本發(fā)明涉及電網(wǎng)調(diào)度管理，尤其涉及一種基于微電網(wǎng)主動(dòng)支撐的優(yōu)化調(diào)度方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)隨著可再生能源的大力推廣與應(yīng)用，特別是分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的廣泛接入，配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與運(yùn)行特性正經(jīng)歷著深刻的變革。這些分布式光伏電源以其清潔、高效的特點(diǎn)，為能源轉(zhuǎn)型做出了重要貢獻(xiàn)。然而，它們的大量接入也給配電網(wǎng)的運(yùn)行帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。由于光伏發(fā)電受天氣條件影響顯著，其出力具有間歇性和不確定性，這直接加劇了局部區(qū)域配電網(wǎng)有功功率的波動(dòng)情況。這種功率的頻繁變動(dòng)不僅增加了頻率波動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)，也給電力系統(tǒng)的調(diào)頻工作帶來(lái)了前所未有的壓力。

2、傳統(tǒng)的電力調(diào)度模型主要是建立在大型集中式發(fā)電的基礎(chǔ)上，依賴于輸電側(cè)的發(fā)電機(jī)組來(lái)提供必要的慣量和調(diào)頻響應(yīng)。這種模型在應(yīng)對(duì)大規(guī)模、穩(wěn)定的電力供應(yīng)方面表現(xiàn)出色，但在面對(duì)分布式光伏等新型能源接入所帶來(lái)的復(fù)雜多變情況時(shí)，就顯得有些力不從心。

3、由此可見，如何解決傳統(tǒng)電力調(diào)度模型無(wú)法應(yīng)對(duì)大量分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)接入所帶來(lái)的功率波動(dòng)，造成配電網(wǎng)穩(wěn)定性差已經(jīng)成為本領(lǐng)域技術(shù)人員所要亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種基于微電網(wǎng)主動(dòng)支撐的優(yōu)化調(diào)度方法及系統(tǒng)，以解決傳統(tǒng)電力調(diào)度模型無(wú)法應(yīng)對(duì)大量分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)接入所帶來(lái)的功率波動(dòng)，造成配電網(wǎng)穩(wěn)定性差的技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)配電網(wǎng)的頻率響應(yīng)能力，有效抑制頻率波動(dòng)，減輕輸電側(cè)的調(diào)頻壓力，提高整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性的效果。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種基于微電網(wǎng)主動(dòng)支撐的優(yōu)化調(diào)度方法，所述微電網(wǎng)至少包括分布式光伏能源類型，所述方法包括：

3、對(duì)目標(biāo)區(qū)域的所述微電網(wǎng)的日前功率預(yù)測(cè)誤差的累計(jì)分布函數(shù)進(jìn)行采樣，并對(duì)所述目標(biāo)區(qū)域的負(fù)荷的日前功率預(yù)測(cè)誤差的累計(jì)分布函數(shù)進(jìn)行采樣，得到所述目標(biāo)區(qū)域的若干個(gè)目標(biāo)源荷預(yù)測(cè)誤差場(chǎng)景和與每一所述目標(biāo)源荷預(yù)測(cè)誤差場(chǎng)景對(duì)應(yīng)的場(chǎng)景概率，基于若干個(gè)所述源荷預(yù)測(cè)誤差場(chǎng)景，得到若干個(gè)凈負(fù)荷場(chǎng)景；

4、基于所述目標(biāo)區(qū)域的電網(wǎng)側(cè)頻率變化量，計(jì)算電網(wǎng)側(cè)主動(dòng)支撐功率需求；

5、基于所述場(chǎng)景概率、所述電網(wǎng)側(cè)主動(dòng)支撐功率需求和所述微電網(wǎng)的慣量支撐形式，構(gòu)建微電網(wǎng)主動(dòng)支撐功率需求的第一評(píng)估方程，所述第一評(píng)估方程被設(shè)定為反應(yīng)所有所述場(chǎng)景概率下所述微電網(wǎng)的慣量支撐功率；

