綜合考慮多類型靈活性資源的主動(dòng)配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度方法研究

王薪媛，藺 紅

（新疆大學(xué) 電氣工程學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830017）

0 引言

高比例可再生能源并網(wǎng)成為我國(guó)能源發(fā)展趨勢(shì)[1]，[2]。然 而 風(fēng) 電、光 伏 的 滲 透 率 不 斷 升 高，使 主 動(dòng)配電網(wǎng)面臨著消納困難、線路容量過(guò)載、電能質(zhì)量下降和潮流雙向等問(wèn)題[3]，影響系統(tǒng)安全運(yùn)行。為保證多時(shí)間尺度下的電力平衡，主動(dòng)配電網(wǎng)必須具備靈活調(diào)節(jié)能力，需要考慮多類型靈活性能源協(xié) 調(diào) 優(yōu) 化[4]。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)電力系統(tǒng)靈活性的研究包括靈活性評(píng)估、靈活性平衡機(jī)理和靈活性規(guī)劃等方面[5]～[8]。文 獻(xiàn)[6]分 析 了 風(fēng) 荷 不 確 定 性、備 用 容 量 和機(jī)組爬坡率對(duì)系統(tǒng)靈活性的影響。文獻(xiàn)[7]從電力系統(tǒng)靈活性的特性出發(fā)，闡述了多時(shí)間尺度靈活性供需平衡機(jī)理。文獻(xiàn)[8]基于靈活性供需平衡機(jī)理，提出考慮源荷儲(chǔ)靈活性資源協(xié)調(diào)規(guī)劃方法。針對(duì)配電網(wǎng)層面，文獻(xiàn)[9]，[10]分別針對(duì)可再生能源波動(dòng)性、電動(dòng)汽車(chē)無(wú)序充電對(duì)系統(tǒng)靈活性的影響，提出了提升配電網(wǎng)靈活性的優(yōu)化調(diào)度方法，但僅驗(yàn)證了源荷儲(chǔ)靈活性資源的提升作用。文獻(xiàn)[11]指出配電網(wǎng)靈活性分為節(jié)點(diǎn)靈活性和網(wǎng)絡(luò)靈活性兩個(gè)層面，網(wǎng)絡(luò)靈活性反映了配電網(wǎng)對(duì)分布式的節(jié)點(diǎn)靈活性供給的傳輸支撐能力。除固有 網(wǎng) 架 外，智 能 軟 開(kāi) 關(guān)（Soft Open Point，SOP）可以實(shí)現(xiàn)饋線間的柔性互聯(lián)，定量、定向地控制功率傳輸[11]，也可作為網(wǎng)絡(luò)型靈活性資源。文獻(xiàn)[12]詳細(xì)介紹了新型互聯(lián)裝置SOP的工作原理。文獻(xiàn)[13]提出了考慮雙端SOP的配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度模型，驗(yàn)證了雙端SOP對(duì)網(wǎng)絡(luò)靈活性的提升作用。文獻(xiàn)[14]對(duì)比分析了雙端SOP、多端SOP和聯(lián)合儲(chǔ)能的智能軟開(kāi)關(guān)（SOP with Energy Storage，E-SOP），驗(yàn)證了E-SOP在提高主動(dòng)配電網(wǎng)承載能力方面效果顯著，但并未將其計(jì)入靈活性評(píng)估中。

針對(duì)含高滲透率可再生分布式電源的主動(dòng)配電網(wǎng)靈活性研究，本文提出了一種綜合考慮多類型靈活性資源的多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法。該方法除考慮節(jié)點(diǎn)型靈活性資源的調(diào)節(jié)能力外，還考慮了網(wǎng)絡(luò)型靈活性資源的作用；構(gòu)建了能反映節(jié)點(diǎn)靈活性和網(wǎng)絡(luò)靈活性充裕程度的兩個(gè)評(píng)估指標(biāo)，并將其納入優(yōu)化調(diào)度模型中；將多目標(biāo)粒子群算法與不確定性分析和潮流計(jì)算相結(jié)合，對(duì)所提多目標(biāo)調(diào)度模型進(jìn)行求解。

