考虑需求响应的交直流配网调度研究.pdf
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1、 照明电气 2023 年 第 3 期 总第 178 期 光源与照明212考虑需求响应的交直流配网调度研究仇 赟国网宁夏电力有限公司固原供电公司,宁夏 固原 756000摘要:在交直流配网和需求响应的完善过程中,配电网在未来将朝着电源侧大量使用分布式电源、电网侧大范围使用直流配电方式等方向发展。文章充分考虑了交直流配网未来可能出现的需求响应和可控元件负荷,制订考虑需求响应的调度策略,针对实际情况提出的交直流配网调度管控措施,涉及可控换流器、传统发电机、分布式电源等可控元件,可充分发挥交直流配网在需求响应和灵活性方面的优势。关键词:交直流配网;需求响应;分布式电源分类号:TM730 引言分布式电源
2、的并网大多使用直流方式,传统交流配电网虽然能够享受到分布式电源带来的便利,但是也出现了新的交流母线与分布式电源连接处的环流环节,使系统运行需要更多成本。如果使用交直流配网,可以降低系统运行所需成本,进而满足大规模接入分布式电源的要求。在传统交直流配网中,相关人员通过优化传统发电机控制系统、可控换流器、分布式电源等,使交直流配网达到较高的运行质量,在此过程中并未将需求响应作为考虑对象。文章将制订综合考虑交直流配网中的可控元件和需求响应的调度方式,以此更为精细地管理交直流配网能量。1 交直流配网网架结构1.1 母线交直流配网系统主要由交流母线和直流母线组成1。交流母线可借助交流变压器或直接接入交流
3、分布式电源,而需要利用 DC/AC 逆变器接入直流分布式电源。交流母线可以直接向交流负荷供电,而需借助AC/DC 整流器向直流负荷供电。直流母线可借助直流变压器或直接接入直流分布式电源,而需要利用 AC/DC 整流器接入交流分布式电源。直流母线可以直接向直流负荷供电,而需借助 DC/AC 逆变器向交流负荷供电。对比交流母线和直流母线结构可知,即使接入的负荷和分布式电源相同,两种供电母线在换流器数量和类型方面也存在差异,存在不同电能转换效率和成本。在此种情况下,对于各种类型的负荷和分布式电源应选择与之相符的母线,为企业带来更高的经济效益。1.2 支路在传输距离和电压等级相同的情况下,直流传输比交
4、流传输拥有更小的损耗,因此在交直流配网中应采用以直流传输为主的支路类型2。2 交直流配网模型2.1 分布式电源模型风力发电系统和光伏发电系统是交直流配网中主要的分布式电源。风速是影响风力发电系统输出特性的重要因素,在正常情况下,风速能够看作服从威布尔分布。光伏发电系统中的输出特性在很大程度上会受到光照的影响,在大多情况下可认定光照强度服从Beta 分布。2.2 VSC 模型在交直流配网中 VSC 属于非常重要的灵活控制元件,其可以转换直流侧与交流侧的电能,同时具备双向功率流动能力,能够大幅度影响交直流配网的潮流分布3。在实际工作中,可将 VSC 等效电路当作等效电阻、换流站、虚拟节点的理想组合
5、。虚拟节点 k 与节点 i 的电压幅值的关系如下:(1)式中:dckV为虚拟母线电压幅值;aciV交流母线电压幅值;M 为 VSC 调制系数;Kc为 VSC 变比。作者简介:仇赟,男,本科,工程师,研究方向为电力调度计划管理。文章编号:2096-9317(2023)03-0212-03光源与照明 总第 178 期 2023 年 3 月 照明电气2133 需求响应模型在需要考虑的需求响应中,不但包括各种行业大用户,如冶金、化工等,还存在很多居民用户、商业用户等可控用户,他们在配网各个位置中广泛分布。因为电力用户拥有非常庞大的人口基数,且存在不同的用电特性,调度中心无法针对每个个体开展分别调控,否
6、则会有概率形成维数灾。为了实现集中控制分散中小型需求响应的目标,使用负荷聚合商模型(LA),在 LA 的支持下,相关人员可以明确潜在电力用户,并在电网调度中将其作为重要因素,为其提供适当辅助服务和补贴。在使用 LA后,当调度中心下发调控负荷的指令时,能够实现指令自动分解,并向管辖范围内负荷下发指令,主要包括持续时间、动作时间、削减容量等控制量。4 考虑需求响应的交直流配网调度模型目标函数为最小的 LA 和电源成本,其中电源成本需要将运行成本作为重要考虑对象,需求响应成本需要将补偿费用作为重要考虑对象。4.1 目标函数(2)式中:()G,iC Pt为 i 个分布式电源的电源成本;()LA,jLA
7、,jCPt为 j 个调度中心的 LA 支付补偿费用;NLA为参与调控的 LA 数目;()LA,jPt为 t 时段内 LA 第 j 个调节功率;Ng为系统中分布式电源数量;Cf为交直流配网总成本;T 为调控时段数。4.2 约束条件双向约束交流侧支路功率:(3)(4)式中:ACijS为交流侧支路 ij 在正向的视在功率;ACjiS为交流侧支路 ij 在反向的视在功率;ACmaxS为交流侧支路极限功率容量。双向约束直流侧支路功率:(5)(6)式中:DCijS为直流侧支路 ij 在正向的视在功率;DCjiS为直流侧支路 ij 在反向的视在功率;DCmaxS为直流侧支路极限功率容量。约束节点电压:(7)
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