一种主动配电网最大供电能力计算方法技术

本发明专利技术公开了一种主动配电网最大供电能力计算方法，所述方法包括以下步骤：基于可控分布式电源出力约束和可再生分布式电源出力概率分布，初始化分布式电源出力；基于配电网放射性拓扑约束，对网络拓扑进行初始化；基于可控负荷价格和容量约束，对可控负荷进行初始化；采取重复潮流算法求解主动配电网供电能力。本发明专利技术在考虑主动配电网源网荷控制的基础上，准确计算出配电网允许接入的安全负荷容量，能更好地指导配电网的实际优化运行，满足了实际应用中的需要。

【技术实现步骤摘要】
一种主动配电网最大供电能力计算方法
本专利技术涉及电力系统分析领域，尤其涉及一种考虑源网荷协同作用的主动配电网最大供电能力计算方法。
技术介绍
配电网最大供电能力(TotalSupplyCapability,TSC))可以描述为配电网中所有馈线N-1校验和变电站主变N-1校验均满足时，该配电网所能带的最大负荷。N-1时要考虑主变和馈线间的负荷转带、主变和馈线的容量、网络中主变间以及馈线间的联络关系等配电网实际运行约束。配电网最大供电能力给出了配电网在安全可靠运行范围内的效率和经济性最高的工作点，其求解方法主要可分为解析法和线性规划模型法两类[1-2]。大量分布式电源DG(distributedgeneration)和电动汽车等负荷接入对配电网的安全可靠运行产生影响，使得电网由单向潮流变为双向潮流；而先进的信息通信和电力电子技术的应用、对需求侧资源的开发利用，进一步促使传统单向被动式配电网逐渐发展为双向互动、多元协调的主动配电网ADN(activedistributionnetwork)[3-4]。由于ADN的一次系统具有“源-网-荷”三元结构[5-6]：“源”指的是ADN中各类分布式电源与储能，其中分布式电源分为可控型和间歇型，常见的可控型分布式电源有微型燃气轮机MT(micro-turbine)、柴油发电机、燃料电池等，间歇型分布式电源包括风力发电机WT(windturbine)、光伏PV(photovoltaic)等；“网”主要包括变压器、线路、开关等电力设备，其重要功能是通过灵活的网络拓扑来管理潮流；“荷”是指需求侧的各类负荷资源，包括常规负荷、可中断负荷、可平移负荷等[7]。
技术实现思路
本专利技术提供了一种主动配电网最大供电能力计算方法，本专利技术在考虑主动配电网源网荷控制的基础上，准确计算出配电网允许接入的安全负荷容量，详见下文描述：一种主动配电网最大供电能力计算方法，所述方法包括以下步骤：基于可控分布式电源出力约束和可再生分布式电源出力概率分布，初始化分布式电源出力；基于配电网放射性拓扑约束，对网络拓扑进行初始化；基于可控负荷价格和容量约束，对可控负荷进行初始化；采取重复潮流算法求解主动配电网供电能力。其中，所述基于可控分布式电源出力约束和可再生分布式电源出力概率分布，初始化分布式电源出力具体为：采用蒙特卡洛方法对光伏出力进行模拟，获取光伏的概率出力；采用蒙特卡洛方法对风机出力进行模拟，获取风速的概率分布，进而得到风机出力；基于光伏的概率出力、风速的概率分布、风机出力生成风机和光伏的有功功率出力；根据可控分布式电源的约束，对可控分布式电源的出力进行初始化。其中，所述基于配电网放射性拓扑约束，对网络拓扑进行初始化具体为：swj＝randi(size(Lj))其中，swj为配电网进行网络重构时打开开关的编号；randi()为随机取整函数；size()为判断矩阵维度的函数；Lj为配电网基本环中所包含的线路编号集合。其中，所述基于可控负荷价格和容量约束，对可控负荷进行初始化具体为：λl＝unifrnd(λl1(p),λl2(p))其中，λl为第i个用户参与需求响应的负荷率；λl1(p)为激励电价为p时用户参与需求响应的负荷率下限；λl2(p)为激励电价为p时用户参与需求响应的负荷率上限。进一步地，所述采取重复潮流算法求解主动配电网供电能力具体为：(1)确定迭代步长h0、迭代收敛精度ε以及整个主动配电网系统负荷增长倍数k；(2)基于整个主动配电网系统负荷增长倍数k，更新整个主动配电网各节点的负荷S＝S+k*Sd；(3)对更新后的节点负荷S进行潮流计算，判断是否满足主动配电网安全运行条件，若不满足条件，即安全约束越限，则执行步骤(4)；若满足条件，即安全约束没有越限，则执行步骤(2)；(4)确定负荷增长倍数的临界点区间，令k1＝k-h0，k2＝k；(5)判断负荷增长倍数临界点是否满足迭代精度要求，即∣k2-k1∣﹤ε。若满足精度要求，输出供电能力结果，若不满足精度要求，则执行步骤(6)；(6)根据负荷倍数更新各节点负荷进行潮流计算，若越限，则二分临界点区间，令k2＝(k1+k2)/2，执行步骤(5)；若没有越限，则二分临界点区间，令k1＝(k1+k2)/2，执行步骤(5)。本专利技术提供的技术方案的有益效果是：本专利技术在考虑主动配电网源网荷控制的基础上，准确计算出配电网允许接入的安全负荷容量，是实现配电网供电能力评估工作的重要内容，有助于我国在“煤改电”等新环境下的配电网科学规划，也能更好地指导配电网的实际优化运行。附图说明图1为本专利技术提供的采用重复潮流算法计算主动配电网最大供电能力流程图；图2为IEEE33节点配电系统的结构图；图3为本专利技术实施例中线路负载率分布情况示意图；图4为本专利技术实施例中配变负载率分布情况示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。实施例1一种主动配电网最大供电能力计算方法，参见图1，该方法包括以下步骤：101：基于可控分布式电源出力约束和可再生分布式电源出力概率分布，初始化分布式电源出力；102：基于配电网放射性拓扑约束，对网络拓扑进行初始化；基于可控负荷价格和容量约束，对可控负荷进行初始化103：采取重复潮流算法求解主动配电网供电能力。综上所述，本专利技术实施例通过上述步骤101-步骤103在考虑主动配电网源网荷控制的基础上，准确计算出配电网允许接入的安全负荷容量，能更好地指导配电网的实际优化运行，满足了实际应用中的需要。实施例2下面结合具体的计算公式、图1、以及实例对实施例1中的方案进行进一步地介绍，主要包括如下步骤，详见下文描述：一、基于主动配电网的分析，对主动配电网中源网荷控制方案进行初始化(11)基于可控分布式电源出力约束和可再生分布式电源出力概率分布，初始化分布式电源出力。对于可再生能源的不确定，需要确定其概率密度分布，因此具体步骤为：步骤a，采用蒙特卡洛方法对光伏出力进行模拟，光伏的概率出力可用下式表示：其中，f(PM)为光伏发电出力功率为PM时对应的概率密度函数；Γ(α+β)、Γ(α)、Γ(β)均为伽玛函数；PM为当前光伏输出的功率；RM为光伏输出功率的最大值；α为Beta分布的形状参数；β为Beta分布的形状参数；x为积分变量。步骤b，采用蒙特卡洛方法对风机出力进行模拟，风速的概率分布可用下式表示：其中，f(v)为风速为v的概率密度；k为Weibull分布的形状参数；v为当前风速；c为Weibull分布的尺度参数。从而得到风机出力公式：其中，Pwt为风机在风速为v时的输出功率；vi为风机的切入速度；vo为风机的切出速度；vr为风机的额定风速；Pr为风机的额定功率。具体实现时，基于上述公式(1)—(4)生成对应风机和光伏的有功功率出力。步骤c，根据可控分布式电源的约束，对可控分布式电源的出力进行初始化，方法如下：PMT,g＝unifrnd(PMT,g,min,PMT,g,max)(5)其中，PMT,g为第g台微型燃气轮机的输出功率；unifrnd()为均匀分布函数；PMT,g,min为第g台微型燃气轮机的输出功率下限；PMT,g,max为第g台微型燃气轮机的输出功率上限。(12)基于配电网放射性拓扑约束，对网络本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种主动配电网最大供电能力计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：基于可控分布式电源出力约束和可再生分布式电源出力概率分布，初始化分布式电源出力；基于配电网放射性拓扑约束，对网络拓扑进行初始化；基于可控负荷价格和容量约束，对可控负荷进行初始化；采取重复潮流算法求解主动配电网供电能力。