1 主動(dòng)配電網(wǎng)的靈活性

主動(dòng)配電網(wǎng)的電源側(cè)不僅包含上級(jí)電網(wǎng)和可控分布式電源，還新增了風(fēng)電、光伏等不可控分布式電源，大大增加了電源側(cè)的不確定性。隨著電力市場(chǎng)響應(yīng)機(jī)制的柔性負(fù)荷不斷普及，使得負(fù)荷側(cè)具有了一定可控性。

1.1 靈活性需求分析

靈活性需求是指系統(tǒng)應(yīng)對(duì)凈負(fù)荷時(shí)序波動(dòng)變化和隨機(jī)變化所需的靈活調(diào)節(jié)能力[9]。凈負(fù)荷是有功負(fù)荷除去風(fēng)電、光伏等不可控分布式電源出力后，系統(tǒng)需要供應(yīng)的剩余負(fù)荷[13]。為充分考慮凈負(fù)荷的不確定性，本文將風(fēng)電、光伏和負(fù)荷的實(shí)際功率均等效為預(yù)測(cè)值與預(yù)測(cè)誤差之和。其中，預(yù)測(cè)值為確定值，預(yù)測(cè)誤差為隨機(jī)變量。準(zhǔn)確刻畫(huà)系統(tǒng)靈活性需求需要建立風(fēng)電、光伏和負(fù)荷的預(yù)測(cè)誤差概率模型。目前，負(fù)荷的預(yù)測(cè)精度較高，其預(yù)測(cè)誤差一般服從正態(tài)分布；而風(fēng)電、光伏出力的預(yù)測(cè)精度較低，且不同功率區(qū)段的預(yù)測(cè)誤差往往呈現(xiàn)不同的分布特性，故采用適應(yīng)性更高的混合高斯模型[15]建立風(fēng)電、光伏出力預(yù)測(cè)誤差的概率密度函 數(shù)f（ΔPwt/pv）。

由于給定置信度下，置信區(qū)間并不唯一，且其寬度越窄可信度越高，故采用最短置信區(qū)間快速求解法。根據(jù)定積分近似計(jì)算原理，將置信區(qū)間劃分為M個(gè)等寬的矩形，通過(guò)矩形法只需得到最小的M，即可反饋出最小置信區(qū)間的上、下限，即：

由式（1）可得到給定置信度下，風(fēng)電、光伏和負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差的最短置信區(qū)間，進(jìn)而可確定系統(tǒng)向上靈活性需求和向下靈活性需求。

式 中 ：Pnl，t=Pl，t-Pwt，t-Ppv，t，Pnl，t，Pl，tPwt，t，Ppv，t分 別 為t時(shí)刻凈負(fù)荷、負(fù)荷、風(fēng)電、光伏功率的預(yù)測(cè)值；分別為負(fù)荷、風(fēng)電、光伏預(yù)測(cè)誤差上界；分別為負(fù)荷、風(fēng)電、光伏預(yù)測(cè)誤差下界。

1.2 靈活性供給分析

主動(dòng)配電網(wǎng)靈活性涵蓋供需匹配和傳輸能力兩個(gè)方面，因此，靈活性資源分為節(jié)點(diǎn)型和網(wǎng)絡(luò)型兩種類型。

1.2.1 節(jié)點(diǎn)型靈活性供給

節(jié)點(diǎn)型靈活性供給指靈活性資源的可控調(diào)節(jié)能力，與其當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)密切相關(guān)，具有方向性和狀態(tài)相依性。立足于主動(dòng)配電網(wǎng)的工程實(shí)際，可控分布式電源主要為微型燃?xì)廨啓C(jī)，且在柔性負(fù)荷調(diào)度中可中斷負(fù)荷的響應(yīng)性能較好，故本文考慮的節(jié)點(diǎn)型靈活性資源包括微型燃?xì)廨啓C(jī)、儲(chǔ)能、可中斷負(fù)荷和上級(jí)電網(wǎng)。微型燃?xì)廨啓C(jī)的供給能力受爬坡能力和可調(diào)容量約束；儲(chǔ)能的供給能力受最大充放電功率、充放電效率和儲(chǔ)能容量共同約束；可中斷負(fù)荷的供給能力與最大可中斷容量相關(guān)；上級(jí)電網(wǎng)的供給能力受聯(lián)絡(luò)線輸出功率極限約束。因此，系統(tǒng)向上靈活性供給和向下靈活性供給表達(dá)式為

