一种计及需求响应的配电网SOP调控方法、装置、终端设备及存储介质与流程

    技术2025-04-14  8


    本发明涉及配电网调控,尤其涉及一种计及需求响应的配电网sop调控方法、装置、终端设备及存储介质。


    背景技术:

    1、在sop直流环节接入储能装置的sop即为e-sop(sop wi th energy storage),在直流环节接入储能装置后,e-sop能够通过控制两侧馈线的功率交换来影响或改变整个配电网中的负荷分布,使配电网的运行调度更加“柔性”。

    2、随着分布式能源在配电网系统中的应用越来越广泛,其间歇性和随机性的特点给配电网系统带来电压越限和损耗成本增加等问题,已经影响到配电网的安全稳定运行了。因此,如何降低配电网损耗,减少配电网的电压偏差成了人们研究的热点。e-sop作为一种集成智能软开关和储能装置的新型电力电子装置,既能够进行削峰填谷,又能够实现对配电网有功/无功功率的连续调节,可以根据配电网的实时运行状态进行灵活调整。在现有基于e-sop对配电网运行进行调控的方案中,仅考虑了电压调节和系统损耗,未计及需求响应,使得调控效果较差,因此,亟需一种考虑需求响应的调控方法,进一步优化配电网中sop的调控效果,降低配电网运行总成本。


    技术实现思路

    1、本发明实施例提供一种计及需求响应的配电网sop调控方法、装置、终端设备及存储介质,能降低配电网系统运行总成本。

    2、本发明一实施例提供一种计及需求响应的配电网sop调控方法,包括:

    3、获取配电网的基础数据;其中,所述基础数据包括:各分支线路电阻、负荷类型数量、分支线路集合、节点电压上限、节点电压下限、支路电流上限、各分支线路的电抗值、各时刻各节点可再生能源的有功功率、各时刻e-sop注入各节点的有功功率、各时刻各节点负荷消纳相关的有功功率、各时刻各节点可再生能源的无功功率、各时刻e-sop注入各节点的无功功率、各时刻各节点负荷消纳相关的无功功率、各时刻各节点注入ess的有功功率、各分支线路单侧e-sop容量、各分支线路单侧ess容量、各分支线路dc转换器容量、ess荷电系数上限、ess荷电系数下限、e-sop单位配置容量、转换器单位配置容量和ess单位配置容量;

    4、根据所述基础数据,以配电网系统运行损耗、需求响应成本、弃风弃光的惩罚成本和电压越限的惩罚成本综合最小为目标,构建sop调控模型的目标函数;并基于所述基础数据构建所述目标函数的配电网潮流约束、运行安全约束、e-sop运行约束以及e-sop容量配置约束;

    5、在所述配电网潮流约束、运行安全约束、e-sop运行约束以及e-sop容量配置约束的约束下,对所述目标函数进行求解,生成配电网系统运行损耗、需求响应成本、弃风弃光的惩罚成本和电压越限的惩罚成本综合最小时,各时刻各分支线路的电流和各节点电压;

    6、根据各时刻各分支线路的电流和各节点电压对配电网中sop进行调控。

    7、进一步地,所述目标函数,包括:

    8、

    9、

    10、

    11、

    12、

    13、其中,closs为配电网系统的运行损耗成本;γ为正则化系数;h为第k节点的准线荷预测负荷曲线的相似度;cdis为弃光弃风的惩罚成本;cv为电压越限的惩罚成本;为功率损耗成本;iij,t为在时刻t流过分支线路ij的电流;rij是分支线路ij的电阻;lk,t为第k个可调负荷在t时段的负荷形状曲线;pk,t为第k个负荷需求响应前的负荷曲线;cr为新能源弃电惩罚系数;cw,dis为弃风惩罚系数;为t时刻的风电出力;cpv,dis为弃光惩罚系数;为t时刻的光伏出力;cv为电压越限惩罚系数;nd为负荷类型数量;t为总时段数;vk为节点电压;为最小节点电压;为最大节点电压;ωa为分支线路ij的集合。

