的输电线路，ε
lστ
(t)为优化周期第t个时刻直流配网中换流站σ与换流站τ之间的输电线路上的功率损耗，i
b
→
a
(t)为优化周期第t个时刻换流站b提供给送端换流站a的有功功率，i
a
→
c
(t)为优化周期第t个时刻送端换流站a提供给换流站c的有功功率，b∈j
a,in
(t)，j
a,in
(t)为与送端换流站a连接且优化周期第t个时刻向送端换流站a提供有功功率的所有换流站的集合，c∈j
a,out
(t)，j
a,out
(t)为与送端换流站a连接且优化周期第t
个时刻由送端换流站a提供有功功率的所有换流站的集合，为优化周期第t个时刻与送端换流站a连接的光伏模块提供给送端换流站a的有功功率，为优化周期第t个时刻与送端换流站a连接的储能模块提供给送端换流站a的有功功率，i
d
→
e
(t)为优化周期第t个时刻受端换流站d提供给换流站e的有功功率，i
f
→
d
(t)为优化周期中第t个时刻换流站f提供给受端换流站d的有功功率，f∈j
d,in
(t)，j
d,in
(t)为与受端换流站d连接且优化周期第t个时刻向受端换流站d提供有功功率的所有换流站的集合，e∈j
d,out
(t)，j
d,out
(t)为与受端换流站d连接且优化周期第t个时刻由受端换流站d提供有功功率的所有换流站的集合，为优化周期第t个时刻受端换流站d提供给负荷的有功功率，为优化周期第t个时刻受端换流站d提供给与其连接的储能模块的有功功率，σ,τ∈i
in
∪i
out
，a∈i
in
，i
in
为直流配网中全部送端换流站构成的集合，l
στ
∈l
pd
，l
pd
为直流配网中输电线路的集合；其中，换流站σ、换流站τ、换流站b、换流站c、换流站e、换流站f为受端换流站或者送端换流站；按下式确定换流站容量约束条件：式中，为送端换流站a的最大换流容量，为受端换流站d的最大换流容量；按下式确定光伏模块发电约束条件：式中，为优化周期第t个时刻与送端换流站a连接的光伏模块的出力，为与送端换流站a连接的光伏模块的配置容量，为优化周期第t个时刻与送端换流站a连接的光伏模块的预测出力归一化值，β为光伏模块的弃电率，为优化周期第t个时刻由与送端换流站a连接的光伏模块提供给与送端换流站a连接的储能模块的有功功率；按下式确定储能模块运行约束条件：
式中，为与换流站σ连接的储能模块的放电功率下限值，为优化周期第t个时刻与换流站σ连接的储能模块的放电功率，为与换流站σ连接的储能模块的放电功率上限值，为与换流站σ连接的储能模块的充电功率下限值，为优化周期第t个时刻与换流站σ连接的储能模块的充电功率，为与换流站σ连接的储能模块的充电功率上限值，n为储能模块的年利用率，为优化周期第t个时刻与换流站σ连接的储能模块的运行功率，x
σ
(t)为优化周期第t个时刻与换流站σ连接的储能模块的放电系数，y
σ
(t)为优化周期第t个时刻与换流站σ连接的储能模块的充电系数；其中，当与换流站σ连接的储能模块放电时x
σ
(t)＝1，否则x
σ
(t)＝0；当与换流站σ连接的储能模块充电时y
σ
(t)＝1，否则y
σ
(t)＝0；按下式确定负荷约束条件：式中，为优化周期第t个时刻与受端换流站d连接的储能模块提供给负荷的有功功率，为优化周期第t个时刻受端换流站d处的负荷需求归一化值，为优化周期第t个时刻受端换流站d处的负荷需求最大允许值，为优化周期第t个时刻受端换流站d处的负荷供给向上偏差值，为优化周期第t个时刻受端换流站d处的负荷供给向下偏差值，ε为最大允许偏差率；按下式确定输出功率约束条件：
式中，p
n-1
(t)为优化周期第t个时刻只有n-1个送端换流站正常工作的直流配电网的输送功率，n为直流配电网中包括的送端换流站的总数。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，按下式确定6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，按下式确定式中，为优化周期第t个时刻直流配网中换流站σ与换流站τ之间的输电线路的电压，ρ为导线材料的电阻率，s为导线材料的额定截面积，l
σ,τ
为直流配网中换流站σ与换流站τ之间的输电线路的长度。7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预先建立的运行优化模型的目标函数的约束条件，还包括：输电线路损耗约束条件和输电线路容量约束条件。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，按下式确定输电线路损耗约束条件：式中，i
σ
→
τ
(t)为优化周期第t个时刻换流站σ提供给换流站τ的有功功率，为优化周期第t个时刻换流站τ接收到由换流站σ提供的有功功率，i
τ
→
σ
(t)为优化周期第t个时刻换流站τ提供给换流站σ的有功功率，为优化周期第t个时刻换流站σ接收到由换流站τ提供的有功功率；按下式确定输电线路容量约束条件：式中，i
στ
(t)为优化周期第t个时刻直流配网中换流站σ与换流站τ之间的输电线路上传输的有功功率，为直流配网换流站σ与换流站τ之间的输电线路的最大传输容量。9.一种直流配电网的运行优化系统，其特征在于，所述系统包括：获取模块，用于获取优化周期各时刻与各送端换流站连接的光伏模块的预测出力和优化周期各时刻各受端换流站处的负荷需求；优化求解模块，用于将所述预测出力和所述负荷需求代入预先建立的运行优化模型中，求解所述运行优化模型，得到优化周期各时刻优化变量的最优值；其中，所述优化变量包括：与各送端换流站连接的光伏模块的配置容量、与各送端换流站连接的光伏模块的出力、与各送端换流站连接的储能模块的运行功率、与各受端换流站连接的储能模块的运行功率和各受端换流站提供给负荷的有功功率；所述预先建立的运行优化模型是以受端换流站的下线功率之和最大为目标构建的。10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述受端换流站的下线功率为受端换流站提供给负荷的有功功率以及受端换流站提供给与其连接的储能模块的有功功率的加和。

技术总结
本发明涉及一种直流配电网的运行优化方法和系统，包括：获取优化周期各时刻与各送端换流站连接的光伏模块的预测出力和优化周期各时刻各受端换流站处的负荷需求；将所述预测出力和所述负荷需求代入预先建立的运行优化模型中，求解所述运行优化模型，得到优化周期各时刻优化变量的最优值。本发明综合考虑柔性直流中各个换流站、输电线路、光伏模块以及储能模块的运行对运行优化的影响，使得运行优化的结果更为贴合实际，优化结果更为科学，最大程度发挥光伏模块作用和柔性直流系统的输送能力。能力。能力。


技术研发人员：李琰 迟永宁 刘宏志 范译文
受保护的技术使用者：国家电网有限公司 国网湖北省电力有限公司
技术研发日：2021.01.05
技术公布日：2022/7/9