1.2.2 網(wǎng)絡(luò)型靈活性供給

網(wǎng)絡(luò)型靈活性供給是指線路傳輸能力，只存在向上方向。在不升級(jí)線路的前提下，可以通過(guò)優(yōu)化系統(tǒng)潮流分布，盡可能減少線路上的功率流動(dòng)，為節(jié)點(diǎn)型靈活性供給的傳輸預(yù)留可行通道。本文所考慮的網(wǎng)絡(luò)型靈活性資源包括固有網(wǎng)架和SOP。

固有網(wǎng)架起傳輸支撐作用，SOP可以根據(jù)調(diào)度指令實(shí)時(shí)控制饋線兩端的功率傳輸，改變系統(tǒng)的潮流分布。此外，儲(chǔ)能可以通過(guò)SOP直流端接入配電網(wǎng)中，構(gòu)成E-SOP[14]，進(jìn)一步增強(qiáng)SOP功率調(diào)節(jié)能力，同時(shí)最大程度地發(fā)揮儲(chǔ)能的削峰填谷作用?？紤]到E-SOP內(nèi)部損耗遠(yuǎn)小于系統(tǒng)損耗，故忽略不計(jì)，其運(yùn)行特性如圖1所示。

圖1 E-SOP的運(yùn)行特性Fig.1 Operating characteristics of E-SOP

以儲(chǔ)能放電情景為例，假設(shè)儲(chǔ)能處于C運(yùn)行點(diǎn)，SOP兩端變流器分別處于A，B運(yùn)行點(diǎn)，SOP兩 端 輸 出 的 有 功 功 率 分 別 為Psop，1，t，Psop，2，t，均 流 入系 統(tǒng)，數(shù) 值 為 正，兩 者 之 和 恒 等 于 儲(chǔ) 能 出 力Pes，n，t。儲(chǔ)能充電情景同理，但SOP兩端輸出的有功功率均流出系統(tǒng)，數(shù)值為負(fù)。故SOP對(duì)兩端有功功率的控制受儲(chǔ)能最大充放電功率的限制。SOP兩端輸 出 的 無(wú) 功 功 率 分 別 為Qsop，1，t，Qsop，2，t，兩 者 由 于 直流電容的隔離作用而互不影響，僅受SOP自身容量的限制。因此，E-SOP在運(yùn)行優(yōu)化時(shí)需滿足：

式 中 ：Psop，i，t，Qsop，i，t分 別 為t時(shí) 刻SOP注 入 饋 線的 有 功、無(wú) 功 功 率；Ssop，i，max為 饋 線i所 連 接 的SOP容量上限；sn，t為儲(chǔ)能充放電狀態(tài)變量，0表示充電，1表 示 放 電；Pc，n，t，Pdc，n，t分 別 為t時(shí) 刻 第n個(gè) 儲(chǔ)能充、放電功率。

1.3 靈活性評(píng)估指標(biāo)

靈活性供需平衡是指主動(dòng)配電網(wǎng)在任一時(shí)刻、方向，節(jié)點(diǎn)型靈活性供給相對(duì)于靈活性需求較充裕，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)型靈活性供給可以滿足節(jié)點(diǎn)型靈活性供給的傳輸要求。為評(píng)估主動(dòng)配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)靈活性和網(wǎng)絡(luò)靈活性的充裕程度，本文提出了靈活性充裕率和傳輸充裕率兩個(gè)靈活性評(píng)估指標(biāo)。

1.3.1 靈活性充裕率

靈活性充裕率是某一時(shí)刻的靈活性供給與靈活性需求差與上靈活性需求之比，體現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)型靈活性供給相對(duì)靈活性需求的充裕程度，其表達(dá)式為

