农村光伏柔性直流配电网系统设计方法及装置

1.本技术涉及可再生能源利用及微电网技术领域，特别涉及一种农村光伏柔性直流配电网系统设计方法及装置。


背景技术：

2.使用含高比例的可再生能源的电力系统被认为是实现碳中和战略的有效途径之一，太阳能是取之不尽用之不竭的清洁能源，随着光伏行业的发展，光伏设备的价格逐渐平民化，光伏发电成为代替传统化石能源发电的备选方案，然而，由于受到天气条件的影响，光伏发电具有随机性和波动性，直接与电网相连会危害电网安全，降低电能质量，如何实现光伏电的有效消纳和平稳上网是一个重要难题。
3.相关技术中，农村地区有广阔的屋顶面积，光伏安装潜力大，同时，农村地区用电量小，绝大多数农户每年的用电量远远低于农村地区的光伏安装潜力，有条件实现完全依靠光伏电满足自身用电需求，完全不依靠电网的电力支持，同时可以将多余的电力有序平稳地送上电网，将农村配电网系统变成虚拟电厂。
4.然而，相关技术中光伏系统设计中的光伏电难以消纳、无序上网危害电网安全，减低电能质量，难以合理优化光伏容量、储电容量以及运行策略，无法保证系统的稳定运行。


技术实现要素：

5.本技术提供一种农村光伏柔性直流配电网系统设计方法及装置，以解决相关技术中光伏系统设计中的光伏电难以消纳、无序上网危害电网安全，减低电能质量，难以合理优化光伏容量、储电容量以及运行策略，无法保证系统的稳定运行等问题。
6.本技术第一方面实施例提供一种农村光伏柔性直流配电网系统设计方法，包括以下步骤：基于农户的电器类型和生活习惯，得到农户逐时电负荷曲线；结合二极管模型和当地气象参数，得到不同季节和不同天气条件的光伏逐时发电功率曲线；以经济性和与台区平稳交互为第一目标函数，以节点功率平衡和满足夜间农户用电需求为第一约束条件，建立优化方程并利用第一优化算法求解，得到每个农户的光伏装机容量、户内储电容量与第一运行策略；以及以经济性和与电网平稳交互为第二目标函数，以节点功率平衡和满足台区在连续阴雨天的用电需求为第二约束条件，建立优化方程并利用第二优化算法求解，得到台区集中储电容量与第二运行策略。
7.可选地，在本技术的一个实施例中，所述基于农户的电器类型和生活习惯，建立农户用电预测模型，得到农户逐时电负荷曲线，包括：根据各种用电设备的使用时间和频率，结合每种用电设备的功率，引入随机过程计算农户的逐时用电功率，生成所述农户逐时电负荷曲线。
8.可选地，在本技术的一个实施例中，所述结合二极管模型和当地气象参数，得到不同季节和不同天气条件的光伏逐时发电功率曲线，包括：根据逐时总辐射照度、逐时直射辐射和逐时室外温度，结合气象参数修正的二极管模型及电导增量法计算光伏的逐时发电功
率，生成所述光伏逐时发电功率曲线。
9.可选地，在本技术的一个实施例中，所述以经济性和与台区平稳交互为第一目标函数，以节点功率平衡和满足夜间农户用电需求为第一约束条件，建立优化方程并利用第一优化算法求解，得到每个农户的光伏装机容量、户内储电容量与第一运行策略，包括：将系统收益最大化作为第一子目标函数，得到户内储电与光伏容量，并将白天送入台区的逐时功率标准差最小作为第二子目标函数，以利用所述第一优化算法求解所述第一运行策略。
10.可选地，在本技术的一个实施例中，所述以经济性和与电网平稳交互为第二目标函数，以节点功率平衡和满足台区在连续阴雨天的用电需求为第二约束条件，建立优化方程并利用第二优化算法求解，得到台区集中储电容量与第二运行策略，包括：根据历史气象数据出现的最长连续连阴天数量下的台区总用电量确定集中储电容量的下限值，并将系统收益最大化作为第二子目标函数，且将白天送入电网的逐时功率标准差最小作为第二子目标函数，以利用所述第二优化算法求解所述第二运行策略。
11.本技术第二方面实施例提供一种农村光伏柔性直流配电网系统设计装置，包括：第一获取模块，用于基于农户的电器类型和生活习惯，得到农户逐时电负荷曲线；第二获取模块，用于结合二极管模型和当地气象参数，得到不同季节和不同天气条件的光伏逐时发电功率曲线；第一设计模块，用于以经济性和与台区平稳交互为第一目标函数，以节点功率平衡和满足夜间农户用电需求为第一约束条件，建立优化方程并利用第一优化算法求解，得到每个农户的光伏装机容量、户内储电容量与第一运行策略；以及第二设计模块，用于以经济性和与电网平稳交互为第二目标函数，以节点功率平衡和满足台区在连续阴雨天的用电需求为第二约束条件，建立优化方程并利用第二优化算法求解，得到台区集中储电容量与第二运行策略。
