随着我国城镇化水平的快速提高,极大地带动了城镇能源产业结构的转型升级,城镇能源规划得到了快速发展。然而现有的能源系统面临着巨大的难题,如传统化石能源由于其不可再生性而紧缺,分布式发电等可再生能源又由于其间歇性、地域性等问题难以被有效利用。
1能源互联的主动配电网选址定容
国内大量学者也对此展开了研究,如提出基于潮流线性模型的电网选址定容算法,通过建立风光投资双层规划模型,使用约束凸松弛潮流形式得到了近似的下层模型,并将其转换为上层的分布式约束条件,在最终的数学模型中,该方法降低了选址定容的复杂度,减少了运算时间,提高了运算效率。一种基于改进花朵授粉算法(flower-pollination-algorithm,FPA)的含分布式光伏配电网选址定容多目标优化方法,通过以网损最小、投资成本最低、电压质量最优为优化目标建立选址定容模型,采用FPA算法对模型进行求解,从而降低配电网的损耗。提出了基于改进多目标粒子群算法的分布式电源(distributed-generation,DG)的选址定容优化方法,通过建立以综合成本、网损和电压稳定裕度为目标函数的模型,采用改进多目标粒子群优化算法对模型进行求解,得出DG的多目标最优选址定容方案,并验证了该方案的可行性。选址定容算法求解步骤如下:1)设置改进人工鱼群算法基本参数。包括鱼群规模、迭代步长、鱼群成熟条件、最优解收敛规则、反馈概率等。2)人工鱼种群的初始化。采用随机搜索进行初始种群范围的确定,针对位置信息进行迭代计算,取较优的前M个值,生成初始人工鱼种群。3)选取当前最优人工鱼个体。以选址定容综合成本为目标,对所有人工鱼个体进行适应度值计算,将最优的个体记入公告牌。4)基于改进人工鱼群行为进行位置更新。根据适应度值和公告牌信息,得出自适应视野和步长。5)选择最优个体组成新的人工鱼种群,更新公告牌中的最优人工鱼个体,对反馈概率进行更新。6)判断人工鱼个体是否满足选址定容收敛精度,满足则结束计算,并输出结果;若不满足,则返回步骤3)。
2主要做法
2.1深度剖析薄弱环节,精准定位业务需求
部分源、荷信息分属不同系统,影响其在调度层面的汇聚感知和灵活调控。380V低压分布式光伏基础数据在营销系统,分布式储能数据在温州能源数据中心云平台,在配网调度层面缺少相应的数据贯通和业务联动,难以实现光伏态势的有效感知和储能的快速调控。缺少对分布式储能和线路侧储能的实时监控和远程调控。分布式储能是提升电网调控能力的利器,当前配网调控系统既缺乏对分布式储能荷电状态和运行情况的全面监控,亦缺少对线路侧储能充放电的远程即时调控。源、网、荷、储缺少协同运行和聚合输出,提升电网可调容量的能力不强。荷、储等具有调节能力的分布式可调节资源经优化调控与网、源协同运行,具备快速响应并完成电网容量调节指令的能力。在调度层面缺少对配电侧源、网、荷、储的协同管控和聚合输出,使其难以参与调峰调频、削峰填谷等决策。
2.2平台软件功能开发
在清洁能源消纳层面,考虑光伏等可再生能源高渗透率并网的冲击影响,要实现本级电网清洁能源的就地消纳。此时,优化调控系统基于光伏信息和天气情况等数据,预估分区/变电站全电系内光伏集群的超短期出力曲线,辅以分区/变电站为调控节点,通过分区/变电站辖区内的负荷储能集群联动调控,实现本级电网清洁能源的就地消纳。在站线削峰填谷层面,考虑变电站变压器负荷的常态峰谷对电网安全性和经济性的不利影响,以变压器或线路负荷为响应目标,乐清地区能源互联与聚合调控平台向线路侧储能和用户侧分布式储能下达指令,促使能源客户主动参与,最终实现变压器或线路的削峰填谷。针对分布式储能的控制策略。
3平台关键技术
3.1多能空间数据全景检测
相对于一般监控系统,电力系统监控管理平台具有更大视野和更多功能,通过数据传输网络收集被监测设备状态,经数据挖掘、评估运行状态、可视化转换,结果用于调控管理。基于上述要求,本文构建空间数据引擎(Spatial-Database,SDB)和关系数据库管理系统(Relation-Database-Management-System,RDBMS)来管理空间数据。其中,SDB是一种中间技术,可以将各种数据集成于RDBMS中,并为访问此类数据的软件提供接口,而RDBMS能存储区域信息、地形图及时间序列数据(温度、湿度和降雨量等),多元样本数据可用于监测电气设备运行状态。
3.2多层级能源聚合调控
平台以台区为基础单元,制定储能充放电策略,当负荷变化达到储能设定阈值时则自动切换充放电模式,实现台区内的新能源就地消纳以及负荷曲线的削峰填谷,具体实现如下:储能充放电策略根据区域内光伏电站和负荷预测制定,分为日前计划和日内滚动修正两种方式。日前计划安排主网提供功率大小,日内滚动修正以小时为单位,动态更新充放电阈值。当负荷需求大于供电能力时,储能设备工作于放电状态;供电能力大于负荷需求时,储能设备工作于储能状态。同时,加入滞环控制避免频繁充放电降低储能设备的使用寿命,在不影响电网稳定的前提下,允许储能装置在一定裕度内保持当前状态运行,不立即进行模式切换。当台区内无法实现自平衡时,则以上一级线路乃至变电站为单元进行区域多台储能设备的集群调控,实现从台区至线路至变电站的点⁃线⁃面多层级自平衡。
4实际应用
改善原调度模式中,数据难以互联贯通、信息难以全景检测的问题。并由融合终端进行初步的数据安全性校验,校验合格的数据经安全接入区上送至调度主站,通过分区方式建立调度主站与配网间的控制网,以此改善配网难以协同管控、运维效率低的问题。平台功能基于多元信息,通过数据挖掘技术建立光伏出力预测模型,实现区域光伏电站出力预测,以及用电设备状态监测模型,实现区域内用电设备的运行状态分析。通过平台可查询多时空、多地域的光伏功率数据,作为能源聚合调控的有力基础支撑。
结束语
从电网发展角度看,未来配网源、荷、储等各类可调可控可切灵活资源的渗透率将不断升高,对电网安全稳定经济运行的影响力将不断加深。能源互联与聚合调控平台着眼于未来,预留水电、风电、电动汽车充电桩的数据接口,加强对光伏、储能等新能源发电系统处理的监控预测,运用经济调度和市场引导手段,进一步实现源网荷储的协同优化运行和友好调度管控,使源、荷、储各类资源全面参与电网运行,提高电网安全稳定运行水平,具有较高的推广应用价值。
参考文献
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