1.3.2 傳輸充裕率

傳輸充裕率是某一時(shí)刻某條線路最大傳輸容量與實(shí)際傳輸容量之差與最大傳輸容量之比，體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)型靈活性為節(jié)點(diǎn)型靈活性供給預(yù)留的傳輸充裕程度，其表達(dá)式為

式 中：FTR，ij，t為t時(shí) 刻ij線 路 的 傳 輸 充 裕 率，其 值為正時(shí)，表示網(wǎng)絡(luò)傳輸能力滿足要求，反之表示線路過(guò)載，網(wǎng)絡(luò)傳輸能力不滿足要求；Sij，t，分別為t時(shí)刻ij線路的傳輸量及ij線路傳輸上限。

2 主動(dòng)配電網(wǎng)靈活性提升多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型

基于靈活性供需平衡分析，本文提出了綜合考慮多類型靈活性資源的主動(dòng)配電網(wǎng)靈活性提升優(yōu)化調(diào)度方法。綜合考慮節(jié)點(diǎn)型靈活性資源的可控調(diào)節(jié)能力和網(wǎng)絡(luò)型靈活性資源的靈活傳輸能力，以微型燃?xì)廨啓C(jī)、上級(jí)電網(wǎng)的有功出力、柔性負(fù)荷的中斷量、儲(chǔ)能充放電功率和SOP各端口傳輸?shù)挠泄?、無(wú)功功率作為決策變量，構(gòu)建計(jì)及經(jīng)濟(jì)性、節(jié)點(diǎn)靈活性和網(wǎng)絡(luò)靈活性的多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型，總體框架如圖2所示。

圖2 多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度框架Fig.2 Multi-objective optimization scheduling framework

2.1 目標(biāo)函數(shù)

2.1.1 運(yùn)行總成本最小

由于可再生能源具有零污染、低成本等特征，考慮風(fēng)電、光伏全額消納，其運(yùn)行成本可忽略不計(jì)。本文著重考慮E-SOP對(duì)網(wǎng)絡(luò)潮流分布的優(yōu)化和網(wǎng)絡(luò)靈活性的提升，忽略SOP的投資成本，將網(wǎng)損成本納入目標(biāo)函數(shù)中。故運(yùn)行總成本包括微型燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行成本、儲(chǔ)能投資折算成本、可中斷負(fù)荷補(bǔ)償成本、上級(jí)電網(wǎng)購(gòu)電成本和網(wǎng)損成本，表達(dá)式為

式 中：T為 調(diào) 度 周 期；am，bm，cm為 第m個(gè) 微 型 燃 氣輪 機(jī) 的 成 本 系 數(shù)；Ces，n，Mes，n分 別 為 第n個(gè) 儲(chǔ) 能 投資 成 本 和 充 放 電 循 環(huán) 次 數(shù)；Cil，k，t為t時(shí) 刻 第k個(gè)可中斷負(fù)荷的補(bǔ)償成本；Ctn，t為t時(shí)刻向上級(jí)電網(wǎng)購(gòu)電成本；Plost，t為t時(shí)刻系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)損耗。