6、基于所述微電網(wǎng)調(diào)度過(guò)程中的損耗成本、循環(huán)能源成本和所述第一評(píng)估方程，構(gòu)建所述電網(wǎng)側(cè)主動(dòng)支撐功率需求對(duì)應(yīng)的調(diào)度成本方程和風(fēng)險(xiǎn)成本方程；

7、以若干個(gè)所述凈負(fù)荷場(chǎng)景對(duì)應(yīng)的凈負(fù)荷波動(dòng)區(qū)間作為約束條件，基于所述調(diào)度成本方程和所述風(fēng)險(xiǎn)成本方程構(gòu)建微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度模型；

8、在電網(wǎng)調(diào)度過(guò)程中，將實(shí)時(shí)獲取的所述目標(biāo)區(qū)域的電網(wǎng)側(cè)實(shí)時(shí)頻率變化量、所述微電網(wǎng)的功率預(yù)測(cè)值、所述負(fù)荷的功率預(yù)測(cè)值輸入所述微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度模型中，根據(jù)所述微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度模型的輸出結(jié)果得到微電網(wǎng)主動(dòng)支撐調(diào)度方案。

9、優(yōu)選的，所述對(duì)目標(biāo)區(qū)域的所述微電網(wǎng)的日前功率預(yù)測(cè)誤差的累計(jì)分布函數(shù)進(jìn)行采樣，并對(duì)所述目標(biāo)區(qū)域的負(fù)荷的日前功率預(yù)測(cè)誤差的累計(jì)分布函數(shù)進(jìn)行采樣，得到所述目標(biāo)區(qū)域的若干個(gè)目標(biāo)源荷預(yù)測(cè)誤差場(chǎng)景和與每一所述目標(biāo)源荷預(yù)測(cè)誤差場(chǎng)景對(duì)應(yīng)的場(chǎng)景概率，包括：

10、采樣拉丁超立方采樣方法對(duì)所述微電網(wǎng)的日前功率預(yù)測(cè)誤差的累計(jì)分布函數(shù)進(jìn)行采樣，得到若干個(gè)日前微電網(wǎng)預(yù)測(cè)誤差場(chǎng)景；

11、采樣拉丁超立方采樣方法對(duì)所述負(fù)荷的日前功率預(yù)測(cè)誤差的累計(jì)分布函數(shù)進(jìn)行采樣，得到若干個(gè)日前負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差場(chǎng)景；

12、將若干個(gè)所述日前微電網(wǎng)預(yù)測(cè)誤差場(chǎng)景和所述日前負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差場(chǎng)景組合，得到若干個(gè)日前源荷預(yù)測(cè)誤差場(chǎng)景；

13、采樣向后縮減法對(duì)所述日前源荷預(yù)測(cè)誤差場(chǎng)景進(jìn)行優(yōu)選，得到若干個(gè)所述目標(biāo)源荷預(yù)測(cè)誤差場(chǎng)景和每一所述目標(biāo)源荷預(yù)測(cè)誤差場(chǎng)景對(duì)應(yīng)的場(chǎng)景概率。

14、優(yōu)選的，所述基于所述場(chǎng)景概率、所述電網(wǎng)側(cè)主動(dòng)支撐功率需求和所述微電網(wǎng)的慣量支撐形式，構(gòu)建微電網(wǎng)主動(dòng)支撐功率需求的第一評(píng)估方程，包括：

15、采樣拉丁超立方采樣方法對(duì)所述電網(wǎng)側(cè)主動(dòng)支撐需求功率的歷史預(yù)測(cè)誤差的累計(jì)分布函數(shù)進(jìn)行采樣分析，根據(jù)分析結(jié)果得到電網(wǎng)側(cè)需要功率支撐的需求概率；

