计及分布式光伏随机性的配电网置信削峰效益评估方法技术

本发明专利技术提供计及分布式光伏随机性的配电网置信削峰效益评估方法，包括如下步骤：（1）获取配电网的网架参数、负荷模型和光伏出力模型；（2）获取分布式光伏接入的节点编号和节点容量；（3）采用蒙特卡洛法抽样模拟各节点的日负荷曲线和光伏出力曲线；（4）计算各节点的置信日削峰度；（5）建立同时计及变电站、线路和配变三类设备削峰效益的概率评估模型；（6）对配电网的置信日削峰效益期望进行评估。本发明专利技术提出了一种计及分布式光伏随机性的配电网置信削峰效益评估方法，可用于对含分布式光伏的配电网进行概率性地削峰效益评估，评估模型还能有效地辨识出分布式光伏以不同位置和不同电压等级接入对配网削峰效益的影响差异。

Evaluation method of confidence peak clipping in distribution networks considering distributed randomness of PV

The invention provides a method for evaluating the confident peak shaving benefit of distribution network taking into account the randomness of distributed photovoltaic system, including the following steps: (1) obtaining grid parameters, load model and photovoltaic output model of distribution network; (2) obtaining node number and node capacity of distributed photovoltaic access; (3) sampling and simulating each node by Monte Carlo method. The daily load curve and photovoltaic output curve of nodes; (4) Calculate the daily crest of each node; (5) Establish a probability evaluation model that takes into account the peak-cutting benefits of substation, line and distribution transformer; (6) Evaluate the expected daily crest-cutting benefits of distribution network. The invention provides a method for evaluating the credible peak-shaving benefit of distribution network taking into account the randomness of distributed photovoltaic. The method can be used to evaluate the probabilistic peak-shaving benefit of distribution network containing distributed photovoltaic. The evaluation model can also effectively identify the peak-shaving benefit of distribution network with distributed photovoltaic at different locations and voltage levels. Affect the difference.

