[发明专利]自主式元胞电网的电源及耦合点规划方法及系统

说明书

本发明提供了一种自主式元胞电网的电源及耦合点规划方法及系统，包括多个在一定电力或物理边界内含有内部电源、负荷和联络线的能够实现维持边界功率交换按照协议稳定进行的微系统，以及实现连接和协调控制所述微系统的耦合点；所述自主式元胞电网的电源及耦合点规划方法将规划区域分为不同元胞，不同元胞间通过联络线及耦合点互相连接，包括：目标函数构建步骤、约束条件构建步骤、规划步骤、概率分布计算步骤、储能修正步骤、评估步骤。综合利用多能互补发电和储能设备，耦合点系统的使用增强了高可再生能源发电渗透率电网的稳定性。多元胞划分降低了相同可靠性要求下储能设备接入的成本。

技术领域

本发明涉及电力系统领域，具体地，涉及一种自主式元胞电网(Autonomous Web-of-Cell，AWoC)的电源及耦合点规划方法及系统。

背景技术

进入21世纪以来，随着一系列新理念新技术的出现，传统的电网规划方式已经逐渐不能适应当今的电力系统变化。ELECTRA以E-highway2050所做的情景研究为基础，提炼出了未来电力系统七项无可争议的发展趋势：①发电单元将从传统的可调度单元向间歇式可再生能源过渡；②发电单元将从中央输电系统向分散的配电系统大幅过渡；③发电将从几个大型发电机组向大量小型发电单元过渡；④用电量显著增加；⑤电能储存技术会为系统辅助服务提供高性价比的解决方案；⑥无处不在的传感器将大大增加电力系统的可观测性；⑦大量快速响应的分布式能源能够提供电力储备能力。本世纪以来，我国开始进入第三代电力系统的发展阶段，伴随着负荷增长和化石能源等不可再生资源的大量消耗，可再生能源发电量将逐步提高，预计到2050年可再生能源发电占比可达67％左右，成为电力系统的第一主力电源。

当前针对配电网模式及规划方法的研究中尚存在不足：

1.风光等间歇性可再生能源发电的接入对电网稳定性的影响尚待解决。因为风光等可再生能源都具有较高的不确定性和波动性，可在生能源发电接入电网势必会对电网的稳定性造成影响，尤其是当可再生能源发电渗透率较高的时候，这种影响会大大降低供电质量。当前基于储能、多能互补等的解决方法研究尚未成熟。

2.储能设备接入电网成本过高。解决可再生能源发电带来的不确定性和波动性的有效手段之一就是使用储能设备，然而储能技术发展的不成熟使得其成本过高，当前尚未有合适的方法降低电力系统应用储能的成本。

3.电网的灵活性和可拓展性不足。当前针对配电网研究相对集中的几种电网模式从设计理念上基本可以分为两大类。一是以传统电网、主动配电网为代表的“自上而下”的设计理念，这种设计理念决定了其灵活性和可拓展性相对受限，在当前电力负荷飞速增长的情况下相对难以适应；二是以元胞电网、微电网为代表的“自下而上”的设计理念，这种理念使得其在后续的拓展规划中相对自由，但是对于微电网来说，其与主网的协同规划和运行存在着一定的问题，如专利文献CN110365050A公开的一种基于差分元胞遗传算法的DWF并网多目标优化方法。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种自主式元胞电网的电源及耦合点规划方法及系统。

根据本发明提供的一种自主式元胞电网的电源及耦合点规划方法，包括多个在一定电力或物理边界内含有内部电源、负荷和联络线的能够实现维持边界功率交换按照协议稳定进行的微系统，以及实现连接和协调控制所述微系统的耦合点；

所述自主式元胞电网的电源及耦合点规划方法将规划区域分为不同元胞，不同元胞间通过联络线及耦合点互相连接，包括：

目标函数构建步骤：以电源和耦合点总的经济费用现值最小为目标构建目标函数；

约束条件构建步骤：以规划区域可靠性最大为目标构建约束条件；

规划步骤：根据目标函数和约束条件，在不同参数条件下进行规划得到多种规划方案；

概率分布计算步骤：计算各规划方案的无储能修正条件下的电源出力阶梯值概率分布；