12.可选地，在本技术的一个实施例中，所述第一获取模块包括：第一生成单元，用于根据各种用电设备的使用时间和频率，结合每种用电设备的功率，引入随机过程计算农户的逐时用电功率，生成所述农户逐时电负荷曲线。
13.可选地，在本技术的一个实施例中，所述第二获取模块包括：第二生成单元，用于根据逐时总辐射照度、逐时直射辐射和逐时室外温度，结合气象参数修正的二极管模型及电导增量法计算光伏的逐时发电功率，生成所述光伏逐时发电功率曲线。
14.可选地，在本技术的一个实施例中，所述第一设计模块包括：第一求解单元，用于将系统收益最大化作为第一子目标函数，得到户内储电与光伏容量，并将白天送入台区的逐时功率标准差最小作为第二子目标函数，以利用所述第一优化算法求解所述第一运行策略。
15.可选地，在本技术的一个实施例中，所述第二设计模块包括：第二求解单元，用于根据历史气象数据出现的最长连续连阴天数量下的台区总用电量确定集中储电容量的下限值，并将系统收益最大化作为第二子目标函数，且将白天送入电网的逐时功率标准差最小作为第二子目标函数，以利用所述第二优化算法求解所述第二运行策略。
16.本技术第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的农村光伏柔性直流配电网系统设计方法。
17.本技术第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的农村光伏柔性直流配电网系统设计方法。
18.本技术实施例可以将农村配电网系统设计为一个虚拟电厂，实现电力系统的光伏电的有效消纳，提高可再生能源利用率，加强与电网的平稳交互，保证电网安全，提高电能的质量。由此，解决了相关技术中光伏系统设计中的光伏电难以消纳、无序上网危害电网安全，减低电能质量，难以合理优化光伏容量、储电容量以及运行策略，无法保证系统的稳定运行等问题。
19.本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
20.本技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
21.图1为根据本技术实施例提供的一种农村光伏柔性直流配电网系统设计方法的流程图；
22.图2为根据本技术一个实施例的农村光伏柔性直流配电网系统设计方法的流程图；
23.图3为根据本技术实施例提供的一种农村光伏柔性直流配电网系统设计装置的结构示意图；
24.图4为根据本技术实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
25.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
26.下面参考附图描述本技术实施例的农村光伏柔性直流配电网系统设计方法及装置。针对上述背景技术中心提到的相关技术中光伏系统设计中的光伏电难以消纳、无序上网危害电网安全，减低电能质量，难以合理优化光伏容量、储电容量以及运行策略，无法保证系统的稳定运行的问题，本技术提供了一种农村光伏柔性直流配电网系统设计方法，在该方法中，可以将农村配电网系统设计为一个虚拟电厂，实现电力系统的光伏电的有效消纳，提高可再生能源利用率，加强与电网的平稳交互，保证电网安全，提高电能的质量。由此，解决了相关技术中光伏系统设计中的光伏电难以消纳、无序上网危害电网安全，减低电能质量，难以合理优化光伏容量、储电容量以及运行策略，无法保证系统的稳定运行等问题。
27.具体而言，图1为本技术实施例所提供的一种农村光伏柔性直流配电网系统设计方法的流程示意图。
28.如图1所示，该农村光伏柔性直流配电网系统设计方法包括以下步骤：
29.在步骤s101中，基于农户的电器类型和生活习惯，得到农户逐时电负荷曲线。
30.可以理解的是，本技术实施例中的季节可以为冬季、夏季和过渡季，不同季节的农户的使用习惯可以为电器的使用时间段、使用频率和电器功率，不同用电特征可以为高耗型农户、普通型农户和节俭型农户。