【技术实现步骤摘要】
计及分布式光伏随机性的配电网置信削峰效益评估方法
本专利技术涉及配电网的削峰效益评估方法领域，特别涉及一种计及分布式光伏随机性的概率评估方法。
技术介绍
在配电网优化规划和优化运行的相关研究中，配网削峰效益指标常作为电网侧总收益目标函数中的重要组成部分。分布式光伏作为清洁电源接入配网的渗透率日益增大，但由于其出力受光照等不确定因素的影响将具有较强的随机性。因此，对含分布式光伏的配网进行确定性的削峰效益评估不够贴切。目前，配网的削峰效益评估模型基本没考虑分布式光伏随机性对评估结果的影响，同时评估计算模型较为粗糙，或者忽略线路和配变方面的削峰效益只考虑变电站方面的削峰效益，或者采用配变、线路和变电站三方面的平均削峰效益去计算，而针对不同配网平均削峰效益的取值也难以确定。综上所述，现有的配网削峰效益评估模型和方法还需要进一步的改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于改善配网削峰效益的评估模型，在计及分布式光伏随机性的基础上，旨在提供一种对分布式光伏接入配网不同位置和电压等级辨识能力更强的削峰效益评估方法。本专利技术提出一种计及分布式光伏随机性的配电网置信削峰效益的评估方法，包括以下步骤：(1)获取配电网的网架参数、负荷模型和光伏出力模型，网架参数包括配电网的线路阻抗、各配电变压器的阻抗；负荷模型为考虑负荷预测误差的负荷概率模型；光伏出力模型为考虑光伏出力波动性和时序性以及天气类型预测误差的光伏出力概率模型；(2)获取分布式光伏接入的节点编号和接入容量φi为分布式光伏接入节点的编号集合，为分布式光伏相应节点的接入容量集合；(3)根据负荷模型和光伏出力模型，采用蒙特卡洛法抽样模拟各节点的日负荷曲线和光伏出力曲线，两者做差得到各节点的等效负荷曲线样本；(4)根据等效负荷曲线样本与原负荷曲线样本，计算各节点的置信日削峰度；(5)计算变电站、线路和配变单位削峰量的削峰效益，建立同时计及变电站、线路和配变三类设备总削峰效益的概率评估模型，计算配网的置信日削峰效益；(6)重复步骤(3)～(5)，评估不同天气类型下配电网的置信日削峰效益，然后考虑不同天气类型出现的概率，对配电网的置信日削峰效益期望进行评估。上述的计及分布式光伏随机性的配电网置信削峰效益评估方法中，所述的节点置信削峰度是指在设定置信水平下节点日削峰度的最大值，各节点的置信削峰度的计算方法如下：(1)针对配变低压侧和高压侧节点i的置信日削峰度XD,i，其计算公式如下：式中：α表示设定的置信度；fi(x)表示在考虑光伏出力波动和负荷预测误差下i节点下送功率日削峰度x的概率密度函数；Xi为与fi(x)对应的概率分布函数Fi(x)在函数值为设定的α置信度条件下所确定的自变量的值。(2)针对配网首端节点的置信日削峰度XD0，其计算方法为①在光伏接入条件下根据各节点等效负荷曲线样本计算出各节点的八阶半不变量，②基于半不变量法的概率潮流计算方法得到首端节点下送功率在全天各断面下的概率密度函数，③根据首端节点下送功率在全天各断面下的概率密度函数，给定一置信度得到首端节点的置信日下送功率曲线，该曲线最大值记为S0.max.pv，最后重复①～③步骤计算不考虑光伏接入前提下的置信日下送功率曲线，最大值记为S0.max，则XD0＝S0.max-S0.max.pv。上述的计及分布式光伏随机性的配电网置信削峰效益评估方法中，所述同时计及变电站削峰效益BS、线路削峰效益BL和配变削峰效益BT三类设备的配网总削峰效益BPC的概率评估模型为：BPC＝BT+BL+BS(2)其中：式中：αi为逻辑变量，表示分布式光伏接入的i节点为配变0.4kV低压侧母线时取值为1，为配变10kV高压侧母线时取值为0；di为i节点单位削峰量的配变削峰效益(单位为元/kW)；RT、RS分别为配变、变电站投资的等年值系数；XD,i表示节点i的置信日削峰度(单位为kW)；Nd为分布式光伏的并网点数量；CLMCC,i表示节点i的节点边际容量成本等年值，其值近似为各节点单位削峰量的线路削峰效益等年值(单位为元/kW)；s0为线路首端节点单位削峰量的变电站削峰效益(单位为元/kW)；XD0为线路首端节点的置信日削峰度。上述的配网置信日削峰效益期望的计算方法如下：式中：BPC,j表示第j种天气类型下的置信日削峰效益；Pj表示在一个周期内第j种广义天气类型出现的概率；n为广义天气类型数量。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：(1)通过考虑负荷和天气类型的预测误差以及光伏出力的随机性对配网削峰效益的影响，能够给出在某置信水平下的配网削峰效益，概率评估模型更贴合实际；(2)所建立的配网削峰效益概率评估模型通过考虑变电站、线路和配变三类设备的削峰效益，能够有效地辨识出分布式光伏以不同位置和不同电压等级接入对配网削峰效益的影响差异，模型可有效地用于分布式光伏的选址定容规划研究中。附图说明图1是本专利技术提供的计及分布式光伏随机性的配电网置信削峰效益评估方法的流程示意图。图2是某10kV配网线路拓扑结构示意图。图3是配网中不同负荷类型的负荷曲线形状。具体实施方式以下结合附图和实例对本专利技术的具体实施做进一步说明，需指出的是，以下若有未特别详细说明之处(如图2中的符号)均是本领域技术人员可以根据现有技术理解或实现的。图1反映了计及分布式光伏随机性的配电网置信削峰效益评估方法的具体流程，包括如下步骤：(1)获取配电网的网架参数、负荷模型和光伏出力模型，网架参数包括配电网的线路阻抗、各配电变压器的阻抗；负荷模型为考虑负荷预测误差的负荷概率模型；光伏出力模型为考虑光伏出力波动性和时序性以及天气类型预测误差的光伏出力概率模型；(2)获取分布式光伏接入的节点编号和接入容量φi为分布式光伏接入节点的编号集合，为分布式光伏相应节点的接入容量集合；(3)根据负荷模型和光伏出力模型，采用蒙特卡洛法抽样模拟各节点的日负荷曲线和光伏出力曲线，两者做差得到各节点的等效负荷曲线样本；(4)根据等效负荷曲线样本与原负荷曲线样本，计算各节点的置信日削峰度；(5)计算变电站、线路和配变单位削峰量的削峰效益，建立同时计及变电站、线路和配变三类设备总削峰效益的概率评估模型，计算配网的置信日削峰效益；(6)重复步骤(3)～(5)，评估不同天气类型下配电网的置信日削峰效益，然后考虑不同天气类型出现的概率，对配电网的置信日削峰效益期望进行评估。以下是本专利技术方法的一个实际算例，以某10kV配网线路为例进行评估计算，图2给出了该配电网的拓扑结构。(1)获取配电网的网架参数如图2所示，其中主干线线型为LGJ-240，支干线线型为LGJ-120，线路参数如表1所示，各支路的长度在图中已给出，各节点负荷全天取96个断面，有功负荷全天最大值为配变容量的60％，负荷功率因数为0.95，负荷出力模型的预测误差为5％，配网区域是晴天的概率为12.8％，阴天概率为50.4％、变化天气的概率为36.8％；表1线路参数(2)获取分布式光伏接入的节点编号和接入容量如表2所示，其中场景1为光伏在10kV母线接入配网末端的工业负荷区域1处(如图2所示)，其他区域节点的负荷类型为综合负荷，工业负荷和综合负荷曲线形状如图3所示。另外设置场景2和3作为对照组分别进行削峰效益评估，下面以晴天天气下的场景1为例说明评估步骤。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计及分布式光伏随机性的配电网置信削峰效益评估方法，其特征在于包括以下步骤：(1)获取配电网的网架参数、负荷模型和光伏出力模型，网架参数包括配电网的线路阻抗、各配电变压器的阻抗；负荷模型为考虑负荷预测误差的负荷概率模型；光伏出力模型为考虑光伏出力波动性和时序性以及天气类型预测误差的光伏出力概率模型；(2)获取分布式光伏接入的节点编号和接入容量

