一种配电网分布式电源承载力评估方法与流程

专利2025-04-25  20


本发明涉及数据评估,特别是一种配电网分布式电源承载力评估方法。


背景技术:

1、目前,要建立清洁、低碳、安全、高效的能源体系,实施可再生能源替代行动,深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统。

2、但是,随着大规模分布式电源的接入,配电网在运行中将出现电压上升、潮流反向倒送、网损增大、电能质量下降等诸多问题。因此,配电网对分布式电源的承载力是有限的。为了更好地利用分布式电源,需要采用适当的方法来评估配电网中分布式电源的承载力,以指导配电网中分布式电源的规划建设。配电网分布式电源承载力的定义为:在满足各类约束条件的情况下,能够接入系统的最大分布式电源容量。配电网分布式电源承载力的影响因素可归纳为配电网安全运行约束、分布式电源特性和负荷特性、配电网结构参数、配电网的运行管理手段四个方面。

3、目前针对配电网分布式电源承载力评估的研究有:

4、综合考虑电压、线路电流、单节点分布式电源注入等多个约束,基于量子粒子群算法,以最小化有功网损为目标进行全局寻优;综合考虑电压、电流、稳定开环运行等多个约束,利用遗传算法,以网络建设成本和运行费用最小为目标函数进行分布式电源的选址定容;综合考虑电压、潮流及分布式电源的发电上限、n-1准则,以网络损耗和投资运营费用最少为目标进行优化。

5、但目前对于分布式电源承载力评估的研究,主要考虑规划、运行的经济性,未能最大程度提高分布式能源的“投入率”。


技术实现思路

1、鉴于上述目前对于分布式电源承载力评估的研究中存在的问题,提出了本发明。

2、因此,本发明所要解决的问题在于如何提供一种配电网分布式电源承载力评估方法。

3、为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:

4、第一方面,本发明实施例提供了一种配电网分布式电源承载力评估方法,其包括,实施多种调控措施,实现配电网的主动优化;结合多时段约束条件,优化储能系统调控策略;基于综合调控手段,构建配电网优化模型用于分布式电源承载力。

5、作为本发明所述配电网分布式电源承载力评估方法的一种优选方案,其中:所述调控措施包括构建无功补偿装置模型、构建有载调压变压器模型以及构建网络重构模型。

6、作为本发明所述配电网分布式电源承载力评估方法的一种优选方案,其中:所述构建无功补偿装置模型包括离散型无功补偿装置模型和连续型无功补偿装置模型;所述离散型无功补偿装置模型包括:分组投切电容器组构建离散型无功补偿装置的模型:

7、

8、其中,bcb为安装cb的节点的集合;为投运的cb组数,投运cb的组数为离散变量;为节点j可接cb组数的上限值;为每组cb所补偿的无功功率;为单个cb组所能补偿的无功功率;静态无功补偿装置构建连续型无功补偿装置的模型:

9、

10、其中,和为svc补偿功率的下限和上限;为svc实际补偿的无功功率;bsvc为含svc的节点的集合。

11、作为本发明所述配电网分布式电源承载力评估方法的一种优选方案,其中:所述构建有载调压变压器模型包括:通过oltc低压侧电压调节母线电压:

12、

13、其中,t为时刻;为变压器高压侧电压值;vj,max、vj,min为变电站低压侧的母线电压上、下限值;boltc为含oltc的变电站的集合;为oltc可调变比的上、下限值;rj,t为oltc二次侧与一次侧的实际变比;用oltc分接头档位的离散标识变量表示为:

14、

15、其中,rj,t表示oltc的档位与相邻档位增量绝对值;为oltc可调变比下限值;rj,s为第s档对应的二次侧与一次侧电压的比值;表征是否调节第s档,是0-1离散变量;表征oltc档位调节要求,考虑档位调节次数限制和逐档调节要求,将调节要求表示为:

16、

17、其中,srj为oltc档位的变化范围限值,代表最大可调节范围;与分别为第1、2档是否调节的标识变量,用以表征“调节档位时,应先将旋钮转到最低档,再逐渐增加到需要的电压水平”的oltc档位调节要求;

18、和代表档位变化标识,若时,代表标识档位往更高档位调节,标识oltc档位在t时段比上一个时段档位大,若则代表标识档位往更低档位调节,oltc档位在t时段比上一个时段档位小;为特定时段t内oltc分接头档位可调节次数的限值。

19、作为本发明所述配电网分布式电源承载力评估方法的一种优选方案,其中:所述结合多时段约束条件,优化储能系统调控策略包括:储能状态、功率约束为:

20、u_dch+u_ch≤1(u_dch、u_ch∈{0,1})

21、0≤p_dch≤u_dch×α

22、0≤p_ch≤u_ch×β

23、储能容量约束为:

24、e_esst+1=e_esst+λ×p_cht-μ×p_dcht

25、其中,u_dch、u_ch分别为储能放电和充电状态,u_dch为1时表示放电,u_ch为1时表示充电,因此储能状态有三种:充电、放电和不充不放;p_dch为放电功率,p_ch为充电功率,α、β为放、充电极限系数,λ、μ为充、放电系数,e_esst+1为t+1时刻的储能容量,e_esst为t时刻的储能容量;p_cht、p_dcht分别为t时刻的充、放电功率。

26、作为本发明所述配电网分布式电源承载力评估方法的一种优选方案,其中:所述构建配电网优化模型包括:设线路ij的阻抗为zij=rij+jxij,则潮流方程为:

27、

28、其中,pij、qij为节点i流向节点j的有功、无功功率;pjk、qjk分别为节点j流向节点k的有功功率、无功功率;pj、qj为节点j处负荷的有功功率、无功功率;vi、vj分别为节点i和节点j的电压,如果已知其余节点注入功率和其中一个节点的电压,将其余节点的注入功率和其中一个节点的电压带入潮流计算程序中,便可计算出各个节点电压,得知节点电压就可通过上式支路功率平衡方程求得任意支路的潮流;基于支路潮流法设置二阶锥求解的目标函数和约束条件,所述目标函数为:

29、

30、其中,pdg,i为分布式电源向所接入的节点i注入的有功功率,n为节点数目,ploss为网损;所述约束条件包括无功补偿装置发出的无功功率约束、有载调压变压器的电压约束和分接头调节约束、网络重构的拓扑约束、储能的充放电状态和功率约束、储能的容量约束、各节点和支路的潮流约束。

31、作为本发明所述配电网分布式电源承载力评估方法的一种优选方案,其中:所述构建配电网优化模型还包括:利用二阶锥凸化潮流约束:令目标函数为:

32、

33、约束条件改写为:

34、

35、

36、节点功率平衡方程为:

37、pi+pload,i-pg,i-pdg,i=0

38、qi+qload,i-qg,i-qdg,i=0

39、分布式电源出力约束为:

40、

41、其中,pi为从节点i流出的有功功率;pload,i为节点i处负荷的有功功率;pg,i为注入节点i的有功功率;pdg,i为分布式电源向所接入的节点i注入的有功功率;qi为从节点i流出的无功功率;qload,i为节点i处负荷的无功功率;qg,i为注入节点i的无功功率;qdg,i为分布式电源向所接入的节点i注入的无功功率;为节点i所接的分布式电源输出的最小有功功率;为节点i所接的分布式电源输出的最大有功功率;为节点i所接的分布式电源输出的最小无功功率;为节点i所接的分布式电源输出的最大无功功率。

42、第二方面,本发明为进一步解决目前对于分布式电源承载力评估的研究中存在的问题,实施例提供了配电网分布式电源承载力评估系统,其包括:主动优化模块,用于实施多种调控措施,实现配电网的主动优化;储能系统调控模块,用于结合多时段约束条件,优化储能系统调控策略;配电网优化模型评估模块,用于基于综合调控手段,构建配电网优化模型用于分布式电源承载力。

43、第三方面,本发明实施例提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其中:所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明第一方面所述的配电网分布式电源承载力评估方法的任一步骤。

44、第四方面,本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其中:所述计算机程序被处理器执行时实现如本发明第一方面所述的配电网分布式电源承载力评估方法的任一步骤。

45、本发明有益效果为,本发明考虑储能设备、oltc分接头调整、无功调节设备和网络重构这四种调控手段,以提升配电网的分布式电源承载力;且对oltc的调节过程提出了更加详细和实用的约束条件,如考虑了档位调节次数限制、调节顺序要求等;在储能系统模型中考虑了多时段的约束条件,更好地反映了储能系统的实际运行特性;本发明可以有效提升分布式电源承载力、降低网损。


技术特征:

1.一种配电网分布式电源承载力评估方法,其特征在于:包括:

2.如权利要求1所述的配电网分布式电源承载力评估方法,其特征在于:所述调控措施包括构建无功补偿装置模型、构建有载调压变压器模型以及构建网络重构模型。

3.如权利要求2所述的配电网分布式电源承载力评估方法,其特征在于:所述构建无功补偿装置模型包括离散型无功补偿装置模型和连续型无功补偿装置模型;

4.如权利要求3所述的配电网分布式电源承载力评估方法,其特征在于:所述构建有载调压变压器模型包括:

5.如权利要求4所述的配电网分布式电源承载力评估方法,其特征在于:所述结合多时段约束条件,优化储能系统调控策略包括:

6.如权利要求5所述的配电网分布式电源承载力评估方法,其特征在于:所述构建配电网优化模型包括:

7.如权利要求6所述的配电网分布式电源承载力评估方法,其特征在于:所述构建配电网优化模型还包括:

8.一种配电网分布式电源承载力评估系统,基于权利要求1~7任一所述的配电网分布式电源承载力评估方法,其特征在于:包括:

9.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于:所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1~7任一所述的配电网分布式电源承载力评估方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于:所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1~7任一所述的配电网分布式电源承载力评估方法的步骤。


技术总结
本发明公开了一种配电网分布式电源承载力评估方法,涉及数据评估技术领域,包括实施多种调控措施,实现配电网的主动优化;结合多时段约束条件,优化储能系统调控策略;基于综合调控手段,构建配电网优化模型用于分布式电源承载力。本发明考虑储能设备、OLTC分接头调整、无功调节设备和网络重构这四种调控手段,以提升配电网的分布式电源承载力;且对OLTC的调节过程提出了更加详细和实用的约束条件;可以有效提升分布式电源承载力、降低网损。

技术研发人员:易辰颖,周杨珺,周柯,周远超,高立克,张炜,潘俊涛,黄伟翔,李珊,吴丽芳,李菱,秦丽文,奉斌,颜丽娟,伍红文,阳浩
受保护的技术使用者:广西电网有限责任公司电力科学研究院
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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