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关于主动配电网优化调度的策略研究

2021-10-27

通信电源技术 2021年10期
关键词:储能调度配电网

王 芳

(国网宁夏电力公司 吴忠供电公司,宁夏 吴忠 751100)

0 引 言

合理性的调度策略是指搭建更加有效的电源-负载匹配模式,维持调度目标应用效果的同时,建构完整的配电网控制平台,从而提高储能利用率,实现调度策略的优化目标。

1 主动配电网优化调度整体要求

在互动配网调度优化工作中,要建立各个能源体系之间的耦合交互处理机制,从而完善综合利用工作,确保能从根本上提高主动配电网(Active Distribution Network,ADN)系统的实时性运行效果,维持可靠处理模式。因为主动配电网本身就是多能源系统,能有效缓解RES出力的间歇性和波动性冲击,从而顺应电网运行要求,减少能源浪费。基于此,在主动配网优化调度模式中,要建立多源协同分析机制,从而降低系统对整个电网体系产生的冲击力,保证能源供应的可靠性。

1.1 整体协调优化调度模式

结合配电网源以及负荷的特性落实分布式能源消纳机制,提升电网实时性运行的经济性,并且能匹配间歇式分布能源接入体系,从而提高空间尺度、时间尺度以及运行状态的综合控制效果[1]。整体优化调度模式如图1所示。

图1 优化调度架构模式

由图1可知,在整个调度架构体系内,主动配电网调度中心要结合实际情况完成负荷以及集群处理,从而保证对应配电网能量管理效果符合预期。并且,主动配电网能源管理中心能结合模块聚类管理单元进行常规化负荷预测信息的处理,在统一整合相关内容的基础上,依据实时性状态数据以及历史数据对比分析,能够更好地调度相关资源,维持优化运行的效果。

1.2 调度控制

主动配电网建立多源协同调度框架的过程中,将调度中心作为核心,开展相应的控制决策,获取资源发电计划的同时完成负荷预测,搜索并收集相关数据。从分布式电源出力约束条件以及主动配电网全局拓扑结构分析可知,建立完整的资源协同和优化调度工序要将全局作为目标,全面分析不同单元获取的信息数据,建构完整的优化模型,从而指导柔性负荷调节控制方式,保证配电网调度工作的最优化。

另外,在调度控制环节中还要管控模块聚类管理层,维持核心收集数据的规范性,并匹配供给侧资源和需求侧资源统计体系,维持监测和预测等工作的合理性,确保主动优化调度的最优化效果。例如,在上级决策制定后分布到不同模块内,从而形成计划指令体系,减少优化值偏差以及新能源的随机性数据,维持各个单元微处理工作的最优化[2]。

2 主动配电网优化调度建模策略

2.1 多时间尺度优化调度

在主动配电网优化调度工作中,为了满足调度的基本需求,需结合能源的实际情况开展相应的设计分析。因为风电能源以及光伏能源的预测数值和负荷侧用电预测数值本身存在时间差异,所以要想提升调度优化的效果,可以将时间尺度作为标杆,进行分布式电源出力分析和负荷侧需求分析,从而全面提升调度运维管理的实效性[3]。也就是说,要制定差异化调度计划,维持调度模式相互配合的机制,从而保证能量调度和优化管理工作都能有序开展。例如,建设日前调度计划,完成日前预测、用户侧参与调度信息分析以及削峰填谷等,并且利用修正参数的方式完成日内滚动计划,构建超短期预测和跟踪修正等模块。

2.1.1 日前调度优化

要将调度计划集中在日前调度预报信息和新能源历史数据、负荷数据方面,从而全面预测相关数据,并且基于数据完成调度日计划。一般而言,在日前调度计划体系内,要明确了解到调度日内相关时段CDG信息机组的启停状态以及储能系统(Energy Storage System,ESS)充放电状态,全面分析负荷侧柔性负荷响应分配的基本情况,进一步调控实时性运行模式,将主动配电网经济运行作为整体管控结构的核心,优化出力单位以及柔性负荷参数,维持变电站低压母线注入率的规范性,确保计算备案应用效果满足预期。

