[发明专利]一种微能源网内光伏消纳方法和装置

说明书

本发明提供了一种微能源网内光伏消纳方法和装置，先对微能源网内的空气源热泵进行聚类，然后基于聚类结果求解预先构建的光伏消纳模型，得到帕累托最优解集；最后确定空气源热泵最优调度策略，并进行光伏消纳，提高了微能源网内空气源热泵的利用率，光伏消纳量大，增加了可调度的空气源热泵数量。本发明保障用户制热需求与制热成本的同时，通过对不同参数的空气源热泵进行聚类，把对各个空气源热泵的调度转化为对空气源热泵聚类簇的调度，从而简化了调度算法难度，且减小了光伏发电高峰期微能源网内弃光现象，减少能源浪费，增大微能源网的调峰能力，能够保障大电网安全稳定，同时节约了能源和供暖成本，提高了供暖质量，减少燃煤产生的污染气体。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，具体涉及一种微能源网内光伏消纳方法和装置。

背景技术

光伏的大规模、迅猛发展，导致部分地区存在运行与消纳方面的难题。光伏发电具有间歇性、随机性、受气候环境因素影响大等特点，对系统潮流控制、辅助服务调用、短路电流控制、电能质量保证等都提出了新的挑战。由于配电网消纳能力有限，较高的光伏渗透率已不利于配电网的安全稳定和经济运行。在电网调峰能力严重不足的情况下，为保障电网安全，电力调度机构不得已采取限制光伏出力的措施，造成光伏发电的资源浪费。

在光伏发电高峰期进行光伏就地消纳可以最大程度减小弃光现象，减小电能倒送，保障大电网的安全。现有技术中多采用电储能装置实现光伏消纳，但电储能装置造价昂贵，充放电损耗较大，且有寿命限制。空气源热泵作为电-热转换装置，具有造价相对便宜，使用灵活的特点。在光伏发电峰期利用集群空气源热泵对光伏进行消纳，既可以减少弃光现象，达到微能源网内调峰的目的，又可以满足该地区的制热需求，减小采用热电厂供热的环境污染。因此，利用空气源热泵对光伏进行消纳的发展潜力巨大，但现有技术中多采用同一型号的空气源热泵实现光伏消纳，但实际微能源网中存在不同规格、不同功率的空气源热泵，因此现有技术的光伏消纳不能充分协同调度不同规格的空气源热泵，导致在实际光伏消纳中空气源热泵利用率低，光伏消纳量小；其次，空气源热泵存在于居民用户中，以往研究没有充分考虑在调度空气源热泵时用户的制热需求和利益，实际应用中用户参与积极性不高，进而导致可调度的空气源热泵数量较少。

发明内容

为了克服上述现有技术中空气源热泵利用率低、光伏消纳量小以及可调度的空气源热泵数量较少的不足，本发明提供一种微能源网内光伏消纳方法和装置，先对微能源网内的所有空气源热泵进行聚类，然后基于聚类结果，求解预先构建的光伏消纳模型，得到帕累托最优解集；最后根据帕累托最优解集确定空气源热泵最优调度策略，并根据最优调度策略进行光伏消纳，提高了微能源网内空气源热泵的利用率，光伏消纳量大，增加了可调度的空气源热泵数量。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一方面，本发明提供一种微能源网内光伏消纳方法，包括：

对微能源网内的空气源热泵进行聚类；

基于聚类结果，求解预先构建的光伏消纳模型，得到帕累托最优解集；

根据帕累托最优解集确定空气源热泵最优调度策略，并根据最优调度策略进行光伏消纳；

所述光伏消纳模型包括以光伏消纳目标值与微能源网内所有负荷的耗电功率之差以及用户供暖成本均最小为目标构建的多目标函数和约束条件。

所述对微能源网内的空气源热泵进行聚类，包括：

基于微能源网内空气源热泵的设备参数，采用层次分析法对空气源热泵进行聚类，得到所有空气源热泵总耗电功率的寻优空间。

所述多目标函数按下式确定：