16、基于所述場(chǎng)景概率、所述電網(wǎng)側(cè)主動(dòng)支撐功率需求、所述微電網(wǎng)的慣量支撐形式的功率和所述需求概率，構(gòu)建所述微電網(wǎng)主動(dòng)支撐功率需求的第一評(píng)估方程；

17、所述第一評(píng)估方程為：

18、

19、其中，表示微電網(wǎng)主動(dòng)支撐功率需求，為目標(biāo)源荷預(yù)測(cè)誤差場(chǎng)景的場(chǎng)景概率，為目標(biāo)源荷預(yù)測(cè)誤差場(chǎng)景的個(gè)數(shù)，為時(shí)刻電網(wǎng)側(cè)需要功率支撐的需求概率，為電網(wǎng)側(cè)主動(dòng)支撐功率需求，為儲(chǔ)能釋放功率，為儲(chǔ)能吸收功率，為風(fēng)機(jī)釋放功率，為風(fēng)機(jī)吸收功率，為儲(chǔ)能系數(shù)，為風(fēng)機(jī)系數(shù)，，。

20、優(yōu)選的，所述基于所述微電網(wǎng)調(diào)度過(guò)程中的損耗成本、循環(huán)能源成本和所述第一評(píng)估方程，構(gòu)建所述電網(wǎng)側(cè)主動(dòng)支撐功率需求對(duì)應(yīng)的調(diào)度成本方程和風(fēng)險(xiǎn)成本方程，包括：

21、以電解槽、燃料電池、儲(chǔ)氫罐、電儲(chǔ)能的退化成本表征所述微電網(wǎng)調(diào)度過(guò)程中的壽命損耗，得到損耗成本的第二評(píng)估方程；

22、以購(gòu)售電成本和能源損失懲罰成本表征循環(huán)能源成本，得到所述循環(huán)能源成本的第三評(píng)估方程；

23、根據(jù)所述第一評(píng)估方程、所述第二評(píng)估方程和所述第三評(píng)估方程，構(gòu)建調(diào)度成本方程；

24、所述調(diào)度成本方程為：

25、

26、其中，為電解槽退化系數(shù)，為時(shí)刻電解槽功率，為調(diào)度時(shí)間間隔，，為燃料電池退化系數(shù)，為時(shí)刻燃料電池功率，為儲(chǔ)氫罐退化系數(shù)，和分別為電池槽時(shí)刻產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量和燃料電池時(shí)刻消耗的氫氣的物質(zhì)的量，為儲(chǔ)能系統(tǒng)退化系數(shù)，和分別為儲(chǔ)能系統(tǒng)時(shí)刻充電功率和放電功率，為時(shí)刻電價(jià)，和分別為時(shí)刻微網(wǎng)購(gòu)電功率和售電功率，為目標(biāo)源荷預(yù)測(cè)誤差場(chǎng)景的場(chǎng)景概率，為單位棄光懲罰成本，為目標(biāo)源荷預(yù)測(cè)誤差場(chǎng)景下時(shí)刻棄光功率，為單位棄風(fēng)懲罰成本，為目標(biāo)源荷預(yù)測(cè)誤差場(chǎng)景下時(shí)刻棄風(fēng)功率，為單位失電負(fù)荷懲罰成本，為目標(biāo)源荷預(yù)測(cè)誤差場(chǎng)景下時(shí)刻失電負(fù)荷功率，為單位失熱負(fù)荷懲罰成本，為時(shí)刻失熱負(fù)荷功率，為單位失冷負(fù)荷懲罰成本，為時(shí)刻失冷負(fù)荷功率，為單位失氫負(fù)荷懲罰成本，為時(shí)刻失氫負(fù)荷的物質(zhì)的量；

27、根據(jù)所述調(diào)度成本方程對(duì)調(diào)度的風(fēng)險(xiǎn)成本進(jìn)行評(píng)估，得到所述風(fēng)險(xiǎn)成本方程。