【技术特征摘要】
1.一种主动配电网最大供电能力计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：基于可控分布式电源出力约束和可再生分布式电源出力概率分布，初始化分布式电源出力；基于配电网放射性拓扑约束，对网络拓扑进行初始化；基于可控负荷价格和容量约束，对可控负荷进行初始化；采取重复潮流算法求解主动配电网供电能力。2.根据权利要求1所述的一种主动配电网最大供电能力计算方法，其特征在于，所述基于可控分布式电源出力约束和可再生分布式电源出力概率分布，初始化分布式电源出力具体为：采用蒙特卡洛方法对光伏出力进行模拟，获取光伏的概率出力；采用蒙特卡洛方法对风机出力进行模拟，获取风速的概率分布，进而得到风机出力；基于光伏的概率出力、风速的概率分布、风机出力生成风机和光伏的有功功率出力；根据可控分布式电源的约束，对可控分布式电源的出力进行初始化。3.根据权利要求1所述的一种主动配电网最大供电能力计算方法，其特征在于，所述基于配电网放射性拓扑约束，对网络拓扑进行初始化具体为：swj＝randi(size(Lj))其中，swj为配电网进行网络重构时打开开关的编号；randi()为随机取整函数；size()为判断矩阵维度的函数；Lj为配电网基本环中所包含的线路编号集合。4.根据权利要求1所述的一种主动配电网最大供电能力计算方法，其特征在于，所述基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔祥玉，雍成思，陈瑛，王晟晨，鄂志君，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12