31.作为一种可能实现的方式，本技术实施例可以根据村庄农户在不同季节的电器类型和生活习惯，建立用电预测模型，得到逐时负荷曲线，可以利用聚类分析的方法根据不同类型的特征数据简化计算，从而可以快速得到农户逐时电负荷曲线。
32.需要说明的是，由于农户生活习惯具有一定随机性，因此对于逐时功率需要结合随机过程进行计算。
33.本技术实施例可以根据农户的电器类型和生活习惯，得到农户逐时电负荷曲线，保证在经济性和平稳有序上网的基础上得到系统的光伏容量、储电容量以及运行策略，从而实现电力系统的光伏电的有效消纳。
34.其中，在本技术的一个实施例中，基于农户的电器类型和生活习惯，建立农户用电预测模型，得到农户逐时电负荷曲线，包括：根据各种用电设备的使用时间和频率，结合每种用电设备的功率，引入随机过程计算农户的逐时用电功率，生成农户逐时电负荷曲线。
35.可以理解的是，本技术实施例中农户的使用习惯可以为各种用电设备的使用时间和频率等信息，本技术实施例可以结合用电设备的功率，引入随机过程计算农户的逐时用电功率。
36.在具体实施例中，可以根据村庄农户在不同季节的各种用电设备的使用时间段、使用频率，结合用电设备功率，根据农户生活习惯的随机性，对逐时功率结合随机过程进行计算，建立用电预测模型，利用不同类型的特征数据简化计算，从而快速得到农户逐时电负荷曲线得到农户逐时电负荷曲线。
37.本技术实施例可以根据各种用电设备的使用时间和频率，结合每种用电设备的功率，引入随机过程计算农户的逐时用电功率，生成农户逐时电负荷曲线，从而实现电力系统的光伏电的有效消纳。
38.在步骤s102中，结合二极管模型和当地气象参数，得到不同季节和不同天气条件的光伏逐时发电功率曲线。
39.可以理解的是，本技术实施例中的气象参数可以为逐时总辐射照度、逐时直射辐射和逐时室外温度，逐时总辐射照度、逐时直射辐射照度可以结合安装位置的经纬度和安装倾角，本技术实施例可以利用坐标分析法计算出光伏板表面的逐时辐射强度，坐标分析法是分别以垂直地面方向、正东方向和正南方向建立三维直角坐标系，表达出光伏板单位法线的坐标以及太阳位置的坐标得到直射光线与光伏板法线夹角，最终得到光伏板表面接收到的逐时辐射照度。
40.具体而言，本技术实施例可以结合二极管模型和当地气象参数，根据逐时总辐射照度、逐时直射辐射结合安装位置的经纬度和安装倾角，利用坐标分析法计算出光伏板表面的逐时辐射强度，可以根据光伏板表面的逐时辐射强度和室外空气温度对二极管模型的参数进行修正，然后结合电导增量法计算得到光伏的逐时发电功率，得到不同季节和不同天气条件的光伏逐时发电功率曲线。
41.本技术实施例可以结合二极管模型和当地气象参数，得到不同季节和不同天气条件的光伏逐时发电功率曲线，从而实现电力系统的光伏电的有效消纳，提高与电网的平稳
交互，保证将电力送入电网而且不损害电网的正常运行。
42.其中，在本技术的一个实施例中，结合二极管模型和当地气象参数，得到不同季节和不同天气条件的光伏逐时发电功率曲线，包括：根据逐时总辐射照度、逐时直射辐射和逐时室外温度，结合气象参数修正的二极管模型及电导增量法计算光伏的逐时发电功率，生成光伏逐时发电功率曲线。
43.可以理解的是，本技术实施例中的气象参数可以为逐时总辐射照度、逐时直射辐射和逐时室外温度，逐时总辐射照度、逐时直射辐射照度可以结合安装位置的经纬度和安装倾角，本技术实施例可以利用坐标分析法计算出光伏板表面的逐时辐射强度，坐标分析法是分别以垂直地面方向、正东方向和正南方向建立三维直角坐标系，表达出光伏板单位法线的坐标以及太阳位置的坐标得到直射光线与光伏板法线夹角，最终得到光伏板表面接收到的逐时辐射照度。
44.在一些情况下，本技术实施例可以通过逐时总辐射照度、逐时直射辐射，结合安装位置的经纬度和安装倾角，利用坐标分析法计算出光伏板表面的逐时辐射强度，本技术实施例可以根据光伏板表面的逐时辐射强度和室外空气温度，修正二极管模型的参数，结合电导增量法，计算得到光伏的逐时发电功率，生成光伏逐时发电功率曲线，实现电力系统的光伏电的有效消纳，提高与电网的平稳交互，保证将电力送入电网而且不损害电网的正常运行。
