[发明专利]考虑柔性负荷、储能和新能源的配电网帕累托优化方法

说明书

本发明公开了一种考虑柔性负荷、储能和新能源的配电网帕累托优化方法，它包括。首先根据系统信息对数量大的分布式设备进行聚合建模，建立系统多目标优化模型，所考虑时段包括当前时段和未来时段，目标包括但不限于系统运行费用、储能利用强度、用户舒适度等，然后利用帕累托多目标优化算法求解帕累托前沿，根据需要从帕累托前沿中选择一个折衷解，最后对集群指令进行分解并将指令下发到设备进行执行。实现通过协调柔性负荷、储能和新能源的运行提高新能源消纳水平，降低配电网运行成本，降低柔性负荷调度对用户舒适度的影响并降低对储能寿命的损耗。

技术领域

本发明属于电网调度领域，特别是涉及一种考虑柔性负荷、储能和新能源的配电网帕累托优化方法。

背景技术

随着新能源发电技术的发展以及碳达峰、碳中和目标的推进，配电网中新能源接入量不断增大，解决好波动性大的新能源的本地消纳问题是一个挑战。同时，由于智能家居、物联网等技术的发展，大量具备可调节能力的柔性负荷具备了接受优化调度的能力，成为储能之外另一种重要的可控资源。

目前针对配电网分布式资源调度的研究有很多，但是较少有考虑多目标优化的研究。由于针对分布式资源的优化既要考虑运行成本，还要考虑用户舒适度、储能长期损耗成本等多个目标。其中用户舒适度目标难以量化成经济指标，而储能损耗长期成本在短期内的评价较为复杂，故目前将多目标问题加权处理成单目标的方法存在权重主观性强的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种考虑柔性负荷、储能和新能源的配电网帕累托优化方法，以解决现有技术对配电网分布式资源调度优化将多目标问题加权处理成单目标的方法存在权重主观性强的问题。

本发明的技术方案是：

一种考虑柔性负荷、储能和新能源的配电网帕累托优化方法，它包括：

步聚1：更新系统所有信息，包括分布式设备参数、当前时段和未来时段负荷预测情况、当前时段和未来时段新能源出力预测情况、当前时段和预测电价等其他配电网优化所需的参数；

步骤2：对数量大的分布式设备进行聚合建模；

步骤3：建立系统多目标优化模型，所考虑时段包括当前时段和未来时段，目标包括但不限于系统运行费用、储能利用强度、用户舒适度；

步骤4：利用帕累托多目标优化算法求解帕累托前沿；

步骤5：根据需要从帕累托前沿中选择一个折衷解；

步骤6：判断当前时段计划是否执行完毕，若否转步骤7，若是转步聚1；

步骤7：更新分布式设备状态；

步骤8：对集群指令进行分解；

步骤9：将指令下发到设备进行执行，然后转到步骤6。

步骤2所述的分布式设备聚合建模用于将分布式设备的可行域聚合成一个整体，来描述这些分布式设备功率之和的可行域；分布式设备包括空调、电动汽车或分布式储能设备。

定频空调聚合建模的的方法为：

定频空调的取用电功率乘以恒定的能效比即可转换为制冷量，故对于定频空调，模型如下：

式中，C为等效比热容，R为等效热阻，T_out为外界温度，T_in为室内气体温度，P为空调功率，η为空调的制冷效率；考虑到在实际的采样系统中，采样值是离散的，故对上述微分方程求解后的得到的离散化表达式为：