28、優(yōu)選的，所述根據(jù)所述調(diào)度成本方程對(duì)調(diào)度的風(fēng)險(xiǎn)成本進(jìn)行評(píng)估，得到所述風(fēng)險(xiǎn)成本方程，包括：

29、根據(jù)所述調(diào)度成本方程，計(jì)算所有所述目標(biāo)源荷預(yù)測(cè)誤差場(chǎng)景下各個(gè)時(shí)刻的調(diào)度成本數(shù)據(jù)集；

30、確定所述風(fēng)險(xiǎn)成本的置信度，并基于所述置信度對(duì)所述調(diào)度成本數(shù)據(jù)集進(jìn)行優(yōu)化求解，得到輔助變量；

31、基于所述輔助變量、所述目標(biāo)源荷預(yù)測(cè)誤差場(chǎng)景下的調(diào)度成本、所述場(chǎng)景概率和所述置信度，構(gòu)建所述風(fēng)險(xiǎn)成本方程；

32、所述風(fēng)險(xiǎn)成本方程表示為：

33、

34、其中，為風(fēng)險(xiǎn)成本，為輔助變量，為風(fēng)險(xiǎn)成本的置信度，表示目標(biāo)源荷預(yù)測(cè)誤差場(chǎng)景下的調(diào)度成本。

35、優(yōu)選的，所述以若干個(gè)所述凈負(fù)荷場(chǎng)景對(duì)應(yīng)的凈負(fù)荷波動(dòng)區(qū)間作為約束條件，基于所述調(diào)度成本方程和所述風(fēng)險(xiǎn)成本方程構(gòu)建微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度模型，包括：

36、基于所述置信度，確定若干個(gè)所述凈負(fù)荷場(chǎng)景對(duì)應(yīng)的凈負(fù)荷波動(dòng)區(qū)間；

37、以所述凈負(fù)荷波動(dòng)區(qū)間作為約束條件，基于所述調(diào)度成本方程和所述風(fēng)險(xiǎn)成本方程構(gòu)建綜合調(diào)度成本方程；

38、根據(jù)所述綜合調(diào)度成本方程構(gòu)建微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度模型；

39、所述微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度模型的目標(biāo)函數(shù)為：

40、

41、其中，為風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。

42、優(yōu)選的，所述約束條件至少還包括：電功率平衡約束、熱功率平衡約束、冷功率平衡約束、設(shè)備約束、電池儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行約束、氫能子系統(tǒng)約束、蓄熱式電鍋爐中蓄熱系統(tǒng)運(yùn)行約束、購(gòu)售電約束和風(fēng)機(jī)提供主動(dòng)支撐功率的約束。

43、第二方面，本發(fā)明還提供了一種基于微電網(wǎng)主動(dòng)支撐的優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)上述所述的基于微電網(wǎng)主動(dòng)支撐的優(yōu)化調(diào)度方法，所述微電網(wǎng)至少包括分布式光伏能源類型，所述系統(tǒng)包括：場(chǎng)景構(gòu)建單元、電網(wǎng)側(cè)主動(dòng)支撐功率需求計(jì)算單元、微電網(wǎng)主動(dòng)支撐功率需求評(píng)估單元、成本方程構(gòu)建單元、調(diào)度模型構(gòu)建單元和調(diào)度優(yōu)化單元；

44、所述場(chǎng)景構(gòu)建單元：用于對(duì)目標(biāo)區(qū)域的所述微電網(wǎng)的日前功率預(yù)測(cè)誤差的累計(jì)分布函數(shù)進(jìn)行采樣，并對(duì)所述目標(biāo)區(qū)域的負(fù)荷的日前功率預(yù)測(cè)誤差的累計(jì)分布函數(shù)進(jìn)行采樣，得到所述目標(biāo)區(qū)域的若干個(gè)目標(biāo)源荷預(yù)測(cè)誤差場(chǎng)景和與每一所述目標(biāo)源荷預(yù)測(cè)誤差場(chǎng)景對(duì)應(yīng)的場(chǎng)景概率，基于若干個(gè)所述源荷預(yù)測(cè)誤差場(chǎng)景，得到若干個(gè)凈負(fù)荷場(chǎng)景；

