一種分布式電源調峰容量優(yōu)化方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明提出一種分布式電源調峰容量優(yōu)化方法，屬于配電網(wǎng)調峰領域。
【背景技術】
[0002] 據(jù)國家電力調度通信中屯、統(tǒng)計，我國各地區(qū)電網(wǎng)高峰負荷增長達到百分之十W 上，低谷負荷增幅卻不超過百分之五，甚至存在低谷負荷負增長現(xiàn)象。根據(jù)某地區(qū)的最小日 負荷率進行負荷峰谷分析可知，夏季平均最小日負荷率為0.561，冬季為0.59，峰谷差達到 了25GW。換句話說，負荷峰谷差越來越大，調峰任務艱巨，迫切需要在電網(wǎng)規(guī)劃中考慮峰值 負荷的控制，運有利于電網(wǎng)的良性發(fā)展。
[0003] 傳統(tǒng)意義上的配電網(wǎng)規(guī)劃問題是指在滿足對用戶供電和網(wǎng)絡運行約束的前提下， 尋求一組最優(yōu)的決策變量(變電站位置和容量、饋線的路徑和尺寸等），使投資、運行、檢修、 網(wǎng)損和可靠性損失費用之和最小。傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃一般是基于最大負荷進行規(guī)劃，運樣規(guī) 劃投資大，靈活性差，并且規(guī)劃之后的設備利用率低。
[0004] 由于分布式電源具有經(jīng)濟、靈活、環(huán)保及延緩配電網(wǎng)建設等優(yōu)點，得到越來越多的 應用?，F(xiàn)有技術中有的根據(jù)年負荷持續(xù)曲線，基于不同峰值負荷水平下支路過載情況，采用 一種啟發(fā)式算法進行分布式電源的選址，其中分別考慮了燃油機與燃氣機的調峰效果。有 的考慮了電動汽車接入網(wǎng)絡時，含V2G功能的電動汽車充電站可利用閑置的電動汽車作為 儲能裝置在用電高峰期將電能反饋回電網(wǎng)，實現(xiàn)電動汽車作為移動式分布儲能單元參與配 電網(wǎng)調峰，實現(xiàn)了配電網(wǎng)的優(yōu)化。
[0005] 負荷曲線的變化規(guī)律是配電網(wǎng)規(guī)劃的基礎。某市新建立的高速圈區(qū)域的負荷特點 是辦公寫字樓較多，其次是居民小區(qū)，沒有工廠，下面結合具體的數(shù)據(jù)從曲線走勢、峰谷差 率W及峰值負荷持續(xù)時間對負荷特性進行分析。具體如下式所示：
(1)
[0007] AT = Tm (2)
[000引式中：％P為峰谷差率，Pmax為最大負荷，Pmin為最小負荷，A T為峰值負荷持續(xù)時間， T90%為90%最大負荷持續(xù)時間，規(guī)定為峰值負荷持續(xù)時間。
[0009] 為找出不同時間的峰值特性及調峰容量的特點，選擇一年中不同時期的典型日負 荷進行分析，如圖1所示。
[0010] 由圖1可W看出，除了7月20日負荷曲線具有單峰特性外，其余四天都出現(xiàn)早高峰 與晚高峰;雙峰負荷中早高峰比晚高峰高的情況較多;但隨著溫度降低，在12月20日晚高峰 負荷高于早高峰;不同的負荷曲線峰值特性對應的峰谷差率差異較大，具有單峰特性的7月 20日峰谷差率達到了78%，而晚高峰高于早高峰的12月20日峰谷差率為62%，早高峰比晚 高峰高的S天峰谷差率分別為52.5%、64%和74%，因此，需要不同的調峰容量。

【發(fā)明內容】

[0011] 發(fā)明目的：本發(fā)明提出一種分布式電源調峰容量優(yōu)化方法，利用配電網(wǎng)中的分布 式電源出力進行調峰，提高調峰的靈活性和設備使用率。
[0012] 技術方案:本發(fā)明提出一種分布式電源調峰容量優(yōu)化方法，包括W下步驟：
[0013] 1)根據(jù)歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計出峰谷差率的分布區(qū)間及概率，并建立發(fā)電、輸電的成本與 容量之間的關系；
[0014] 2)將方差與峰值負荷持續(xù)時間進行歸一化處理，得出目標函數(shù)表達式；
[0015] 3)在各個峰谷差率區(qū)間中選定該區(qū)間內最大負荷點所在那一天的負荷曲線作為 初始負荷水平；
[0016] 4)進行染色體編碼，產(chǎn)生初始種群；
[0017] 5)計算適應度的計算，并進行適應度的比較，保留較大的適應度值；
[0018] 6)判斷是否滿足終止條件，若滿足則跳轉步驟7);否則開始選擇、交叉、變異并跳 轉到步驟5);
[0019] 7)得出最優(yōu)群體，在群體內進行比較，分別輸出方差最小的和經(jīng)濟效益最好的兩 個方案。
[0020] 優(yōu)選地，所述步驟2)中歸一化處理后得到的目標函數(shù)為：
