本發(fā)明涉及電網(wǎng)調(diào)度，具體涉及一種基于虛擬電廠的分布式電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度方法。

背景技術(shù)：

1、虛擬電廠是一種通過先進(jìn)信息通信技術(shù)和軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)、可控負(fù)荷和電動(dòng)汽車等分布式能源資源的聚合和協(xié)調(diào)優(yōu)化，以作為一個(gè)特殊電廠參與電力市場和電網(wǎng)運(yùn)行的電源協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)。

2、分布式電網(wǎng)的核心概念在于“分散”，傳統(tǒng)的集中式發(fā)電，如燃煤電站、天然氣電站、核電站以及大型水電站和太陽能發(fā)電站，通常需要將電力進(jìn)行長距離傳輸，而分布式電網(wǎng)則由多個(gè)小型發(fā)電設(shè)備組成，這些設(shè)備靠近用電地點(diǎn)，可以減少電力傳輸?shù)木嚯x和損耗。

3、分布式電網(wǎng)的設(shè)計(jì)目的是滿足特定區(qū)域或用戶的電力需求，在實(shí)際情況中，相同時(shí)段不同區(qū)域的用電需求可能呈現(xiàn)出顯著差異，如，住宅區(qū)域與公司區(qū)域，由于白天人們主要在公司區(qū)域工作，使用各種電器設(shè)備，導(dǎo)致該區(qū)域的用電需求相對較高，相對而言，住宅區(qū)域在白天時(shí)因家中人員較少，用電需求則相對較低。在這種情況下，可以通過將用電需求較低的區(qū)域的電力輸送到用電需求較高的區(qū)域，來平衡整個(gè)分布式電網(wǎng)的負(fù)載，但是電力輸送過程中會(huì)存在損耗，因此如何平衡電力輸送過程的損耗和用電需求成為亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于虛擬電廠的分布式電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度方法，解決上述技術(shù)問題。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種基于虛擬電廠的分布式電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度方法，包括以下步驟：

4、s1：以電力輸送的距離d和輸送的電量k作為自變量，損耗的電量q作為因變量，獲得電量損耗函數(shù)f（d，k）；

5、設(shè)定采集區(qū)域，并獲取所述的采集區(qū)域內(nèi)每個(gè)供電區(qū)域的用電量隨時(shí)間變化的曲線 f'（t），所述的供電區(qū)域?yàn)橥ㄟ^分布式電網(wǎng)進(jìn)行供電的區(qū)域；

6、s2：設(shè)定調(diào)度周期[tsta，tend]，并獲取分布式電網(wǎng)在所述的調(diào)度周期的起點(diǎn)上的發(fā)電功率p，并計(jì)算電量差值，其計(jì)算公式為：

7、；

8、根據(jù)所述的電量差值確定正電區(qū)域和負(fù)電區(qū)域，并確定正電值k+和負(fù)電值k-，所述的正電區(qū)域?yàn)楫?dāng)前調(diào)度周期內(nèi)需要向外界輸送電量的供電區(qū)域，所述的正電值為正電區(qū)域可以向外界輸送的電量，所述的負(fù)電區(qū)域?yàn)楫?dāng)前調(diào)度周期內(nèi)需要外界輸送電量的供電區(qū)域，所述的負(fù)電值為負(fù)電區(qū)域需要外界輸送的電量；

9、s3：從第i個(gè)負(fù)電區(qū)域開始，獲取第i個(gè)負(fù)電區(qū)域與正電區(qū)域間的距離，并分別與第i個(gè)負(fù)電區(qū)域?qū)?yīng)的負(fù)電值代入電量損耗函數(shù)，得到第i個(gè)負(fù)電區(qū)域的電量損耗集合qi=（qi1，qi2，…，qim），其中qim表示第m個(gè)正電區(qū)域向第i個(gè)負(fù)電區(qū)域輸送電量時(shí)電量的損耗，m為正電區(qū)域的總數(shù)；

10、分別從負(fù)電區(qū)域?qū)?yīng)的電量損耗集合按照預(yù)設(shè)規(guī)則選取一個(gè)損耗的電量，并計(jì)算被選取的損耗的電量之和作為損耗總和，所述的預(yù)設(shè)規(guī)則為不可選取相同的正電區(qū)域?qū)?yīng)的損耗的電量；