45.在步骤s103中，以经济性和与台区平稳交互为第一目标函数，以节点功率平衡和满足夜间农户用电需求为第一约束条件，建立优化方程并利用第一优化算法求解，得到每个农户的光伏装机容量、户内储电容量与第一运行策略。
46.可以理解的是，本技术实施例中的台区集中储电设备运行策略可以基于光伏发电功率、户内储电设备功率、用电功率和上网功率实现潮流平衡，通过控制台区集中储电设备的充放电功率，实现逐时上网功率的标准差最小，实现与电网平稳交互，户内的经济性指标可以为卖电收益加上节约电力的收益减去设备的投资和阴雨天从台区集中储电购买电力的费用，平稳交互可以为以送入台区逐时电功率的标准差最小为目标函数，送入台区的功率可以为每户的光伏功率减去户内用电设备和电池的取电功率，本技术实施例中的优化算法可以用常规的优化算法，如模拟退化算法、粒子群算法等，户内储电设备可以用于满足农户夜间用电量，户内储电容量的设计应大于农户夜间的用电量。
47.作为一种可能实现的方式，本技术实施例可以以经济性和与台区平稳交互为第一目标函数，以节点功率平衡和满足夜间农户用电需求为第一约束条件，建立优化方程并利用第一优化算法求解，得到每个农户的光伏装机容量、户内储电容量与第一运行策略，本技术实施例中的台区集中储电设备运行策略，可以在光伏发电功率、户内储电设备功率、用电功率和上网功率实现潮流平衡的前提下，通过控制台区集中储电设备的充放电功率，实现逐时上网功率的标准差最小，实现与电网平稳交互，满足农户夜间的用电需求，台区集中储电设备满足台区在阴雨天的用电需求，从而有效解决农村生活用电的问题，节约农民用电费用，并可以通过向电网卖电增加农户收入。
48.其中，在本技术的一个实施例中，以经济性和与台区平稳交互为第一目标函数，以节点功率平衡和满足夜间农户用电需求为第一约束条件，建立优化方程并利用第一优化算法求解，得到每个农户的光伏装机容量、户内储电容量与第一运行策略，包括：将系统收益
最大化作为第一子目标函数，得到户内储电与光伏容量，并将白天送入台区的逐时功率标准差最小作为第二子目标函数，以利用第一优化算法求解第一运行策略。
49.可以理解的是，本技术实施例中的储电设备运行策略，可以为用户内储电设备满足农户夜间的用电需求，台区集中储电设备满足台区在阴雨天的用电需求，户内储电设备的容量下限为农户夜间的用电量，台区集中储电设备的容量下限为最长的连续阴雨天的台区用电量。
50.具体而言，本技术实施例可以将系统收益最大化作为第一子目标函数，得到户内储电与光伏容量，将白天送入电网的逐时功率标准差最小作为第二子目标函数，可以采用常规的优化算法，如模拟退化算法、粒子群算法等求解优化方程，得到台区集中储电容量以及运行策略，从而有效解决农村生活用电的问题，节约农民用电费用，并可以通过向电网卖电增加农户收入。
51.在步骤s104中，以经济性和与电网平稳交互为第二目标函数，以节点功率平衡和满足台区在连续阴雨天的用电需求为第二约束条件，建立优化方程并利用第二优化算法求解，得到台区集中储电容量与第二运行策略。
52.可以理解的是，本技术实施例中的储电设备运行策略，可以为用户内储电设备满足农户夜间的用电需求，台区集中储电设备满足台区在阴雨天的用电需求，户内储电设备的容量下限为农户夜间的用电量，台区集中储电设备的容量下限可以为最长的连续阴雨天的台区用电量，本技术实施例中的台区集中储电容量和运行策略的优化方法的经济性指标为卖电收益减去投资成本，卖电收益不止是晴天向电网的卖电收益，还包括阴雨天向台区内农户的卖电收益，在光伏容量和户内储电设备容量的优化模型中，经济性指标为卖电收益加上节约电力的收益减去设备的投资和阴雨天从台区集中储电购买电力的费用。
53.进一步地，本技术实施例中的优化算法可以用常规的优化算法，如模拟退化算法、粒子群算法等，本技术实施例中的送入电网的功率为农户送上台区的功率减去台区储电设备的充电功率，本技术实施例中的台区用电量可以根据农户用电量模型结合蒙特卡洛的随机方法计算整个台区的用电功率和用电量，本技术实施例中可以根据光伏发电模型结合蒙特卡洛的随机方法计算得到台区总发电功率。