2.1.2 節(jié)點(diǎn)靈活性最大

節(jié)點(diǎn)靈活性最大表征為整個(gè)調(diào)度周期向上、向下靈活性充裕率之和最大，其表達(dá)式為

2.1.3 網(wǎng)絡(luò)靈活性最大

網(wǎng)絡(luò)靈活性最大是指整個(gè)調(diào)度周期所有線路的傳輸充裕率之和最大，其表達(dá)式為

式 中：B為 所 有 線 路 的 集 合；FTR，ij，t為t時(shí) 刻ij線 路的傳輸充裕率。

2.2 約束條件

2.2.1 潮流約束

采用簡(jiǎn)化的DistFlow模型[16]模擬主動(dòng)配電網(wǎng)潮流：

式中：Ωa為末端節(jié)點(diǎn)為j的所有線路首端節(jié)點(diǎn)集合；Ωb為首端節(jié)點(diǎn)為j的所有線路末端節(jié)點(diǎn)集合；Pij，t，Qij，t分 別 為t時(shí) 刻 節(jié) 點(diǎn)i流 向 節(jié) 點(diǎn)j的 有功、無(wú)功功率（規(guī)定從小編號(hào)節(jié)點(diǎn)流向大編號(hào)節(jié)點(diǎn)為 正 方 向）；Pj，t，Qj，t分 別 為t時(shí) 刻 節(jié) 點(diǎn)j注 入 的 有功、無(wú) 功 功 率；Ui，t為t時(shí) 刻 節(jié) 點(diǎn)i的 電 壓；Iij，t為t時(shí)刻 線 路ij的 電 流；rij，xij分 別 為 線 路ij的 電 阻、電抗。

2.2.2 安全運(yùn)行約束

2.2.3 微型燃?xì)廨啓C(jī)約束

式 中：Qmt，m，t為t時(shí) 刻 第m個(gè) 微 型 燃 氣 輪 機(jī) 的 無(wú) 功功 率；φmt，m為 微 型 燃 氣 輪 機(jī) 的 功 角。

2.2.4 可中斷負(fù)荷約束

式中：sk，t為t時(shí)刻第k個(gè)可中斷負(fù)荷的狀態(tài)變量，0表 示 未 中 斷，1表 示 中 斷；Qil，k，t為t時(shí) 刻 第k個(gè) 可 中 斷 負(fù) 荷 中 斷 的 無(wú) 功 負(fù) 荷；Pl，k，t，Ql，k，t分 別 為該節(jié)點(diǎn)原始有功、無(wú)功負(fù)荷；最大中斷持續(xù)時(shí)間。

2.2.5 上級(jí)電網(wǎng)約束

式中：Qtn，t，，分別為t時(shí)刻上級(jí)電網(wǎng)傳輸?shù)臒o(wú)功功率及其上、下限。

2.2.6 靈活性充裕約束

2.2.7 E-SOP約束

E-SOP約 束 見(jiàn) 式（5）。

3 多目標(biāo)優(yōu)化模型求解

本文所提的靈活性提升優(yōu)化調(diào)度模型是一個(gè)非線性、多變量、多目標(biāo)的復(fù)雜優(yōu)化問(wèn)題。故采取內(nèi)嵌潮流計(jì)算的多目標(biāo)粒子群算法進(jìn)行求解，具體求解流程如圖3所示。

圖3 模型求解流程Fig.3 Flow chart of the model

利用模糊隸屬度法[17]計(jì)算Parato解集中每個(gè)解對(duì)各目標(biāo)的偏好值，選取偏好值最大的解作為優(yōu)化模型的最優(yōu)折中解。將多目標(biāo)粒子群算法與不確定性分析和潮流計(jì)算相結(jié)合，通過(guò)不確定性分析獲得靈活性需求，同時(shí)對(duì)每個(gè)粒子進(jìn)行潮流計(jì)算，舍棄不滿足安全運(yùn)行約束的粒子。在此基礎(chǔ)上確定靈活性供給，并對(duì)構(gòu)建的三個(gè)目標(biāo)函數(shù)值行計(jì)算，根據(jù)支配關(guān)系，將非支配解存入外部檔案，經(jīng)循環(huán)迭代最終得到調(diào)度模型的最優(yōu)折中解。

4 算例分析

采用改進(jìn)的IEEE33節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)進(jìn)行算例驗(yàn)證，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 改進(jìn)的IEEE33節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)Fig.4 Improved IEEE33-node system

采用春季某典型日的風(fēng)電、光伏和負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，得到置信度為95%時(shí)的風(fēng)光荷預(yù)測(cè)功率區(qū)間。主動(dòng)配電網(wǎng)最大負(fù)荷為4950kW，風(fēng)電和光伏裝機(jī)總?cè)萘繛?000kW，可再生能源滲透率達(dá)60%，屬于高滲透率可再生能源系統(tǒng)。

4.1 多目標(biāo)優(yōu)化結(jié)果分析

采用內(nèi)嵌潮流計(jì)算的多目標(biāo)粒子群算法進(jìn)行模型求解，設(shè)置種群規(guī)模為50，最大迭代次數(shù)為100，得到Parato解集擬合曲面如圖5所示。

