一种分布式电源容量与接入位置不确定的配电网规划方法技术

本发明专利技术公开了一种分布式电源容量与接入位置不确定的配电网规划方法，包括：建立分布式电源在配电网中不同容量和不同接入位置的分析模型，以不同接入组合的方式研究分布式电源并网后对配电网运行参数的影响；将不同接入组合的方式分布式电源并网后对配电网运行参数的影响形成对规划的约束要求，根据规划的要求建立规划模型；对规划模型进行求解得到规划结果。本发明专利技术的分布式电源容量与接入位置不确定的配电网规划方法，在满足配电网安全经济运行的前提下，实现了对于任意接入配电网的分布式发电的最大限度消纳，具有较强的适应性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能配电网
，特别涉及一种分布式电容容量与接入位置不确定的配电网规划方法。
技术介绍
分布式发电(尤其是可再生能源)以其高效、灵活及可持续性成为电力工业界应对能源危机和环境保护的重要手段，分布式发电的接入可以缓解负荷增长的压力，延缓电网升级建设以及减小电网运行的能量损耗。广泛接入分布式电源的主动配电网注重局部区域的自主控制和全网最优协调，即能够利用先进的信息通信技术以及电力电子技术，实现对规模化接入分布式电源的配电网实施主动管理，并能够自主协调控制间歇式能源和储能装置等单元，积极消纳可再生能源并确保网络的安全经济运行。由于分布式可再生能源，例如风能、太阳能等，受环境影响很大，其间歇性和波动性给电网带来一系列问题：包括潮流、电压波动、短路容量、电能质量以及稳定性等。配电网规划旨在保证电网的经济运行与综合控制，目标在于提高供电能力、供电可靠性和分布式电源消纳能力，并根据电网实际情况与负荷发展概况规划建设结构合理、高效可控、安全可靠、经济环保、技术先进、自动化水平高的现代化配电网。因此传统的规划方法不再适用。配电网中大量接入分布式电源、储能等装置，需要考虑在何处接入，接入容量为多少，以及负荷增长与分布式电源出力不确定条件下的经济可靠和环境保护效益，需求侧管理效益等问题。因此和传统配电网规划方法相比，涉及分布式电源的配电网及主动配电网规划所考虑的变量和目标更多，其规划模型更为复杂。现有方法一般分为分布式电源选址定容和主动配电网扩展规划两类。(1)在原有电网基础上进行电源规划，在维持系统原有馈线和配置不变的情况下，优化选取决定主动配电网中分布式电源及储能装置的位置和容量。分布式电源及储能装置的安装位置不同，接入的容量不同，会对系统电压分布、可靠性以及继电保护产生重大影响，同样会对主动式管理造成不同的影响。以此为切入点，主动配电网的规划模型可有以下几种选择：一是可以建立以电网扩展及损耗成本费用最少为目标，确定分布式电源的位置和容量；还可以以主动配电网的有功网损最小为目标，DG的容量和数量及电压电流限制为约束，建立模型等；也可在分布式电源容量一定的条件下，对单辐射状主动配电网中的DG安装位置进行优化，得到最优位置。(2)在考虑电网发展和负荷增长情况时，研究一个包括电网发展、负荷增长以及分布式电源并网的主动配电网扩展规划建设方案。以电网规划为出发点，主动配电网的扩展规划并不局限在分布式电源与原有电网的协调配合问题，而更强调全局的优化配置。主动配电网的扩展规划方法一般从电网运营层面最优的角度考虑，即在安全经济的基础上，建立包括以线路和分布式电源投资最小、系统网损最小、调峰所增加的额外费用最小、配电企业从输电网购买电力的费用最小和静态电压稳定裕度最大为目标的模型。通过考虑DG出力的不确定性和负荷的增长，运用数学模型和规划软件，通过对比最终获得一个最优方案。虽然分布式电源的输出存在不确定，但现阶段所述两类技术都属于分布式电源配置和接入情况能够获得确定的电网规划或电源规划，在所形成的方案基础上根据实际运行情况可进行确定性的优化调节和控制。这往往是根据背景规划资料得到的一个定型的方案，而可能存在对多变的场景适应性不强、灵活性不足等问题。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术中存在的问题，提出一种分布式电容容量与接入位置不确定的配电网规划方法，以最优的投资运行费用使规划得到的配电网能够适应分布式电源各种不确定性的接入组合方式，获得运行的安全与经济最优，同时达到对分布式电源功率的完全消纳，使得配电网在实际运行中面对多变场景和不同潮流分布也能高效消纳分布式电源的输出功率，使得规划方案具有更高的灵活性。为解决上述技术问题，本专利技术是通过如下技术方案实现的：本专利技术提供一种分布式电容容量与接入位置不确定的配电网规划方法，其包括以下步骤：S11：建立分布式电源在配电网中不同容量和不同接入位置的分析模型，以不同接入组合的方式研究分布式电源并网后对配电网运行参数的影响；S12：将不同接入组合的方式分布式电源并网后对配电网运行参数的影响形成对规划的约束要求，根据所述规划的要求建立规划模型；S13：对所述规划模型进行求解得到规划结果，即最优规划方案。较佳地，所述步骤S13之后还包括：S14：以不同分布式电源容量、不同分布式电源接入位置的组合，对所述规划结果进行概率随机潮流的计算，以检验配电网运行中是否满足所述约束要求。