54.作为一种可能实现的方式，本技术实施例可以以经济性和与电网平稳交互为第二目标函数，以节点功率平衡和满足台区在连续阴雨天的用电需求为第二约束条件，建立优化方程并利用第二优化算法求解，可以根据历史气象数据出现的最长连续连阴天数量下的台区总用电量确定集中储电容量的下限值，同时可以将系统收益最大化作为第一子目标函数，将白天送入电网的逐时功率标准差最小作为第二子目标函数，求解优化方程得到台区集中储电运行策略，得到台区集中储电容量与第二运行策略。
55.本技术实施例可以以经济性和与电网平稳交互为第二目标函数，以节点功率平衡和满足台区在连续阴雨天的用电需求为第二约束条件，建立优化方程并利用第二优化算法求解，得到台区集中储电容量与第二运行策略，从而在保证经济性和平稳有序上网的基础上得到系统的光伏容量、储电容量以及运行策略，保证台区的光伏发电优先被农户以及台区的用电设备消纳，台区不需要从电网获取电力支持，而且多余的电力再通过柔性调节有序送入电网，将农村配电网系统从电力的消费者变成一个虚拟电厂，保证整个配电系统完全依靠光伏供电，晴天将多余电力送上市政电网，阴雨天和夜间利用储电满足用电需求，全
年不需要从电网取电，将农村从电力消纳者变成电力的生产者，保证经济性与电网平稳交互，将电力送入电网而且不损害电网的正常运行，系统运行不产生任何碳排放。
56.其中，在本技术的一个实施例中，以经济性和与电网平稳交互为第二目标函数，以节点功率平衡和满足台区在连续阴雨天的用电需求为第二约束条件，建立优化方程并利用第二优化算法求解，得到台区集中储电容量与第二运行策略，包括：根据历史气象数据出现的最长连续连阴天数量下的台区总用电量确定集中储电容量的下限值，并将系统收益最大化作为第二子目标函数，且将白天送入电网的逐时功率标准差最小作为第二子目标函数，以利用第二优化算法求解第二运行策略，本技术实施例中的储电设备运行策略，可以为用户内储电设备满足农户夜间的用电需求，台区集中储电设备满足台区在阴雨天的用电需求，因此，户内储电设备的容量下限是农户夜间的用电量，台区集中储电设备的容量下限是最长的连续阴雨天的台区用电量。
57.可以理解的是，本技术实施例中的台区用电量可以为根据农户用电量模型结合基于蒙特卡洛的随机方法计算整个台区的用电功率和用电量，本技术实施例中的台区总发电功率可以根据光伏发电功率结合蒙特卡洛的随机方法计算得到，本技术实施例中的台区集中储电容量和运行策略的优化方法的经济性指标为卖电收益减去投资成本，卖电收益不止是晴天向电网的卖电收益，还包括阴雨天向台区内农户的卖电收益，对于光伏容量和户内储电设备容量的优化模型中，经济性指标为卖电收益加上节约电力的收益减去设备的投资和阴雨天从台区集中储电购买电力的费用。
58.具体而言，本技术实施例可以根据历史气象数据出现的最长连续连阴天数量下的台区总用电量，确定集中储电容量的下限值，将系统收益最大化作为第二子目标函数，可以将白天送入电网的逐时功率标准差最小作为第二子目标函数，从而利用第二优化算法求解第二运行策略，本技术实施例中的储电设备运行策略，可以为用户内储电设备满足农户夜间的用电需求，台区集中储电设备满足台区在阴雨天的用电需求，因此，户内储电设备的容量下限是农户夜间的用电量，台区集中储电设备的容量下限是最长的连续阴雨天的台区用电量。
59.本技术实施例可以进一步实现台区的光伏发电优先被农户以及台区的用电设备消纳，台区不需要从电网获取电力支持，将多余的电力再通过柔性调节有序送入电网，将农村配电网系统从电力的消费者变成一个虚拟电厂，从而进一步保证整个配电系统完全依靠光伏供电，晴天将多余电力送上市政电网，阴雨天和夜间利用储电满足用电需求，全年不需要从电网取电，将农村从电力消纳者变成电力的生产者。
60.具体地，可以结合图2所示，以一个具体实施例对本技术实施例的农村光伏柔性直流配电网系统设计方法的工作原理进行详细阐述。
61.如图2所示，本技术实施例可以包括以下步骤：
62.步骤s201：建立用电预测模型，生成逐时负荷曲线。本技术实施例可以根据村庄农户在不同季节的各种用电设备的使用时间段、使用频率，结合用电设备功率，根据农户生活习惯的随机性，对逐时功率结合随机过程进行计算，建立用电预测模型，利用不同类型的特征数据简化计算，从而快速得到农户逐时电负荷曲线得到农户逐时电负荷曲线。
63.步骤s202：修正二极管模型的参数，结合电导增量法得到光伏的逐时发电功率。本技术实施例可以结合二极管模型和当地气象参数，根据逐时总辐射照度、逐时直射辐射结
