一種光伏分布式電源日前出力優化方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于新能源控制技術領域，涉及一種光伏分布式電源日前出力優化方法， 尤其涉及一種基于分時預測參數線性自回歸滑動平均模型的光伏分布式電源日前出力優 化方法。
【背景技術】
[0002] 近年我國經濟的迅速發展帶來了用電負荷的快速增長，而快速增長的用電負荷迫 切需要大量電能來滿足。傳統的集中式發電主要依靠煤炭化石燃料來產生電能，長久以來 這種集中發電方式在電力生產中占據了相當大的比重。然而全球性化石能源的短缺和環境 氣候變化對現有的集中式發電造成很大壓力，發電模式因此迫切需要改變和轉型。如今各 國將目光聚焦于光伏分布式電源，日益增長的用電負荷量迫切需要新能源發電技術來滿 足，開發利用新能源技術已成為世界各國的發展趨勢。而提高光伏分布式電源的發電量以 及新能源在電網中接入量，是實現我國未來能源可持續發展的關鍵所在。
[0003] 現有光伏分布式電源的研究重點是優化其接入位置及接入容量以最小化配電網， 然而針對光伏分布式電源受天氣因素影響的不確定性及配電網中的用電負荷的時變性很 少涉及。因此，現有的光伏分布式電源出力優化方法針對的是其出力及用電負荷靜態的場 景，很難滿足光伏分布式電源出力及用電負荷隨機變化的配電網。
【發明內容】
[0004] 為了解決上述技術問題，本發明提供了一種基于分時預測參數線性自回歸滑動平 均模型的光伏分布式電源日前出力優化方法，通過預測光伏分布式電源的出力及用電負 荷，以最小化配電網的網損為目標，優化調度光伏分布式電源的出力。
[0005] 本發明所采用的技術方案是：一種光伏分布式電源日前出力優化方法，其特征在 于，包括以下步驟：
[0006] 步驟1:根據分時預測參數線性自回歸滑動平均模型預測環境溫度、光照強度以及 用電負荷，從而得到日前環境溫度、日前光照強度以及日前用電負荷；
[0007] 步驟2 :根據步驟1中的日前環境溫度、日前光照強度這兩種天氣因素進行數學建 模，從而得出光伏分布式電源日前出力；
[0008] 步驟3:根據光伏分布式電源日前出力及日前用電負荷進行配電網潮流計算；
[0009] 步驟4:簡化配電網潮潮流中網損計算，并通過序列二次優化法優化光伏分布式電 源日前出力。
[0010] 作為優選，步驟1中所述分時預測參數線性自回歸滑動平均模型為：
[0011]
i
[0012]
[0013] ；
[0014]其中，T為光伏分布式電源日前出力優化時長；
[0015] Tb(t)為時刻t預測的日前環境溫度，l<t<T;Tb(t_i)為過去t-i時刻的環境溫 度，eTb( t_j)為過去t_ j時刻的環境溫度白噪聲；約WV為日前時刻t對應的過去t_i時刻環境 溫度的分時預測參數，9Tb^ t為日前時亥Ijt對應的過去t_j時刻環境溫度白噪聲的分時預測 參數；
[0016] Ifi(t)為時刻t預測的日前光照強度，I < t < T; If!(t-i)為過去t-i時刻的光照強度， 為過去t-j時刻的光照強度白噪聲'ν.?為日前時亥Ijt對應的過去t-i時刻光照強 度的分時預測參數，巧一，/為日前時刻t對應的過去t-j時刻光照強度白噪聲的分時預測參 數；
[0017] load(t)為時刻t預測的日前用電負荷，I < t < T; load(t-i)為過去t-i時刻的用電 負荷，ei〇ad(t-j)為過去t_j時刻的用電負荷白噪聲；為日前時亥1Jt對應的過去t_i時 刻用電負荷的分時預測參數，9 1。^^為日前時刻1對應的過去卜」時刻用電負荷白噪聲的分 時預測參數。
[0018] 作為優選，步驟2中所述建模公式為：
[0019] PPV(t) = Spv · ns · Ie(t) · (1-0.005 · (Tb(t)-25))；
[0020] 其中，T為光伏分布式電源日前出力優化時長;Ppv(t)為時亥Ijt預測的光伏分布式電 源日前出力，Spv為光伏電池板面積，0 < Spv，Spv = O表不無分布式光伏電源接入;Hs 為光伏電池板光電轉換效率，IMt)為時刻t預測的日前光照強度，Tb(t)為時刻t預測的日 前環境溫度。
[0021] 作為優選，步驟3的具體實現過程為：
[0022] 在N節點配電網中，初始化各個節點的靜態用電負荷和各線路阻抗;因區域用電的 相似性，根據步驟1的日前用電負荷load⑴得到時亥Ijt節點m的日前用電負荷為：
[0023] loadm(t)=load(t)*Pm;
[0024] 其中，T為光伏分布式電源日前出力優化時長，I <T;Pm為節點m的靜態用電負 荷；
[0025] 因區域天氣因素的相似性，根據步驟2得到節點m在時刻t的光伏分布式電源日前 出力：