较佳地，所述步骤S14之后还包括：S15：通过蒙特卡罗法模拟抽象出有限个接入组合方式，在每种接入组合方式下，在所述规划结果的基础上，结合配电网运行场景进行模拟仿真，以验证规划结果的可行性与有效性。较佳地，所述步骤S15具体为：根据分布式电源容量的大小选取不同的消纳模式，通过蒙特卡罗法模拟抽象出有限个接入组合方式，在每种接入组合方式下，在所述规划结果和所述消纳模式的基础上，结合配电网运行场景进行模拟仿真，以验证规划结果的可行性与有效性。较佳地，所述步骤S15中的根据分布式电源容量的大小选取不同的消纳模式具体为：根据分布式电源容量逐渐增大，依次选取：荷源协调控制的单点消纳模式、储源协调控制的本馈线内消纳模式、网源协调控制的互连馈线间消纳模式、站源协调控制的变电站出线多馈线面消纳模式。较佳地，所述步骤S11中的配电网运行参数包括：节点电压、整体电压水平以及功率损耗。较佳地，所述步骤S12中建立的规划模型具体为：综合考虑配电网网架和储能最优配置的上下两层规划模型。较佳地，所述步骤S13具体为：采用单亲遗传算法和上下层交替迭代方法对所述规划模型进行求解得到规划网络，得出最优的规划方案。较佳地，所述步骤S12中的约束要求以配电网满足安全可靠性要求、消纳能力最优、面向不确定性适用能力最优的条件下综合考虑投资运营费用最低为目标函数。相较于现有技术，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术提供的分布式电源容量与接入位置不确定的配电网规划方法，对分布式电源不确定的接入位置和容量建立模型进行了分析，总结并考虑不同情况下对配电网运行的影响，提出了适应不确定性条件之下配电网的规划目标及约束，规划结果具有更强的实用性；(2)本专利技术在所得到的规划结果上考虑分布式电源出力的随机模型，计算在不同容量和接入位置组合下的系统概率随机潮流，检验系统的节点电压水平是否合格以及分布式电源能否被高效消纳等，以此对网络规划方案进行修正。使得所获得的规划方案能在消纳分布式电源功率的同时实现网络安全经济的综合最优运行；(3)本专利技术所提出的配电网规划方法与消纳模式对于分布式电源输出功率的消纳更为灵活，能更好地适应分布式电源在配电网内随意接入的情况。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明下面结合附图对本专利技术的实施方式作进一步说明：图1为本专利技术的实施例的分布式电源容量与接入位置不确定的配电网规划方法的流程图；图2为本专利技术的实施例的上下两层规划模型的求解方法流程图；图3为图2中的上下层规划模型的求解方法流程图；图4为本专利技术的较佳实施例的进行随机潮流计算的流程图；图5为本专利技术的较佳实施例的分布式电源容量与接入位置不确定的配电网规划方法的流程图；图6为本专利技术的较佳实施例的分布式电源容量的消纳模式及切换逻辑图。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式电源容量与接入位置不确定的配电网规划方法，其特征在于，包括以下步骤：S11：建立分布式电源在配电网中不同容量和不同接入位置的分析模型，以不同接入组合的方式研究分布式电源并网后对配电网运行参数的影响；S12：将不同接入组合的方式分布式电源并网后对配电网运行参数的影响形成对规划的约束要求，根据所述规划的要求建立规划模型；S13：对所述规划模型进行求解得到规划结果。

【技术特征摘要】
2016.06.16 CN 20161043044141.一种分布式电源容量与接入位置不确定的配电网规划方法，其特征在于，包括以下步骤：S11：建立分布式电源在配电网中不同容量和不同接入位置的分析模型，以不同接入组合的方式研究分布式电源并网后对配电网运行参数的影响；S12：将不同接入组合的方式分布式电源并网后对配电网运行参数的影响形成对规划的约束要求，根据所述规划的要求建立规划模型；S13：对所述规划模型进行求解得到规划结果。2.根据权利要求1所述的分布式电源容量与接入位置不确定的配电网规划方法，其特征在于，所述步骤S13之后还包括：S14：以不同分布式电源容量、不同分布式电源接入位置的组合，对所述规划结果进行概率随机潮流的计算，以检验配电网运行中是否满足所述约束要求。3.根据权利要求2所述的分布式电源容量与接入位置不确定的配电网规划方法，其特征在于，所述步骤S14之后还包括：S15：通过蒙特卡罗法模拟抽象出有限个接入组合方式，在每种接入组合方式下，在所述规划结果的基础上，结合配电网运行场景进行模拟仿真，以验证规划结果的可行性与有效性。4.根据权利要求3所述的分布式电源容量与接入位置不确定的配电网规划方法，其特征在于，所述步骤S15具体为：根据分布式电源容量的大小选取不同的消纳模式，通过蒙特卡罗法模拟抽象出有限个接入组合方式，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘东，孙辰，黄玉辉，刘文霞，李庆生，李丽娟，唐学用，张裕，邓朴，卢嗣斌，王丰元，罗宁，
申请(专利权)人：上海交通大学，贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：上海;31