合安装位置的经纬度和安装倾角，利用坐标分析法计算出光伏板表面的逐时辐射强度，可以根据光伏板表面的逐时辐射强度和室外空气温度对二极管模型的参数进行修正，结合电导增量法计算得到光伏的逐时发电功率，得到不同季节和不同天气条件的光伏逐时发电功率曲线。
64.步骤s203：以经济性和与台区平稳交互，利用第一优化算法求解，得到每个农户的光伏装机容量、户内储电容量与第一运行策略。本技术实施例可以以经济性和与台区平稳交互为第一目标函数，以节点功率平衡和满足夜间农户用电需求为第一约束条件，建立优化方程并利用第一优化算法求解，得到每个农户的光伏装机容量、户内储电容量与第一运行策略。
65.步骤s204：以经济性和与电网平稳交互，利用第二优化算法求解，得到台区集中储电容量与第二运行策略。本技术实施例可以用如模拟退化算法、粒子群算法等常规优化算法求解，得到台区集中储电容量与第二运行策略。
66.根据本技术实施例提出的农村光伏柔性直流配电网系统设计方法，可以将农村配电网系统设计为一个虚拟电厂，实现电力系统的光伏电的有效消纳，提高可再生能源利用率，加强与电网的平稳交互，保证电网安全，提高电能的质量。由此，解决了相关技术中光伏系统设计中的光伏电难以消纳、无序上网危害电网安全，减低电能质量，难以合理优化光伏容量、储电容量以及运行策略，无法保证系统的稳定运行的问题。
67.其次参照附图描述根据本技术实施例提出的农村光伏柔性直流配电网系统设计装置。
68.图3是本技术实施例的农村光伏柔性直流配电网系统设计装置的方框示意图。
69.如图3所示，该农村光伏柔性直流配电网系统设计装置10包括：第一获取模块100、第二获取模块200、第一设计模块300和第二设计模块400。
70.具体地，第一获取模块100，用于基于农户的电器类型和生活习惯，得到农户逐时电负荷曲线。
71.第二获取模块200，用于结合二极管模型和当地气象参数，得到不同季节和不同天气条件的光伏逐时发电功率曲线。
72.第一设计模块300，用于以经济性和与台区平稳交互为第一目标函数，以节点功率平衡和满足夜间农户用电需求为第一约束条件，建立优化方程并利用第一优化算法求解，得到每个农户的光伏装机容量、户内储电容量与第一运行策略。
73.第二设计模块400，用于以经济性和与电网平稳交互为第二目标函数，以节点功率平衡和满足台区在连续阴雨天的用电需求为第二约束条件，建立优化方程并利用第二优化算法求解，得到台区集中储电容量与第二运行策略。
74.可选地，在本技术的一个实施例中，第一获取模块100包括：第一生成单元。
75.其中，第一生成单元，用于根据各种用电设备的使用时间和频率，结合每种用电设备的功率，引入随机过程计算农户的逐时用电功率，生成农户逐时电负荷曲线。
76.可选地，在本技术的一个实施例中，第二获取模块200包括：第二生成单元。
77.其中，第二生成单元，用于根据逐时总辐射照度、逐时直射辐射和逐时室外温度，结合气象参数修正的二极管模型及电导增量法计算光伏的逐时发电功率，生成光伏逐时发电功率曲线。
78.可选地，在本技术的一个实施例中，第一设计模块300包括：第一求解单元。
79.其中，第一求解单元，用于将系统收益最大化作为第一子目标函数，得到户内储电与光伏容量，并将白天送入台区的逐时功率标准差最小作为第二子目标函数，以利用第一优化算法求解第一运行策略。
80.可选地，在本技术的一个实施例中，第二设计模块400包括：第二求解单元。
81.其中，第二求解单元，用于根据历史气象数据出现的最长连续连阴天数量下的台区总用电量确定集中储电容量的下限值，并将系统收益最大化作为第二子目标函数，且将白天送入电网的逐时功率标准差最小作为第二子目标函数，以利用第二优化算法求解第二运行策略。
82.需要说明的是，前述对农村光伏柔性直流配电网系统设计方法实施例的解释说明也适用于该实施例的农村光伏柔性直流配电网系统设计装置，此处不再赘述。
83.根据本技术实施例提出的农村光伏柔性直流配电网系统设计装置，可以将农村配电网系统设计为一个虚拟电厂，实现电力系统的光伏电的有效消纳，提高可再生能源利用率，加强与电网的平稳交互，保证电网安全，提高电能的质量。由此，解决了相关技术中光伏系统设计中的光伏电难以消纳、无序上网危害电网安全，减低电能质量，难以合理优化光伏容量、储电容量以及运行策略，无法保证系统的稳定运行的问题。
