基于潮流约束的网架光伏消纳能力优化方法技术

本发明专利技术涉及一种基于潮流约束的网架光伏消纳能力优化方法，在保证电网安全稳定经济高效运行的约束下，求取配电网所能消纳的分布式光伏发电最大装机容量，综合考虑配电网中制约分布式光伏发电的因素，分析配电网对分布式新能源的消纳能力。本发明专利技术有益的效果是：本发明专利技术可以使得优化结果的目标函数值等于配网分布式能源接入的极限容量，保证优化结果的最优性，在电网运行中，提高了调度部门对断面有功潮流进行的控制，保证了一定的可靠性水平，保证了电网的安全稳定，更经济高效的运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光伏发电
，尤其是一种基于潮流约束的网架光伏消纳能力优化方法。
技术介绍
随着经济的快速发展和人民生活水平的逐渐提高,用电负荷也在逐渐增大,对能源的需求急剧加大,能源短缺与一次能源消耗引起的各种环境问题也越来越受到人类的重视。目前电力网络供电模式的主要特点是大容量电网、大型发电机组和高电压等级,这种供电方式虽然在一定程度上满足了负荷用电的需求,但随着国家不断深化电力体制改革和快速发展的经济建设,集中供电电网互联模式存在明显的弊端:(1)安全稳定性问题,系统大,网络结构复杂,很难及时控制系统,当系统某处发生故障都可能引起蝴蝶连锁反应,给整个系统带来严重的后果,例如2006年德国电力单位切断两根高压线为了让一艘船过河,引起了德国大停电事故。(2)环境问题,我国电力供应主要以火力发电为主,这种发电方式不仅消耗不可再生能源煤,而且产生大量的污染气体,随着人们环保意识的不断提升,可再生能源发电得到广泛关注。(3)建设经济成本问题,我国地大物博、幅员辽阔,电力供应难以覆盖到一些偏僻的地区如新疆沙漠地区和青藏高原,由于当地海拔落差大以及远离大电网,使得建设电力系统输电线路投资费用大、网络损耗严重。分布式发电(DistributedGeneration,DG)通常指为满足用户侧特定需求、支持已有配电网经济运行而设计安装在用户侧或附近的额定功率在10kW至50MW的模块式、清洁环保的小型发电机组。太阳能电池的发电原理是以光生伏特效应为依据的，光生伏特效应是指半导体在受到光照射产生电动势的现象，使得太阳光射到硅材料上产生电流直接发电，太阳能电池将太阳光的辐射转变时成电能，太阳能电池经过串联或并联形成光伏方阵输出直流电。目前广泛使用的太阳能电池主要是硅太阳能电池。PN结会形成一个电场，N区是扩散层的表面、硅片的本身是P型硅，两个区的连接处称为PN结。如果想减少太阳能带来的反射损失，需要把一层反射膜覆盖在太阳能电池的顶端。光是由光子所组成的，光子是一种微粒，并且具有一定的能量而光子的能量大小是由光的波长所决定。在晶体硅吸收光子之后，在PN结中会产生相互配对的正、负带电粒子，因为在PN结区域的正、负电荷是被分离的，这样就在PN结区域形成了一个电场。在太阳能电池的两个面上接上负载，负载就会有电流流过，电流从晶体硅电池的底端经过负载最终流至电池的顶端。太阳能电池产生相应大小的电流是因为太阳能电池在作用时吸收了大量的光子造成的。太阳能电池单体工作电流为15～25mA/cm2，一般情况下是不能单独作为电源使用的，其工作时的电压为0.46～0.51V。太阳能电池单体的串联、并联在包装之前完成的，太阳能电池的功率一般为几瓦到几百瓦，可单独作为功率值最小的单元使用。在封装之前，太阳能电池模块经过串联、并联，形成了太阳能电池的阵列，阵列输出功率是能满足负荷要求的。在正常情况下，原子核和电子的半导体材料有着密切的联系，但受到了一些外部因素的影响，结合原子核和电子的能力会降低，电子摆脱原子核的束缚，成为了自由电子。光子的能量转移给电子是由于太阳光作用在半导体上，使电子会跳到较高的能态。在这些电子中，光电器件里可利用的电子有自由电子、价带电子和存在于某个杂质能级上的电子。在太阳能电池中主要是价带电子，在这个过程中，价带电子获得光。
技术实现思路
本专利技术要解决上述现有技术的缺点，提供一种提高安全稳定、经济、高效运行的基于潮流约束的网架光伏消纳能力优化方法。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案：这种基于潮流约束的网架光伏消纳能力优化方法，在保证电网安全稳定经济高效运行的约束下，求取配电网所能消纳的分布式光伏发电最大装机容量，综合考虑配电网中制约分布式光伏发电的因素，分析配电网对分布式新能源的消纳能力，模型如下：Obj.max.f(x)(1)S.T.h(x)＝0(2)g‾≤g(x)≤g‾---(3)]]>式(1)为目标函数，有：f(x)=Σi∈SPDGi---(4)]]>其中，i为节点编号，S为有条件接入分布式能源的节点编号集，变量表示节点i上接入的分布式电源的有功出力，使用该目标函数，可以使得优化结果的目标函数值等于配网分布式能源接入的极限容量，保证优化结果的最优性；式(2)为等式约束，即节点功率平衡方程：Pi-Σj∈iPij(V,θ)=0∀i∈SP]]>Qi-Σj∈iQij(V,θ)=0∀i∈SQ]]>Σj∈iPij(V,θ)=Σj∈iQij(V,θ)=0∀i∈SZ]]>其中SP为有功平衡约束的非零注入节点(包括PV节点和PQ节点)编号集，SQ为非零注入PQ节点编号集，SZ为零注入节点编号集；Pij(V,θ)与Qij(V,θ)为节点功率方程，有：Pij(V,θ)＝ViVj(Gijcosθij+Bijsinθij)Qij(V,θ)＝ViVj(Gijsinθij+Bijcosθij)。