[发明专利]考虑热泵负荷和分布式光伏的配微网协调调度方法及装置

权利要求书

1.一种考虑热泵负荷和分布式光伏的配微网协调调度方法，其特征在于，包括：

构建由配电网和微电网组成的配微网的分解协调模型的目标函数，所述目标函数用于最小化电网峰值负荷及减少电压越限、储能损耗和光伏出力削减；

构建所述配微网的分解协调模型的约束条件，所述约束条件包括配电网约束、微电网约束和配微网边界耦合约束；

求解所述配微网的分解协调模型，得到所述配电网和所述微电网中热泵、光伏和储能的最优调控值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标函数表达式如下：

式中，β_Dist,1,β_Dist,2,β_Dist,3,β_Dist,4分别为对配电网中的峰值负荷、电压越限、储能损耗、光伏出力削减的惩罚系数；β_MG为对微电网中光伏出力削减的惩罚系数；P_i(t)为在第t个时段配电网节点i处有功功率的注入量；ΔV_i(t)为在第t个时段节点i处的电压幅值调节量；P_j,ESSd(t)和P_j,ESSc(t)分别为在第t个时段配电网中连接在节点j上的储能的放电功率和充电功率；η_j,ESSd和η_j,ESSc分别为与节点j相连的储能的放电效率和充电效率；和P_j,DG(t)分别为在第t个时段配电网中连接在节点j上的光伏电站的出力削减惩罚成本和出力；和P_g,DG(t)分别为在第t个时段微电网中第g个光伏电站的出力削减惩罚成本和出力；n_b为配电网节点的数量，τ为总的时间段，和分别为配电网中连接有储能和光伏电站的节点集合，IM和分别为微电网的编号集合和第m个微电网中的光伏电站编号集合；

其中，

式中，为配电网中连接在节点j上的光伏电站的最大允许出力；为微电网中第g个光伏电站的最大允许出力。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述配电网约束包括：

1)热泵运行约束；所述热泵运行约束包括建筑热模型约束、室内温度上下限约束和热泵运行约束，具体如下：

建筑热模型约束；

y_k(t-1)＝C_kT_k(t-1)+D_ku_k(t-1) (3)

u_k(t-1)＝[q_k，d(t-1) q_k，TL(t-1)]^T (5)

式中，y_k(t)和T_k(t)分别为在第t个时段第k个建筑的室内温度和温度状态变量；Δt表示调度的时间步长；u_k(t)为在第t个时段第k个建筑的输入变量，包括：热扰和热负荷；q_k，d(t)为在第t个时段第k个建筑的热扰，q_k，TL(t)为在第t个时段第k个等效状态空间建筑热模型的热负荷；A_k，B_k，C_k，D_k为常数等效状态空间矩阵，矩阵A_k表示建筑物状态变量之间的关联，矩阵B_k表示模型的输入变量对状态变量变化的影响，矩阵C_k表示对输出变量进行观测的矩阵，矩阵D_k表示输入变量直接影响输出变量的程度；

室内温度上下限约束；

式中，和分别为第k个建筑用户偏好室内温度的下限和上限；Λ_work为室内空气温度约束起作用的时间段，即热泵工作的时间；

热泵的运行约束；

q_k，TL(t)＝P_k，TL(t)η_k，TL (7)

Q_k，TL(t)＝P_k，TL(t)tanδ_k，TL (8)

式中，η_k，TL为第k个热泵的能效比；P_k，TL(t)和Q_k，TL(t)分别为在第t个时段第k个热泵的有功功率和无功功率；tanδ_k，TL为第k个热泵的功率因数角；和分别为第k个热泵有功功率的下限和上限；

2)潮流模型约束；

∑_i：i→j(P_ij(t)-l_ij(t)R_ij)-P_j(t)＝∑_k：j→kP_jk(t) (10)

∑_i：i→j(Q_ij(t)-l_ij(t)X_ij)-Q_j(t)＝∑_k：j→kQ_jk(t) (11)

式中，P_ij(t)，Q_ij(t)分别为在第t个时段流经支路ij的有功功率、无功功率，l_ij(t)为在第t个时段流经支路ij电流幅值的平方；R_ij和X_ij分别为支路ij的电阻和电抗，P_j(t)，Q_j(t)和V_i(t)分别为在第t个时段节点j的净有功功率注入量、净无功功率注入量和电压幅值；

其中，

式中，P_j,L(t)为在第t个时段节点j处除热泵外的不可调控负荷的有功功率；Q_j,DG(t)和Q_j,ESS(t)分别为在第t个时段节点j处光伏电站和储能的无功功率；Q_j,TL(t)和Q_j,L(t)分别为节点j处热泵的无功功率和除热泵外的不可调控负荷的无功功率；和分别为在第t个时段配电网在节点j处向第m个微电网传输的有功功率和无功功率；

3)配电网安全约束；所述配电网安全约束包括：线路容量约束和节点电压约束，具体如下：

线路容量约束；

(P_ij(t))²+(Q_ij(t))²≤(S_ij)² (16)

将式(16)转化为如下所示的线性约束：

-S_ij≤P_ij(t)≤S_ij’-S_ij≤Q_ij(t)≤S_ij

式中，S_ij为线路ij的容量；

节点电压约束；

V_i^min-ΔV_i≤V_i(t)≤V_i^max+ΔV_i (17)

式中，V_i^min和V_i^max分别为节点i的电压幅值下限和上限；

4)光伏运行约束；

式中，为节点j处光伏电站无功出力的上限值；

5)储能运行约束；

式中，和分别为节点j处储能容量的下限和上限；E_j,ESS(0)为节点j处储能的电量初值；

式中，和分别为节点j处储能的充电功率上限和放电功率上限；

P_j，ESSc(t)×P_j，ESSd(t)＝0 (23)

(P_j，ESSd(t)-P_j，ESSc(t))²+(Q_j，ESS(t))²≤(S_j，ESS)² (24)

将式(25)转化为如下所示的线性约束：

-S_j，ESS≤P_j，ESSd(t)-P_j，ESSc(t)≤S_ij’-S_ij≤Q_j，ESS(t)≤S_j，ESS

式中，S_j，ESS是节点j处安装储能的容量。