84.图4为本技术实施例提供的电子设备的结构示意图。该电子设备可以包括：
85.存储器401、处理器402及存储在存储器401上并可在处理器402上运行的计算机程序。
86.处理器402执行程序时实现上述实施例中提供的农村光伏柔性直流配电网系统设计方法。
87.进一步地，电子设备还包括：
88.通信接口403，用于存储器401和处理器402之间的通信。
89.存储器401，用于存放可在处理器402上运行的计算机程序。
90.存储器401可能包含高速ram存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
91.如果存储器401、处理器402和通信接口403独立实现，则通信接口403、存储器401和处理器402可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是工业标准体系结构(industry standard architecture，简称为isa)总线、外部设备互连(peripheral component，简称为pci)总线或扩展工业标准体系结构(extended industry standard architecture，简称为eisa)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图3中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
92.可选地，在具体实现上，如果存储器401、处理器402及通信接口403，集成在一块芯片上实现，则存储器401、处理器402及通信接口403可以通过内部接口完成相互间的通信。
93.处理器402可能是一个中央处理器(central processing unit，简称为cpu)，或者是特定集成电路(application specific integrated circuit，简称为asic)，或者是被配置成实施本技术实施例的一个或多个集成电路。
94.本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的农村光伏柔性直流配电网系统设计方法。
95.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或n个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
96.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“n个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
97.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或n个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
98.在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或n个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
99.应当理解，本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，n个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
100.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
101.此外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模
块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
102.上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。