本专利技术有益的效果是：本专利技术可以使得优化结果的目标函数值等于配网分布式能源接入的极限容量，保证优化结果的最优性，在电网运行中，提高了调度部门对断面有功潮流进行的控制，保证了一定的可靠性水平，保证了电网的安全稳定，更经济高效的运行。附图说明图1是非线性规划一维搜索示意图。具体实施方式下面对本专利技术作进一步说明：这种基于潮流约束的网架光伏消纳能力优化方法，在保证电网安全稳定经济高效运行的约束下，求取配电网所能消纳的分布式光伏发电最大装机容量，综合考虑配电网中制约分布式光伏发电的因素，分析配电网对分布式新能源的消纳能力，模型如下：Obj.max.f(x)(1)S.T.h(x)＝0(2)g‾≤g(x)≤g‾---(3)]]>式(1)为目标函数，有：f(x)=Σi∈SPDGi---(4)]]>其中，i为节点编号，S为有条件接入分布式能源的节点编号集，变量表示节点i上接入的分布式电源的有功出力，使用该目标函数，可以使得优化结果的目标函数值等于配网分布式能源接入的极限容量，保证优化结果的最优性；式(2)为等式约束，即节点功率平衡方程：Pi-Σj∈本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于潮流约束的网架光伏消纳能力优化方法，其特征是：在保证电网安全稳定经济高效运行的约束下，求取配电网所能消纳的分布式光伏发电最大装机容量，综合考虑配电网中制约分布式光伏发电的因素，分析配电网对分布式新能源的消纳能力，模型如下：Obj. max.f(x)   (1)S.T. h(x)＝0   (2)g‾≤g(x)≤g‾---(3)]]>式(1)为目标函数，有：f(x)=Σi∈SPDGi---(4)]]>其中，i为节点编号，S为有条件接入分布式能源的节点编号集，变量表示节点i上接入的分布式电源的有功出力，使用该目标函数，可以使得优化结果的目标函数值等于配网分布式能源接入的极限容量，保证优化结果的最优性；式(2)为等式约束，即节点功率平衡方程：Pi-Σj∈iPij(V,θ)=0∀i∈SP]]>Qi-Σj∈iQij(V,θ)=0∀i∈SQ]]>Σj∈iPij(V,θ)=Σj∈iQij(V,θ)=0∀i∈SZ]]>其中SP为有功平衡约束的非零注入节点(包括PV节点和PQ节点)编号集，SQ为非零注入PQ节点编号集，SZ为零注入节点编号集；Pij(V,θ)与Qij(V,θ)为节点功率方程，有：Pij(V,θ)＝ViVj(Gijcosθij+Bijsinθij)Qij(V,θ)＝ViVj(Gijsinθij+Bijcosθij)。...

【技术特征摘要】
1.一种基于潮流约束的网架光伏消纳能力优化方法，其特征是：在保证电网安全稳定经济高
效运行的约束下，求取配电网所能消纳的分布式光伏发电最大装机容量，综合考虑配电网中
制约分布式光伏发电的因素，分析配电网对分布式新能源的消纳能力，模型如下：
Obj.max.f(x)(1)
S.T.h(x)＝0(2)
g‾≤g(x)≤g‾---(3)]]>式(1)为目标函数，有：
f(x)=Σi∈SPDGi---(4)]]>其中，i为节点编号，S为有条件接入分布式能源的节点编号集，变量表示节点i上接入
的分布式电源的有功出力，使用该目标函数，可以使得优化结果的目标函数值等于配网分布
式能源接入的极限容量，保证优化结果的最优性；
式(2)为等式约束，即节点功率平衡方程：
Pi-Σj∈iPij(V,θ)=0∀i∈SP]]>Qi-Σj∈iQij(V,θ)=0∀i∈SQ]]>Σj∈iPij(V,θ)=Σj∈iQij(V,θ)=0∀i∈SZ]]>其中SP为有功平衡约束的非零注入...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦砺寒，李顺昕，岳云力，朱全友，聂文海，陈丹，吕昕，李大兴，黄毅臣，杨敏，史智萍，李笑蓉，赵国梁，皇甫成，薛小强，孙瑜，罗玮，李文龙，李莉，李博，靳东晖，张晋梅，霍菲阳，杨金刚，赵炜炜，张海霞，单体华，王智敏，袁绍军，谢晓英，李文军，王旭冉，岳昊，夏革非，于宝鑫，赵一男，李江涛，宋国堂，赵敏，石建磊，王康元，付俊强，张杰，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网冀北电力有限公司经济技术研究院，国网冀北电力有限公司秦皇岛供电公司，浙江大学，
类型：发明
国别省市：北京;11