一种配电网中分布式电源最大准入容量优化配置方法技术

技术编号:20368542 阅读:39 留言:0更新日期:2019-02-16 19:14
本发明专利技术公开了一种配电网中分布式电源最大准入容量优化配置方法,建立了以DG接入容量最大为目标,充分考虑配电网安全、可靠、稳定运行的DG优化配置模型,使得DG能够高比例、大容量接入配电网。

An Optimal Allocation Method for Maximum Access Capacity of Distributed Power Supply in Distribution Network

The invention discloses an optimal allocation method for maximum access capacity of distributed power supply in distribution network, and establishes a DG optimal allocation model with maximum access capacity of DG as the goal, fully considering the safe, reliable and stable operation of distribution network, so that DG can access distribution network with high proportion and large capacity.

【技术实现步骤摘要】
一种配电网中分布式电源最大准入容量优化配置方法
本专利技术涉及一种用于分布式电网领域的配电网中分布式电源最大准入容量优化配置方法。
技术介绍
目前,世界上公认的大电网互联与分布式电源并网相结合的电力系统能够有效解决资源、负荷区位不一致的问题,增加电网稳定性,提高供电可靠性,优化发输配电经济性,改善电力系统灵活性等问题。分布式电源(DistributedGeneration,DG)是指直接布置在配电网或分布在负荷附近的发电设施,一般容量在数千瓦至50MW之间。分布式发电装置根据使用技术的不同,可分为热电冷联产发电、微型燃气轮机发电、小型水力发电、风力发电、太阳能光伏发电、燃料电池、储能设备等。因为配电网中DG供电比例增大可以减小传统机组的污染物排放量,所以DG并网容量最大化也等价于环保效益的最优化。但是网络中DG渗透率较高时,若不合理优化DG的接入位置、数量与容量,则会严重威胁系统的安全稳定运行。以DG最大准入容量为目标对配电网DG优化配置是技术人员的主要目标。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足,提供一种配电网中分布式电源最大准入容量优化配置方法,它能够使得配电网DG并网容量较高,且保证了配电网安全稳定运行,优化了网络电压分布,改善了节点电压水平,降低了配电系统运行时的有功网损。实现上述目的的一种技术方案是:1.一种配电网中分布式电源最大准入容量优化配置方法,包括用于描述待规划地块并网DG容量最大的目标函数式中nDG为待选DG接入节点,PDGi为第i个接入点的DG接入有功功率,该目标函数用于寻找配电网中DG总有功接入最大的配置方案,其特征在于,包括如下几个约束步骤:步骤1,潮流方程约束步骤,在电网安全稳定运行的情况下,含DG配电网的有功功率方程、无功功率方程以及节点电压方程如式(2)-(4)所示,将该3个潮流方程作为(1)式目标函数的等式约束:式中Pi、Qi分别为第i条支路上的有功、无功功率,Ri、Xi为第i条支路上的电阻与电抗,Ui为第i个节点的节点电压,PLi、QLi为第i个节点的负荷有功、无功功率,PDGi、QDGi为第i个节点的DG有功、无功功率;步骤2,节点电压约束步骤,式(5)为本文的节点电压约束方程;0.93UN≤U≤1.07UN(5)式中UN为节点额定电压;步骤3,电压水平与网损约束步骤,式(6)、(7)为本文的网络电压水平与有功网损约束方程,LDG<ε1×Ldis(6)Ploss.DG≤ε2×Ploss.dis(7)式中LDG、Ldis为配电网加入与不加入DG时的电压水平指标,Ploss.DG、Ploss.dis为配电网加入与不加入DG时的有功网损;步骤4,DG投资运行总费用约束,设定DG投资运行总费用的上限CDGmax;CDG<CDGmax(8)式中CDG为一定规划周期内DG的实际投资运行总费用;y为DG规划投资年限;CZi为第i个DG的单位容量设备综合成本,包括原动机成本、发电机成本与其他辅助设备成本;CAi为第i个DG的单位容量安装成本;CWi为DG的固定年维护成本;步骤5,约束条件汇总步骤,各约束条件汇总如式(10)所示。式中Pl、Pl.max为配电网各支路的实际有功功率与最大有功功率限制;Ps为配电系统向输电系统购买的实际功率,Ps.max为配电系统向输电系统购买的最大功率;步骤6,输出步骤,通过粒子群算法输出DG最大并网容量与最优接入位置。进一步的,所述步骤6,输出步骤,采用随机权重粒子群算法,包括如下步骤:步骤6.1,输入网络原始参数与算法参数,本文取种群规模为80,μmin=0.5,μmax=0.8,σ=0.2;步骤6.2,随机生成各个粒子的值和初始速度,运用牛顿-拉夫逊法计算网络潮流,然后求解目标函数,记录各粒子中的最大目标函数值Pbest(即DG最大并网容量),各粒子的目标函数值FPbest以及最优粒子的位置Pos(即各待选DG接入点);步骤6.3,更新迭代次数,由式计算ω,然后更新各粒子的速度与位置信息,式中rand(0,1)表示0-1之间的随机数,N(0,1)表示标准正态分布随机数,μ平均为随机权重,μmin为最小随机权重平均值,μmax为最大随机权重平均值,σ为随机权重的方差;步骤6.4计算新的潮流与各粒子目标函数值,并与前次迭代结果比较,更新并记录各粒子中的最大目标函数值与粒子位置;步骤6.5判断是否达到最大迭代次数kmax,若达到,则终止程序,反之则重复步骤5.3、5.4;步骤6.6,输出DG最大并网容量与最优接入位置。本专利技术的一种配电网中分布式电源最大准入容量优化配置方法,建立了以DG接入容量最大为目标,充分考虑配电网安全、可靠、稳定运行的DG优化配置模型,使得DG能够高比例、大容量接入配电网。具体实施方式为了能更好地对本专利技术的技术方案进行理解,下面通过具体地实施例进行详细地说明:本专利技术的一种配电网中分布式电源最大准入容量优化配置方法,包括用于描述待规划地块并网DG容量最大的目标函数:式中nDG为待选DG接入节点,PDGi为第i个接入点的DG接入有功功率,该目标函数用于寻找配电网中DG总有功接入最大的配置方案,包括如下几个约束步骤:步骤1,潮流方程约束步骤,在电网安全稳定运行的情况下,含DG配电网的有功功率方程、无功功率方程以及节点电压方程如式(2)-(4)所示,将该3个潮流方程作为(1)式目标函数的等式约束:式中Pi、Qi分别为第i条支路上的有功、无功功率,Ri、Xi为第i条支路上的电阻与电抗,Ui为第i个节点的节点电压,PLi、QLi为第i个节点的负荷有功、无功功率,PDGi、QDGi为第i个节点的DG有功、无功功率;步骤2,节点电压约束步骤,DG的并网改变了配电网潮流的原有运行状态,对各节点的电压有抬升作用。根据我国国家标准GB/T12325—2008《电能质量-供电电压偏差》的规定,20kV及以下三相供电电压偏差为标称电压的±7%。由于本方法调整的对象为10kV中压配电网,所以取±7%为节点电压偏差的限定值。式(5)为本方法的节点电压约束方程。0.93UN≤U≤1.07UN(5)式中UN为节点额定电压。步骤3,电压水平与网损约束步骤,改善配电网电压水平与降低网损是DG投资的重要经济、社会、环保效益之一,所以本文要求DG的投资目标是使配电系统电压水平改善,网损降低;式(6)、(7)为本文的网络电压水平与有功网损约束方程,LDG<ε1×Ldis(6)Ploss.DG≤ε2×Ploss.dis(7)式中LDG、Ldis为配电网加入与不加入DG时的电压水平指标,Ploss.DG、Ploss.dis为配电网加入与不加入DG时的有功网损;ε1、ε2介于0-1之间,根据具体规划方案对DG并网后系统电压水平与网损的要求进行取值。步骤4,DG投资运行总费用约束,虽然近年来随着DG的使用范围越来越大,安装成本也逐年降低,但是相对于传统大电网互联的电力系统运行方式,其投资运行费用依然偏高。所以需要对其投资运行总费用做出一定的限制。本文参照国内DG的工程实际状况,取DG单位容量设备综合成本和安装成本分别为430万元/MW和120万元/MW,DG的维护运行费用为15万/(年*MW)。对一定的规划周期,可以根据上述经济性数据设定DG投资运行总费用的上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配电网中分布式电源最大准入容量优化配置方法,包括用于描述待规划地块并网DG容量最大的目标函数:

【技术特征摘要】
1.一种配电网中分布式电源最大准入容量优化配置方法,包括用于描述待规划地块并网DG容量最大的目标函数:式中nDG为待选DG接入节点,PDGi为第i个接入点的DG接入有功功率,该目标函数用于寻找配电网中DG总有功接入最大的配置方案,其特征在于,包括如下几个约束步骤:步骤1,潮流方程约束步骤,在电网安全稳定运行的情况下,含DG配电网的有功功率方程、无功功率方程以及节点电压方程如式(2)-(4)所示,将该3个潮流方程作为(1)式目标函数的等式约束:式中Pi、Qi分别为第i条支路上的有功、无功功率,Ri、Xi为第i条支路上的电阻与电抗,Ui为第i个节点的节点电压,PLi、QLi为第i个节点的负荷有功、无功功率,PDGi、QDGi为第i个节点的DG有功、无功功率;步骤2,节点电压约束步骤,式(5)为本文的节点电压约束方程;0.93UN≤U≤1.07UN(5)式中UN为节点额定电压;步骤3,电压水平与网损约束步骤,式(6)、(7)为本文的网络电压水平与有功网损约束方程,LDG<ε1×Ldis(6)Ploss.DG≤ε2×Ploss.dis(7)式中LDG、Ldis为配电网加入与不加入DG时的电压水平指标,Ploss.DG、Ploss.dis为配电网加入与不加入DG时的有功网损;步骤4,DG投资运行总费用约束,设定DG投资运行总费用的上限CDGmax;CDG<CDGmax(8)式中CDG为一定规划周期内DG的实际投资运行总费用;y为DG规划投资年限;CZi为第i个DG的单位容量设备综合成本,包括原动机成本、发电机成本与其他辅助设备成本...

【专利技术属性】
技术研发人员:顾皓亮阎鼎郝珈玮孙志恒邓孟华刘议华
申请(专利权)人:国网上海市电力公司
类型:发明
国别省市:上海,31

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