首先,各个单位要结合能源预测数据以及负荷预测数据对需求侧相应情况予以汇总。其次,结合模块的聚类管理层完成单元数据的收集和汇总分析,在此过程中要确保整理、统计以及挖掘等基本流程的规范性,确保可调度容量分析的应用效果符合要求。最后,完成主动配电网能源管理中心的处理工作,从而制定日前优化调度计划。

除此之外,要结合调度时段落实调度规划,确保聚类控制器和储能系统控制器等相关工作都能落实到位,从而满足负荷量变化要求[4]。

2.1.2 日内调度优化

因为配电网应用能源的出力状态本身就存在随机性和波动性,所以为了满足调度应用规范的具体要求,需沿用日前的预测数据,采取当日调度策略实施机制,尤其是对风电能以及光伏能随机波动的分析工作,要确保预测误差不会对主动配电网的稳定性产生影响。基于此,要利用滚动优化模式,对每个调度时刻进行优化时域分析,以保证在有限时间段内区域分析体系的合理性,并结合在线优化标准整合实际信息。例如,在第k个调度时刻结合已知数据信息以及历史性数据信息,就能完成[k,k+n]时域内的状态预测分析,结合相关优化目标获取[k,k+m]的优化结果,以此类推完成滚动优化计算分析。滚动优化原理如图2所示。

图2 滚动优化原理

2.2 多源协同调度

从储能调度成本分析入手,综合考量全网优化调度应用要求,计算公式为:

式中,CESS,j表示j节点的ESS调度成本;Ceo,j表示ESS单位运维成本;Lj表示整体使用寿命;Δt表示单位调度时间[5]。与此同时,要结合ESS分析模式评估可控分布式电源的调度成本和广义柔性负荷的调度成本等,从而结合调度时刻内总削减量完成单价补偿处理,确保调度优化流程和效果符合预期。

另外,要依据粒子群算法判定各个维度最优方向移动内容,借助ISPO对高维离子进行子矢量划分处理,确保最优化前进的合理性和规范性。首先,要将智能单粒子矩阵按照时段进行划分处理,匹配归一分析机制,建立对应矩阵模式后划分k个子向量,并且结合子向量对应调度周期内的阶段。其次,要将各个子向量依据空间差异化分布予以划分控制,确保开关间隔内分布式单元子矢量模块的完整性,并且维持开关通断的控制效果[6]。基本流程如下:一是初始离子位置矢量,进入到子矢量划分阶段;二是设定参数,i=1、j=1;三是更新优化子矢量,若是j<子矢量总数,则对j进行再次确认,评估其余设定迭代次数的大小。

3 主动配电网优化调度算例分析

在建立主动配电网优化调度方案和策略处理机制后,要结合算例对其应用效果予以评估。本文以三馈线互联体系为例,整体主动配电网测试系统中具备44个基础节点,系统的算例拓扑结构满足对应标准,且整体计算分析框架内风能和光电能存在一定的不可调度性,仅仅依托可控分布式发电和储能设备完成参数处理[7]。拓扑结构如图3所示,其中黑色实心代表闭合状态、空白代表断开状态。

图3 拓扑结构

3.1 基础能源配置

选取对应储能设备,按照标准化连接予以控制。其中电池储能的容量对应分别为250 kW·h和500 kW·h,对应的连接位置分别为A6、A10、A12、A19、B17和B6、B9。燃气轮机的功率为300 kW,连接位置为 A20、B12。

3.2 基础设定

设定调度周期为24 h,每间隔1 h划分对象。利用ISPO算法完成分析,了解到可控分布式模块整体出力特征和系统的负荷参数维持一致,调度优化模型系统最大负荷点和储能单元充电系统相匹配,能为后续放电输出提供保障。另外,不同储能模块子矢量区间存在差异,且会受到维度优化方向的影响,要结合充放电策略应用要求予以系统分析。

3.3 结 果

结合算例的具体内容可知,ISPO算法在实际应用过程中能结合分维度优化基础获取全局最优解,优化调度后全天运行成本有了明显下降。并且为主动配电网灵活调度提供保障,维持切换次数应用效果和全面模型精准性,建构基于计算速度和计算精度都匹配的应用框架,从而实现综合管理水平的进步[8-10]。

4 结 论

在主动配电网调度优化的过程中,要结合配电网技术应用要求和发展进程,建立完整的储能模块损耗分析机制,促进配电行业可持续健康发展。

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