圖5 Parato解集擬合曲面Fig.5 Pareto solution set fitting surface

圖5中三角形表示單個(gè)目標(biāo)最優(yōu)時(shí)的解，運(yùn)行成本最小為25893.61元，節(jié)點(diǎn)型靈活性最大為119.59%，網(wǎng)絡(luò)型靈活性最大為238.57%?？梢钥闯觯?jīng)濟(jì)性和節(jié)點(diǎn)型靈活性、網(wǎng)絡(luò)型靈活性之間存在矛盾關(guān)系，當(dāng)調(diào)度策略更側(cè)重于經(jīng)濟(jì)性時(shí)，會(huì)導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)型靈活性和網(wǎng)絡(luò)型靈活性水平較低；而當(dāng)調(diào)度計(jì)劃更側(cè)重于靈活性時(shí)，運(yùn)行成本較高，兩個(gè)維度靈活性也并非正相關(guān)。利用模糊隸屬度法計(jì)算各解的偏好值，最大值為0.735，選取此解為最優(yōu)折中解，圖中五角星所示。此方案的運(yùn)行成本為29360.97元，全周期靈活性充裕率為114.08%，全周期的支路傳輸充裕率為231.23%。

該方案的節(jié)點(diǎn)型靈活性資源調(diào)度策略和網(wǎng)絡(luò)型靈活性資源運(yùn)行策略如圖6，7所示。

圖6 節(jié)點(diǎn)型靈活性資源調(diào)度計(jì)劃Fig.6 Node-type flexible resource scheduling plan

圖7 網(wǎng)絡(luò)型靈活性資源運(yùn)行策略Fig.7 Network-type flexible resource operation strategy

由圖6，7可知，該方案可以跟蹤凈負(fù)荷曲線的波動(dòng)，節(jié)點(diǎn)型靈活性資源均保留了一定調(diào)節(jié)容量。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)型靈活性資源不僅可以調(diào)節(jié)有功功率，同時(shí)提供了無(wú)功功率。

4.2 節(jié)點(diǎn)型靈活性資源作用分析

基于可再生能源和負(fù)荷的預(yù)測(cè)功率區(qū)間，本節(jié)設(shè)置以下4種方案（均不考慮網(wǎng)絡(luò)型靈活性）對(duì)比分析節(jié)點(diǎn)型靈活性資源對(duì)靈活性的提升作用。方案1：不考慮靈活性資源，僅預(yù)留10%的旋轉(zhuǎn)備用容量；方案2：不考慮靈活性資源，僅預(yù)留20%的旋轉(zhuǎn)備用容量；方案3：考慮源側(cè)靈活性資源，包括上級(jí)電網(wǎng)和微型燃?xì)廨啓C(jī)；方案4：考慮所有節(jié)點(diǎn)型靈活性資源，包括上級(jí)電網(wǎng)、微型燃?xì)廨啓C(jī)、可中斷負(fù)荷和儲(chǔ)能。

不同方案的優(yōu)化結(jié)果如表1、圖8，9所示。由優(yōu)化結(jié)果可知：①在高滲透率可再生能源配電網(wǎng)中，僅依靠增加旋轉(zhuǎn)備用容量的調(diào)度方式既不經(jīng)濟(jì)，也無(wú)法滿足靈活性需求；②在整個(gè)調(diào)度周期內(nèi)，整體靈活性充裕率雖滿足要求，但在各時(shí)間斷面仍存在靈活性不足情況；③所提靈活性充裕率指標(biāo)可以很好地反映靈活性供給相對(duì)需求的充裕程度。

