1.一种考虑能源消纳的有源配电网与集中能源站互动方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)根据选定的有源配电网与集中能源站系统,输入有源配电网节点参数信息,读取电负荷、冷负荷、分布式能源出力的预测值,输入集中能源站设备组成、设备运行参数、蓄冷设备初始蓄冷量、有功功率损耗成本、分布式能源缩减成本、调度时间间隔等参数;
2)依据步骤1)提供的有源配电网与集中能源站系统的结构和参数,建立上层配电网运行模型,上层模型以配网的网损费用和分布式能源缩减费用最小为目标,以Distflow支路潮流约束、配电网安全运行约束、分布式电源运行约束、软开关运行约束为约束条件;
3)依据步骤1)提供的有源配电网与集中能源站系统的结构和参数,建立下层集中能源站运行模型,蓄冷设备包括地源热泵、冷水罐、冰蓄冷系统,下层模型以集中能源站购电成本最小为目标,以地源热泵系统运行约束、冷水罐运行约束、常规冷水机组运行约束、冰蓄冷系统运行约束、供需平衡约束为约束条件;
4)基于步骤2)与步骤3)所建立的数学模型,构建主动配电网与集中能源站主从博弈供需互动策略,设定配电网日前电价约束,引导集中能源站跟随配电网进行需求侧管理;发挥集中能源站热储能的灵活调节能力,响应上层配电网电价引导;发挥软开关有功传输与无功支撑能力,改善系统运行状态;
5)将步骤2)与步骤3)所建立约束中的非线性项进行凸转换处理,构建易于求解的二阶锥模型;
6)基于步骤4)与步骤5)所建立的互动模式和运行模型,利用基于割平面的单层博弈均衡方法进行供需均衡的迭代求解,并进行算法的有效性验证;
7)生成主动配电网与集中能源站主从博弈供需均衡调度方案,包括运行费用、配网运营商日前电价、集中能源站内各设备出力及储能情况、SOP有功传输功率及无功补偿功率、分布式能源消纳情况。
2.根据权利要求1所述的一种考虑能源消纳的有源配电网与集中能源站互动方法,其特征在于,步骤2)所述的上层模型以网络损耗和分布式能源缩减费用最小为目标,可表述为:
式中,F'为配电网运行成本,包含网络损耗和分布式能源缩减费用,NT为一个完整调度周期的总时段数,Δt为调度时间间隔,closs表示有功损耗成本、ccur表示分布式电源有功缩减成本。
3.根据权利要求1所述的一种考虑能源消纳的有源配电网与集中能源站互动方法,其特征在于,步骤4)所述的设定配电网日前电价约束,引导集中能源站跟随配电网进行需求侧管理,可表述为:
P,min P,max
式中, 为配网运营商设定的t时刻电价;C 、C 分别为日前电价的下限和上限;
ave,min ave,maxC 、C 分别为日前电价平均值的下限和上限。
4.根据权利要求1所述的一种考虑能源消纳的有源配电网与集中能源站互动方法,其特征在于,步骤4)所述的发挥软开关有功传输与无功支撑能力,改善系统运行状态,其中软开关运行约束可表述为:
式中, 分别为t时刻节点i上SOP注入的有功功率和无功功率; 为节点i上SOP的有功损耗; 为节点i上SOP的损耗系数; 为节点i上SOP的容量。
5.根据权利要求1所述的一种考虑能源消纳的有源配电网与集中能源站互动方法,其特征在于,步骤6)所述的基于割平面的单层博弈均衡方法进行供需均衡的迭代求解,可表述为:
1)输入配网和集中能源站基本参数,设置收敛精度ε和最大迭代次数kmax,并令初始迭代次数k=1;
2)检查迭代次数k是否小于最大迭代次数kmax,如果满足则继续,不满足则迭代终止;
3)基于前文所建立的上层有源配电网和下层集中能源站的供需主从博弈模型,利用Karush‑Kuhn‑Tucker转换方式将有源配电网与集中能源站主从博弈双层互动模型转变为可进行统一求解的混合整数二阶锥规划模型;
构建拉格朗日函数L如下:
式中,F”为下层集中能源站运行目标,gi为下层第i个等式约束,hi为第j个不等式约束,μi为第i个等式约束的对偶变量,λj为第j个不等式约束的对偶变量,Ωg、Ωh分别为等式约束和不等式约束的集合;
所述的下层优化模型的KKT条件表示为:式中,Ωx为集中能源站优化变量的集合,式(9)的最后一项为具有非线性的互补松弛条件,本文采用Big‑M法对其线性化:
0≤λj≤(1‑θj)M#(11)‑θjM≤hj≤0#(12)
式中,M为一充分大的正实数,θj为二进制变量;
将下层集中能源站的KKT条件作为上层约束,构建基于MISOCP的有源配电网与集中能源站单层博弈模型;
5)对基于MISOCP的单层博弈模型进行第k次迭代求解;
6)判断最大收敛误差gapk是否小于松弛精度ε,若是则输出优化结构并结束;若否,则令k=k+1,并增加割平面约束:跳至步骤2)。