[0026] Ppvm(t)=Spvm · ns · Ie(t) · (1-0.005 · (Tb(t)-25))；
[0027]其中，Spvm為節點m的光伏電池板面積;ns為光伏電池板光電轉換效率，Ifi(t)為時刻 t預測的日前光照強度，Tb(t)為時刻t預測的日前環境溫度；
[0028] 因此節點m在N節點配電網中在時刻t的等效日前用電負荷為：
[0029] Pl〇adm(t) = l〇adm(t)-PpVm(t)；
[0030] 同理，可得到N節點配電網中節點η的等效日前用電負荷為plciadn(t);
[0031] 假設節點m與節點η為配電網中的相鄰節點，根據配電網潮流計算前推回代法可得 到節點m在時刻t的日前電壓Vm( t)及節點η在時刻t的日前電壓Vn(t)。
[0032] 作為優選，步驟4的具體實現過程為：
[0033]將步驟3中節點m在時刻t的日前電壓Vm(t)及節點η在時刻t的日前電壓VnUMfA 配電網潮流計算，得到N節點配電網在時刻t的日前網損：
[00341 m-L η-L
[0035] 其中，T為光伏分布式電源日前出力優化時長，I <t<T;Ymn為節點m與節點η的導 納，節點m與節點η之間在時刻t的電流為：
[0036] Imn(t)=YmnX[(Vm(t))2+(Vn(t))2-2XVm(t)XVn(t)Xc0s(5 m(t)-5n(t))]0·5;
[0037] δΜα)-δη(〇為節點m與節點n的相角差；
[0038] 因此PiQSS(t)簡化為：
[0039]
：；：
[0040] 其中，Gmn為節點m與節點η的阻抗；
[0041] 根據N節點配電網的Plciss(t)可知，Plciss(t)為二次項表達式，因此引入序列二次優化 對N節點配電網中的光伏分布式電源日前出力以網損最小化為目標優化：
通過光伏分布式電源出力優化結果，調節N節點配電網中節點的光伏分布式電源日前出力。
[0042] 本發明考慮到光伏分布式電源出力及用電負荷隨機變化的問題，通過分時預測參 數線性自回歸滑動平均模型預測光伏分布式電源日前出力及日前用電負荷，并通過簡化配 電網網損公式得到網損近似二次項計算公式，然后引入二次序列優化方法根據日前預測數 據使得配電網網損達到最小。本發明根據分時預測參數線性自回歸滑動平均模型以及網損 近似二次序列優化方法，大大提高了網損優化的計算效率及光伏分布式電源出力及用電負 荷隨機性的可控性。
【附圖說明】
[0043]圖1:是本發明實施例的方法流程圖。
[0044]圖2:是本發明實施例的配電網模型圖。
【具體實施方式】
[0045]為了便于本領域普通技術人員理解和實施本發明，下面結合附圖及實施例對本發 明作進一步的詳細描述，應當理解，此處所描述的實施示例僅用于說明和解釋本發明，并不 用于限定本發明。
[0046]請見圖1，是本發明實施例的方法流程圖；請見圖2,為本發明實施例的標準配電網 IEEE33節點模型。本發明提供一種基于分時預測參數線性自回歸滑動平均模型的光伏分布 式電源日前出力優化方法，包括以下步驟：
[0047] 步驟1:通過分時預測參數線性自回歸滑動平均模型預測環境溫度、光照強度以及 用電負荷，從而得到日前環境溫度、日前光照強度以及日前用電負荷。如公式（1)-(3)所示， 為分時預測參數線性自回歸滑動平均模型，T為光伏分布式電源日前出力優化時長。
[0048] 根據光照強度的自然特性，本發明T= 12,即一天選取12個小時作為研究周期時 長。考慮到日照的充分性，本發明選取廣東省東莞的光照強度、環境溫度、用電負荷作為光 伏分布式電源日前出力優化的實驗數據。
[0049] 在公示（1)中，Tb(t)為時刻t(l<t<T)預測的日前環境溫度，Tb(t-i)為過去t-i 時刻的環境溫度，eTb(t_j)為過去t_j時刻的環境溫度白噪聲。吟燦為日前時亥Ijt對應的過 去t_i時刻環境溫度的分時預測參數，0 Tb,^為日前時刻t對應的過去t_j時刻環境溫度白噪 聲的分時預測參數。
[0050]
⑴
[0051] 在公示⑵中，Ie(t)為時刻t(l^t<T)預測的日前光照強度，le(t-i)為過去t-i時 亥Ij的光照強度，々/〃/)為過去t-j時刻的光照強度白噪聲。化"為日前時亥Ijt對應的過去 t-i時刻光照強度的分時預測參數，為日前時刻t對應的過去t-j時刻光照強度白噪聲 的分時預測參數。
[0052]
[0053] (2)
[0054] 在公示(3)中，load(t)為時刻t(l<t<T)預測的日前用電負荷，load(t-i)為過去 t_i時刻的用電負荷，εIciad(t_ j)為過去t_ j時刻的用電負荷白噪聲。為日前時刻t對 應的過去t-i時刻用電負荷的分時預測參數，Qlciatu, t為日前時亥Ijt對應的過去t-j時刻用電 負荷白噪聲的分