圖8 不同方案的靈活性充裕率Fig.8 Flexibility sufficiency rate of different schemes

表1 不同方案的優(yōu)化結(jié)果Table1 Optimization results of different schemes

圖9 不同方案的靈活性缺額Fig.9 Lack of flexibility under different schemes

由圖8，9可知，對(duì)比方案1和方案2，在高滲透率可再生能源配電網(wǎng)中，通過(guò)增加備用容量的調(diào)度方式可以提升系統(tǒng)的靈活性，但其經(jīng)濟(jì)性大大降低，且仍然無(wú)法滿足各時(shí)段的靈活性需求。對(duì)比方案2和方案3，考慮源測(cè)靈活性資源協(xié)調(diào)優(yōu)化，通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)其出力水平，可以顯著提高系統(tǒng)的向下靈活性，但仍存在向上靈活性不足時(shí)段。對(duì)比方案3和方案4，由于源測(cè)的可調(diào)容量有限，無(wú)法滿足向上靈活性需求；方案4增加荷儲(chǔ)靈活性資源，可以在負(fù)荷低谷時(shí)充電，在高峰時(shí)放電，必要時(shí)可以通過(guò)中斷負(fù)荷進(jìn)一步提升向上靈活性。合理調(diào)度節(jié)點(diǎn)型靈活性資源可以避免旋轉(zhuǎn)備用的高額成本，且資源種類越豐富對(duì)系統(tǒng)靈活性的提升效果越好。

4.3 網(wǎng)絡(luò)型靈活性資源作用分析

本節(jié)在考慮所有節(jié)點(diǎn)靈活性資源的前提下，從提升網(wǎng)絡(luò)型靈活性、改善電壓水平和降低網(wǎng)損3個(gè)方面分析網(wǎng)絡(luò)型靈活性資源的作用，新增2種方案進(jìn)行對(duì)比。方案5：在方案4基礎(chǔ)上，考慮網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行約束；方案6：在方案4基礎(chǔ)上，同時(shí)考慮網(wǎng)絡(luò)約束和E-SOP運(yùn)行策略。不同方案的優(yōu)化結(jié)果如表2、圖10，11所示。

表2 不同方案的優(yōu)化結(jié)果Table2 Optimization results of different schemes

圖10 不同方案19時(shí)段的傳輸充裕率Fig.10 Transmission sufficiency rate of different schemes at 19th period

圖11 不同方案19時(shí)段的支路網(wǎng)損和節(jié)點(diǎn)電壓Fig.11 Branch network loss and node voltage of different schemes at19th period

由表2可知，優(yōu)化E-SOP的運(yùn)行，可以進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)型靈活性，同時(shí)在降低網(wǎng)絡(luò)損耗和改善電壓水平方面均有一定效果。由圖10，11可知：對(duì)比方案4和方案5，在制定調(diào)度計(jì)劃時(shí)，若僅考慮節(jié)點(diǎn)型靈活性資源的協(xié)調(diào)優(yōu)化，而忽略網(wǎng)絡(luò)約束，理論上靈活性充裕率滿足要求，但各支路可能過(guò)載而無(wú)法傳輸相應(yīng)的靈活性供給，因此并不能保證系統(tǒng)靈活運(yùn)行。對(duì)比方案5和方案6，E-SOP的優(yōu)化運(yùn)行有效提高了網(wǎng)絡(luò)的傳輸能力。同時(shí)，E-SOP不僅能夠調(diào)整有功功率傳輸，控制儲(chǔ)能的充放電，還可以提供一定的無(wú)功功率，改善電壓越限問(wèn)題。

在討論主動(dòng)配電網(wǎng)靈活性時(shí)，要同時(shí)考慮節(jié)點(diǎn)型靈活性和網(wǎng)絡(luò)型靈活性，當(dāng)兩者都滿足靈活性需求時(shí)，才能保證系統(tǒng)的靈活安全運(yùn)行。

5 結(jié)束語(yǔ)

基于主動(dòng)配電網(wǎng)的供需平衡分析，提出了一種綜合考慮多類型靈活性資源的優(yōu)化調(diào)度方法。仿真結(jié)果表明，本文所構(gòu)建的兩個(gè)靈活性指標(biāo)，能夠正確反映靈活性充裕程度，將其引入優(yōu)化調(diào)度模型中，能得到兼顧經(jīng)濟(jì)性和靈活性的方案。同時(shí)，驗(yàn)證了E-SOP的靈活性提升效果，證明了所提方法能滿足節(jié)點(diǎn)靈活性和網(wǎng)絡(luò)靈活性兩方面需求。