[0025]式中，f2為歸一化后的目標函數(shù)，（kf+ks)為單位容量發(fā)電成本、輸電成本費用系 數(shù)，A P為優(yōu)化容量，f( A P，T)為停電損失費用，與優(yōu)化容量和持續(xù)時間有關，乙;U A'Poov 為分布式電源投資費用;g功減排的二氧化碳量(噸），ai，bi，ci為函數(shù)系數(shù)，可W根據(jù)經(jīng)驗 得出;Pi為分布式電源優(yōu)化容量;kw為單位二氧化碳減排量所帶來的經(jīng)濟效益系數(shù)。
[00%]優(yōu)選地，所述步驟2)還包括W下約束條件：
[0027] Lmin < L < Lmax
[00%]式中L是負荷水平，Lmin是年最小負荷,Lmax是年最大負荷；
[0029] Pg < P"ax
[0030] 式中Pg是分布式電源備用容量，Pmax是調峰負荷；
[0031] %Pimin< %Pi< %Pimax
[0032] 式中％Pi為峰谷差率，％Pimax是最大峰谷差率，％Pimin是最小峰谷差率；
[0033] A Timin < A Ti < A Timax
[0034] 式中A Ti為峰值負荷持續(xù)時間，A Timax為最大峰值負荷持續(xù)時間，A Timin為最小峰 值負荷持續(xù)時間。
[0035] 優(yōu)選地，所述步驟4)中染色體編碼采用實數(shù)編碼，Wo. IMW為單位，染色體長度等 于配電網(wǎng)劃分區(qū)域數(shù)。
[0036] 優(yōu)選地，所述步驟6)中的終止條件是迭代次數(shù)達到最大迭代次數(shù)。所述步驟6)中 所述選擇為最優(yōu)保存策略。所述步驟6)中所述交叉為單點交叉。
[0037] 有益效果:本發(fā)明根據(jù)年負荷曲線繪制出年負荷持續(xù)曲線，在最大負荷下一個峰 值調節(jié)負荷水平下進行配電網(wǎng)規(guī)劃。因此本發(fā)明降低了投資金額，并提高了設備利用率。
【附圖說明】
[0038] 圖1為某高速圈典型日負荷曲線圖；
[0039] 圖2為光伏出力曲線圖；
[0040] 圖3為風力發(fā)電機出力曲線圖；
[0041 ]圖4為接入太陽能光伏發(fā)電后的等效負荷曲線圖；
[0042] 圖5為接入風力發(fā)電機后的等效負荷曲線圖；
[0043] 圖6為接入不同容量太陽能光伏電源等效負荷圖；
[0044] 圖7為某市高速圈區(qū)域劃分圖；
[0045] 圖8為本發(fā)明操作流程圖；
[0046] 圖9為優(yōu)化容量配置之后的等效負荷曲線圖。
【具體實施方式】
[0047] 下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本發(fā)明，應理解運些實施例僅用于說明 本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領域技術人員對本發(fā)明的各 種等同形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。
[0048] 太陽能和風能屬于清潔可再生能源，全世界都在大力發(fā)展太陽能光伏發(fā)電和風力 發(fā)電，在分布式發(fā)電領域將對配電網(wǎng)的等效負荷產(chǎn)生較大的影響，下面首先對太陽能光伏 發(fā)電和風力發(fā)電的出力特性進行分析。
[0049] 光伏電池的典型出力曲線如圖2所示，在某一時刻t的實際出力Pt可表示為：
劇
[0051] 式中：Tstc是標準條件下光伏板的出力，對應的太陽福射強度Istc為1000W/m2,溫度 Tstc = 25°C; Irt為t時刻實際的太陽福射強度，Tt為t時刻光伏板的溫度?？蒞看出光伏電池 實際出力主要受太陽福射強度與溫度的影響。
[0052] 由圖2可W看出在中午十二點時溫度最高，光照強度最大，光伏發(fā)電系統(tǒng)出力較 大;早晚光照強度很低，出力也小。
[0053] 風輪機發(fā)出的風能功率可表示為：
[0054] = 1/2MK'句淨;)3 (4)
[0055] 式中:W(V)為風機出力水平，Pr為風機額定功率，P為空氣密度，A為風輪掃略面積，V 為風速，Vr為額定風速，Cp為風輪的功率系數(shù)。
[0056] 圖3為2013年7月20日某風力發(fā)電機出力曲線，可W看出此風力發(fā)電機出力的最小 風速為6m/s，全天的風速都沒有達到額定風速，所W風力發(fā)電出力是持續(xù)變化的曲線。由于 白天尤其是中午風速較低，導致發(fā)電此時出力基本為零;傍晚時由于風速較大，風力發(fā)電機 出力較大。
[0057] W圖I中2013年7月10日的負荷為基礎，分別選取容量為500kW光伏電源和風力發(fā) 電機，最大出力按80%計算，風力發(fā)電機的啟動風速為6m/s，額定功率下的風速為15m/s，停 機風速為25m/s，等效負荷前后的曲線分別如圖4和圖5所示，調峰效果對比結果如表