11、獲取損耗總和的最小值，并確定計(jì)算出該最小值的每個(gè)電量損耗集合中的元素，作為調(diào)度元素，并在當(dāng)前調(diào)度周期內(nèi)，根據(jù)所述的調(diào)度元素對應(yīng)的負(fù)電區(qū)域和正電區(qū)域，進(jìn)行電力的調(diào)度。

12、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述的步驟s1中，獲得電量損耗函數(shù)的過程具體包括：

13、設(shè)定發(fā)電力輸送的距離范圍，作為距離范圍，并以預(yù)設(shè)的距離間隔在所述的距離范圍內(nèi)選取若干個(gè)距離節(jié)點(diǎn)；

14、設(shè)定輸送的電量的范圍，作為電量范圍，并以預(yù)設(shè)的電量間隔在所述的電量范圍內(nèi)選取若干個(gè)電量節(jié)點(diǎn)；

15、在保持電力輸送的距離為第a個(gè)距離節(jié)點(diǎn)的情況下，分別輸送每個(gè)電量節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的電量，并分別記錄損耗的電量，生成數(shù)據(jù)點(diǎn)（da，kb，qab），其中da表示第a個(gè)距離節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的距離，kb表示第b個(gè)電量節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的電量，qab表示第a個(gè)距離節(jié)點(diǎn)和第b個(gè)電量節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的損耗的電量；

16、通過非線性回歸分析，對所述的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行擬合，獲得電量損耗函數(shù)。

17、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述的步驟s1中，獲取所述的采集區(qū)域內(nèi)每個(gè)供電區(qū)域的用電量隨時(shí)間變化的曲線的過程具體包括：

18、設(shè)定m個(gè)采集周期，m為預(yù)設(shè)值，在所述的采集周期內(nèi)以預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔設(shè)置若干個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，獲取相同時(shí)間節(jié)點(diǎn)上供電區(qū)域的用電量的均值，作為該時(shí)間節(jié)點(diǎn)上的用電量，并通過最小二乘法對所有時(shí)間節(jié)點(diǎn)上用電量的均值進(jìn)行擬合，得到用電量隨時(shí)間變化的曲線。

19、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述的步驟s3中，根據(jù)所述的電量差值確定正電區(qū)域和負(fù)電區(qū)域，并確定正電值k+和負(fù)電值k-的過程具體包括：

20、當(dāng)所述的電量差值大于等于0時(shí)，將對應(yīng)的供電區(qū)域作為正電區(qū)域，計(jì)算正電值k+=k'-kret+?k，其中k'為供電區(qū)域內(nèi)的儲(chǔ)能裝置現(xiàn)存的電量，kret為預(yù)設(shè)的保障電量，所述的保障電量為不影響供電區(qū)域內(nèi)正常使用的情況下應(yīng)當(dāng)留存的電量；

21、當(dāng)所述的電量差值小于0時(shí)，計(jì)算待定值ktbd=k'+?k；

22、當(dāng)所述的待定值小于0時(shí)，將對應(yīng)的供電區(qū)域作為負(fù)電區(qū)域，并將所述的待定值作為負(fù)電值k-；

23、當(dāng)所述的待定值大于等于0時(shí)，計(jì)算判定值kjud=k'-kret+?k，并執(zhí)行以下步驟：

24、當(dāng)所述的判定值小于等于0時(shí)，此供電區(qū)域在當(dāng)前調(diào)度周期內(nèi)不參與后續(xù)步驟；

25、當(dāng)所述的判定值大于0時(shí)，將此供電區(qū)域作為正電區(qū)域，將所述的判定值作為正電值。

26、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述的步驟s3中，根據(jù)所述的電量差值確定正電區(qū)域和負(fù)電區(qū)域，并確定正電值k+和負(fù)電值k-的過程中還執(zhí)行以下步驟：