45、所述電網(wǎng)側(cè)主動(dòng)支撐功率需求計(jì)算單元：用于基于所述目標(biāo)區(qū)域的電網(wǎng)側(cè)頻率變化量，計(jì)算電網(wǎng)側(cè)主動(dòng)支撐功率需求；

46、所述微電網(wǎng)主動(dòng)支撐功率需求評(píng)估單元：用于基于所述場(chǎng)景概率、所述電網(wǎng)側(cè)主動(dòng)支撐功率需求和所述微電網(wǎng)的慣量支撐形式，構(gòu)建微電網(wǎng)主動(dòng)支撐功率需求的第一評(píng)估方程，所述第一評(píng)估方程被設(shè)定為反應(yīng)所有所述場(chǎng)景概率下所述微電網(wǎng)的慣量支撐功率；

47、所述成本方程構(gòu)建單元：用于基于所述微電網(wǎng)調(diào)度過(guò)程中的損耗成本、循環(huán)能源成本和所述第一評(píng)估方程，構(gòu)建所述電網(wǎng)側(cè)主動(dòng)支撐功率需求對(duì)應(yīng)的調(diào)度成本方程和風(fēng)險(xiǎn)成本方程；

48、所述調(diào)度模型構(gòu)建單元：用于以若干個(gè)所述凈負(fù)荷場(chǎng)景對(duì)應(yīng)的凈負(fù)荷波動(dòng)區(qū)間作為約束條件，基于所述調(diào)度成本方程和所述風(fēng)險(xiǎn)成本方程構(gòu)建微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度模型；

49、所述調(diào)度優(yōu)化單元：用于在電網(wǎng)調(diào)度過(guò)程中，將實(shí)時(shí)獲取的所述目標(biāo)區(qū)域的電網(wǎng)側(cè)實(shí)時(shí)頻率變化量、所述微電網(wǎng)的功率預(yù)測(cè)值、所述負(fù)荷的功率預(yù)測(cè)值輸入所述微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度模型中，根據(jù)所述微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度模型的輸出結(jié)果得到微電網(wǎng)主動(dòng)支撐調(diào)度方案。

50、第三方面，本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，所述計(jì)算機(jī)設(shè)備包括存儲(chǔ)器、處理器和收發(fā)器，它們之間通過(guò)總線連接；存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)一組計(jì)算機(jī)程序指令和數(shù)據(jù)，并將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)傳輸給處理器，處理器執(zhí)行存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的程序指令，以執(zhí)行上述所述的基于微電網(wǎng)主動(dòng)支撐的優(yōu)化調(diào)度方法。

51、第四方面，本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序被運(yùn)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)上述所述的基于微電網(wǎng)主動(dòng)支撐的優(yōu)化調(diào)度方法。

52、本技術(shù)提供了一種敏感設(shè)備故障概率評(píng)估方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)，相比于現(xiàn)有技術(shù)，本技術(shù)實(shí)施例的有益效果如下：

53、本技術(shù)公開的基于微電網(wǎng)主動(dòng)支撐的優(yōu)化調(diào)度方法充分考慮并利用微電網(wǎng)主動(dòng)支撐頻率，顯著增強(qiáng)配電網(wǎng)的頻率響應(yīng)能力，有效抑制頻率波動(dòng)，還可以大大減輕輸電側(cè)的調(diào)頻壓力，提高整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性。同時(shí)，還有助于提升配電網(wǎng)對(duì)分布式電源的承載能力，為可再生能源的大規(guī)模接入配電網(wǎng)和高效利用創(chuàng)造更加有利的條件。