    14、进一步地,

    15、

    16、

    17、

    18、

    19、

    20、

    21、其中,iij,t为在时刻t流过分支线路ij的电流;xij为分支线路ij的电阻值;ui,t为t时刻节点i的电压;uj,t为t时刻节点j的电压;pij,t为t时刻分支线路ij的有功功率;qij,t为t时刻分支线路ij的无功功率;为t时刻节点i上可再生能源的有功功率;为t时刻节点i上e-sop的有功功率;为t时刻节点i上负荷消纳相关的有功功率;μi,t为t时刻节点i的负荷波动系数;为t时刻节点i上可再生能源的无功功率;为t时刻节点i上e-sop的无功功率;为t时刻节点i上负荷消纳相关的无功功率;rij为分支线路ij的等效电阻;pi,t为t时刻i节点注入的有功功率;qi,t为t时刻i节点注入的无功功率;pik,t为所有从节点i发出的有功功率;qik,t为所有从节点i发出的无功功率。

    22、进一步地,所述运行安全约束,具体为:

    23、

    24、其中,为节点i的电压下限;为节点i的电压上限;ui,t为t时刻节点i的电压;iij,t为在时刻t流过分支线路ij的电流;为分支线路ij的电流上限。

    25、进一步地,所述e-sop运行约束,包括:

    26、

    27、

    28、

    29、

    30、

    31、其中,为e-sop在t时刻注入节点i的有功功率;为t时刻节点i处e-sop的损耗;为节点m处t时刻注入ess的有功功率;为节点i处e-sop的损耗系数;为分支线路ij上单侧e-sop容量;为节点j处e-sop的损耗系数;为t时刻注入节点j的有功功率;为t时刻节点j处e-sop的损耗;为分支线路ij上的dc转换器容量;为e-sop在t时刻注入节点i的无功功率;为e-sop在t时刻注入节点t的无功功率;为ess荷电系数的下限;为ess荷电系数的上限;为节点m处t+1时刻ess电量;为节点m处t时刻ess电量;为节点m处t时刻注入ess的有功功率。

    32、进一步地,所述e-sop容量配置约束,具体为:

    33、

    34、其中,为分支线路ij上单侧e-sop容量;为分支线路ij上的dc转换器容量;为分支线路ij上ess的容量;为分支线路ij上e-sop的配置数量;为分支线路ij上dc转换器的配置数量;为分支线路ij上ess的配置数量;为e-sop的单位配置容量;为dc转换器的单位配置容量;为ess的单位配置容量。

    35、在上述方法项实施例的基础上,本发明对应提供了装置项实施例;

    36、本发明一实施例对应提供了一种计及需求响应的配电网sop调控装置,包括:数据获取模块、模型及约束条件构建模块、模型求解模块以及调控模块;

    37、所述数据获取模块,用于获取配电网的基础数据;其中,所述基础数据包括:各分支线路电阻、负荷类型数量、分支线路集合、节点电压上限、节点电压下限、支路电流上限、各分支线路的电抗值、各时刻各节点可再生能源的有功功率、各时刻e-sop注入各节点的有功功率、各时刻各节点负荷消纳相关的有功功率、各时刻各节点可再生能源的无功功率、各时刻e-sop注入各节点的无功功率、各时刻各节点负荷消纳相关的无功功率、各时刻各节点注入ess的有功功率、各分支线路单侧e-sop容量、各分支线路单侧ess容量、各分支线路dc转换器容量、ess荷电系数上限、ess荷电系数下限、e-sop单位配置容量、转换器单位配置容量和ess单位配置容量;

    38、所述模型及约束条件构建模块,用于根据所述基础数据,以配电网系统运行损耗、需求响应成本、弃风弃光的惩罚成本和电压越限的惩罚成本综合最小为目标,构建sop调控模型的目标函数;并基于所述基础数据构建所述目标函数的配电网潮流约束、运行安全约束、e-sop运行约束以及e-sop容量配置约束;

    39、所述模型求解模块,用于在所述配电网潮流约束、运行安全约束、e-sop运行约束以及e-sop容量配置约束的约束下,对所述目标函数进行求解,生成配电网系统运行损耗、需求响应成本、弃风弃光的惩罚成本和电压越限的惩罚成本综合最小时,各时刻各分支线路的电流和各节点电压;

    40、所述调控模块,用于根据各时刻各分支线路的电流和各节点电压对配电网中sop进行调控。

    41、进一步地,所述目标函数,包括:

    42、

    43、

    44、

    45、

    46、

    47、其中,closs为配电网系统的运行损耗成本;γ为正则化系数;h为第k节点的准线荷预测负荷曲线的相似度;cdis为弃光弃风的惩罚成本;cv为电压越限的惩罚成本;为功率损耗成本;iij,t为在时刻t流过分支线路ij的电流;rij是分支线路ij的电阻;lk,t为第k个可调负荷在t时段的负荷形状曲线;pk,t为第k个负荷需求响应前的负荷曲线;cr为新能源弃电惩罚系数;cw,dis为弃风惩罚系数;为t时刻的风电出力;cpv,dis为弃光惩罚系数;为t时刻的光伏出力;cv为电压越限惩罚系数;nd为负荷类型数量;t为总时段数;vk为节点电压;为最小节点电压;为最大节点电压;ωa为分支线路ij的集合。

    48、本发明另一实施例提供了一种终端设备,包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述发明实施例所述的一种计及需求响应的配电网sop调控方法。

    49、本发明另一实施例提供了一种存储介质,所述存储介质包括存储的计算机程序,其中,在所述计算机程序运行时控制所述存储介质所在设备执行上述发明实施例所述的一种计及需求响应的配电网sop调控方法。

    50、通过实施本发明具有如下有益效果:

    51、本发明提供了一种计及需求响应的配电网sop调控方法、装置、终端设备及存储介质,所述调控方法,通过获取配电网的基础数据,基于该基础数据构建sop调控模型的目标函数以及目标函数所对应的配电网潮流约束、运行安全约束、e-sop运行约束以及e-sop容量配置约束,继而在上述约束条件下对目标函数进行求解,生成配电网系统运行损耗、需求响应成本、弃风弃光的惩罚成本和电压越限的惩罚成本综合最小时,各时刻各分支线路的电流和各节点电压,最后根据各时刻各分支线路的电流和各节点电压对配电网中sop进行调控;通过在构建目标函数时考虑需求响应成本,以配电网系统运行损耗、需求响应成本、弃风弃光的惩罚成本和电压越限的惩罚成本综合最小为目标所构建的目标函数,相对于现有技术未考虑需求响应成本的sop调控方式,能进一步降低配电网系统运行总成本。


    技术特征:

    1.一种计及需求响应的配电网sop调控方法,其特征在于,包括:

    2.如权利要求1所述的一种计及需求响应的配电网sop调控方法,其特征在于,所述目标函数,包括:

    3.如权利要求2所述的一种计及需求响应的配电网sop调控方法,其特征在于,所述配电网潮流约束,包括:

    4.如权利要求3所述的一种计及需求响应的配电网sop调控方法,其特征在于,所述运行安全约束,具体为:

    5.如权利要求4所述的一种计及需求响应的配电网sop调控方法,其特征在于,所述e-sop运行约束,包括:

    6.如权利要求5所述的一种计及需求响应的配电网sop调控方法,其特征在于,所述e-sop容量配置约束,具体为:

    7.一种计及需求响应的配电网sop调控装置,其特征在于,包括:数据获取模块、模型及约束条件构建模块、模型求解模块以及调控模块;

    8.如权利要求7所述的一种计及需求响应的配电网sop调控装置,其特征在于,所述目标函数,包括:

    9.一种终端设备,其特征在于,包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6中任意一项所述的一种计及需求响应的配电网sop调控方法。

    10.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质包括存储的计算机程序,其中,在所述计算机程序运行时控制所述存储介质所在设备执行如权利要求1至6中任意一项所述的一种计及需求响应的配电网sop调控方法。


    技术总结
    本发明公开了一种计及需求响应的配电网SOP调控方法、装置、终端设备及存储介质,所述方法包括:获取配电网的基础数据;根据基础数据,以配电网系统运行损耗、需求响应成本、弃风弃光的惩罚成本和电压越限的惩罚成本综合最小为目标,构建目标函数;并基于所述基础数据构建所述目标函数的配电网潮流约束、运行安全约束、E‑SOP运行约束以及E‑SOP容量配置约束;在上述约束下,对所述目标函数进行求解,生成配电网系统运行损耗、需求响应成本、弃风弃光的惩罚成本和电压越限的惩罚成本综合最小时,各时刻各分支线路的电流和各节点电压;根据各时刻各分支线路的电流和各节点电压对配电网中SOP进行调控。

    技术研发人员:郇嘉嘉,郭祚刚,白浩,徐敏
    受保护的技术使用者:广东电网有限责任公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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