27、當(dāng)所述的正電值和負(fù)電值之和小于0時(shí)，發(fā)送預(yù)警信息告知工作人員；

28、當(dāng)所述的正電值和負(fù)電值之和大于等于0時(shí)，則正常執(zhí)行后續(xù)步驟。

29、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述的步驟s3中，當(dāng)?shù)趇個(gè)負(fù)電區(qū)域?qū)?yīng)的負(fù)電值大于第j個(gè)正電區(qū)域的正電值時(shí)，執(zhí)行整合步驟：

30、計(jì)算缺失電量kqs=k+j+k-i，其中，k+j表示第j個(gè)正電區(qū)域的正電值，k-i表示第i個(gè)負(fù)電區(qū)域的負(fù)電值；

31、獲取除第j個(gè)正電區(qū)域外的正電區(qū)域與第i個(gè)負(fù)電區(qū)域間的距離，并與所述的缺失電量的絕對值代入電量損耗函數(shù)，得到第j個(gè)正電區(qū)域與其余正電區(qū)域共同向第i個(gè)負(fù)電區(qū)域供電時(shí)損耗的電量，并記為qij，并將與第j個(gè)正電區(qū)域共同向第i個(gè)負(fù)電區(qū)域供電的正電區(qū)域c的正電值更新為k+c-kqs。

32、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：當(dāng)存在某一個(gè)正電區(qū)域的正電值小于所述的缺失電量時(shí)，則執(zhí)行所述的整合步驟，直至所述的正電區(qū)域向第i個(gè)負(fù)電區(qū)域輸送的電量達(dá)到第i個(gè)負(fù)電區(qū)域的負(fù)電值。

33、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述的步驟s3中，當(dāng)?shù)趇個(gè)負(fù)電區(qū)域?qū)?yīng)的負(fù)電值小于第j個(gè)正電區(qū)域的正電值時(shí)，執(zhí)行以下步驟：

34、計(jì)算多余電量kdy=k+j+k-i，并將第j個(gè)正電區(qū)域拆分為兩個(gè)正電區(qū)域j1和j2，j1的正電值為k-i的絕對值，j1的正電值為所述的多余電量kdy，并執(zhí)行后續(xù)步驟，且兩個(gè)正電區(qū)域j1和j2處于同一位置。

35、本發(fā)明的有益效果：在本發(fā)明中，首先獲取電量損耗函數(shù)和用電量隨時(shí)間變化的曲線，這是后續(xù)平衡電力需求與電力輸送過程中損耗的基礎(chǔ)；之后設(shè)定調(diào)度周期，并根據(jù)分布式電網(wǎng)在調(diào)度周期起點(diǎn)上的發(fā)電功率計(jì)算電量差值；可以理解的是，調(diào)度周期的起點(diǎn)為當(dāng)前時(shí)間，之所以根據(jù)分布式電網(wǎng)在調(diào)度周期起點(diǎn)上的發(fā)電功率，是因?yàn)楫?dāng)前時(shí)間上的發(fā)電功率反映了當(dāng)前的電力生產(chǎn)狀況，為接下來一段時(shí)間（即調(diào)度周期）內(nèi)的電力調(diào)度提供初始條件和參考基準(zhǔn)；接著，正電區(qū)域和負(fù)電區(qū)域，并確定正電值和負(fù)電值；可以理解的是，這是為了確定哪些供電區(qū)域可以向外界供電，哪些供電區(qū)域需要外界供電，以確保正常使用；之后，獲取電量損耗集合，并按照預(yù)設(shè)規(guī)則選取一個(gè)損耗的電量計(jì)算損耗總和，并根據(jù)損耗總和的最小值確定調(diào)度元素，即哪些負(fù)電區(qū)域應(yīng)從哪些正電區(qū)域接收電力，以便在當(dāng)前調(diào)度周期內(nèi)進(jìn)行有效的電力調(diào)度；值得注意的是，正電區(qū)域向某一個(gè)負(fù)電區(qū)域供電后，剩余可供其他負(fù)電區(qū)域使用的電量會(huì)相應(yīng)減少，因此，同一正電區(qū)域不能被多次選擇供應(yīng)給不同的負(fù)電區(qū)域，以確保計(jì)算損耗時(shí)的準(zhǔn)確度和避免超額調(diào)度，影響正電區(qū)域的正常使用。本發(fā)明可以優(yōu)化電力調(diào)度，平衡用電需求和電力輸送過程的損耗。