【技术特征摘要】
1.一种计及分布式光伏随机性的配电网置信削峰效益评估方法，其特征在于包括以下步骤：(1)获取配电网的网架参数、负荷模型和光伏出力模型，网架参数包括配电网的线路阻抗、各配电变压器的阻抗；负荷模型为考虑负荷预测误差的负荷概率模型；光伏出力模型为考虑光伏出力波动性和时序性以及天气类型预测误差的光伏出力概率模型；(2)获取分布式光伏接入的节点编号和接入容量φi为分布式光伏接入节点的编号集合，为分布式光伏相应节点的接入容量集合；(3)根据负荷模型和光伏出力模型，采用蒙特卡洛法抽样模拟各节点的日负荷曲线和光伏出力曲线，两者做差得到各节点的等效负荷曲线样本；(4)根据等效负荷曲线样本与原负荷曲线样本，计算各节点的置信日削峰度；(5)计算变电站、线路和配变单位削峰量的削峰效益，建立同时计及变电站、线路和配变三类设备总削峰效益的概率评估模型，计算配网的置信日削峰效益；(6)重复步骤(3)～(5)，评估不同天气类型下配电网的置信日削峰效益，然后考虑不同天气类型出现的概率，对配电网的置信日削峰效益期望进行评估。2.根据权利要求1所述的计及分布式光伏随机性的配电网置信削峰效益评估方法，其特征在于：步骤(4)所述的各节点的置信日削峰度的计算方法如下：(4.1)首先定义节点置信日削峰度为在设定置信水平下节点日削峰度的最大值；(4.2)针对配变低压侧和高压侧节点i的置信日削峰度XD,i，其计算公式如下：式中：α表示设定的置信度；fi(x)表示在考虑光伏出力波动和负荷预测误差下i节点下送功率日削峰度x的概率密度函数；Xi为与fi(x)对应的概率分布函数Fi(x)在函数值为设定的α置信度条件下所确定的自变量的值；(4.3)针对配网...

【专利技术属性】
技术研发人员：周俊煌，张勇军，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44