配电网潮流调度方法技术

一种配电网潮流调度方法，所述配电网潮流调度方法包括步骤：A.将配电网所在区域分成若干个子区域；B.建立配电网线路和子区域之间关系，得到配电网线路在各子区域中的线路空间地理信息；C.考虑天气状况对线路影响以及线路潮流影响，以全网能耗低为目标，建立配电网潮流调度模型；D.输入配电网数据与天气预报数据；E.根据电网数据与天气预报数据，确定线路最大载流量；F.对配电网潮流调度模型采用优化方法，得到配电网分布式电源功率输出方案和配电网潮流分布。利用本发明专利技术的方法，能够利用天气预报数据提高现有配电网配置电力资源的能力。

【技术实现步骤摘要】
配电网潮流调度方法
本专利技术涉及电力系统设备领域，特别涉及一种电力系统中配电网系统的潮流调度方法。
技术介绍
电力系统潮流调度以满足负荷的需求为前提条件，优化发电机组的功率输出。在保证电力系统安全运行前提下，以降低电力系统运行的能耗为目标。配电网潮流调度作为电力系统潮流调度的重要组成部分，是配电网安全经济运行的重要技术保障。近年来，随着分布式电源的快速发展，配电网中分布式电源的容量越来越大，如何最大限度地实现分布式电源资源的优化配置，为用户提供安全、持续和经济的电能，是配电网运行所面临的巨大挑战。配电线路输送热容量极限是分布式电源优化分配的重要制约因素，传统的线路静态热容量极限值是基于校核最恶劣气象条件而制定的保守值，一般而言，线路的实际传输能力要大于线路静态热容量极限值。因此，基于天气状况动态改变线路输送热容量极限值，提高配电网配置资源的能力，是促进配电网安全经济运行的有效手段。在现有的配电网潮流调度方法中，通常都采用固定的线路静态热容量极限值作为线路潮流的约束条件，这种处理方法无法充分利用配电线路的传输能力，不能实现资源的全局最优配置。天气状况除了对线路输送热容量极限值有影响外，还对线路电气参数产生影响。一方面，导体温度由导体所处环境、线路载流量和线路电阻共同确定，另一方面，线路导体的电阻率随着导体温度的升高而升高。这意味着线路电阻和线路潮流之间存在非线性关系。而传统的配电网潮流计算假设线路电阻为常量，割裂了线路电阻和线路潮流的联系，必然会导致潮流计算结果的误差。由于配电网所处的地理空间较为广阔，导致不同地点的天气状况差异可能很大，需要根据数值天气预报的空间精度，将配电网所处的地理空间划分为合理的子区域，以正确体现不同区域天气状况对配电网潮流调度的影响。目前，配电网地理信息系统相关技术逐渐成熟，并已经得到了广泛的应用，同时，数值天气预报技术发展迅速，预报数据的精确度越来越高，预报数据的空间粒度也越来越细化，这为基于数值天气预报的配电网潮流调度方法的实现提供了实施前提和技术保障。因此，目前的配电网潮流调度方法并未考虑线路的动态热平衡，也没有考虑到线路的输送热容量对线路电气参数产生的影响，没有实现配电网的优化控制，误差也较大。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的目的在于充分利用配电网地理信息系统中的线路地理空间信息和天气预报系统中的各种天气预测数据，实现了计及天气因素影响的配电网潮流调度方案的自动化、精细化和最优化编制，以解决目前配电网潮流调度无法充分利用线路容量，不能更大限度实现分布式电源发电优化分配的问题。为了实现此目的，本专利技术采取的技术方案为如下。一种配电网潮流调度方法，所述方法包括以下步骤：A.将配电网所在区域分成若干个子区域；B.建立配电网线路和子区域之间关系，得到配电网线路在各子区域中的线路空间地理信息；C.考虑天气状况对线路影响以及线路潮流影响，以全网能耗低为目标，建立配电网潮流调度模型；D.输入配电网数据与天气预报数据；E.根据电网数据与天气预报数据，确定线路最大载流量；F.对配电网潮流调度模型采用优化方法，得到配电网分布式电源功率输出方案和配电网潮流分布。在步骤A中，按照几何坐标等距的方式将配电网划分为子区域。另外，步骤D中，所述配电网数据包括配电网结构数据、负荷预测数据、分布式电源参数、线路物理参数、线路空间地理信息、分区信息，所述天气预报数据包括各区域气温、日照、风速和风向数据。其中，所述配电网潮流调度模型的目标为：其中F为目标，i为分布式电源的索引，i＝1,2,...M，M为分布式电源的数量；PG,i为分布式电源i的发电功率；Ci(·)为分布式电源i的发电能耗函数。另一方面，所述目标的约束条件包括电力系统约束条件和热传学约束条件。具体而言，所述电力系统约束条件包括电网潮流等式约束、分布式电源有功无功功率输出约束、线路载流量约束、节点电压约束、分布式电源功率输出上下限约束，其中：所述电网潮流等式约束为：n和m为节点索引，n＝1,2,...,N，m＝1,2,...,N，N为节点的数量；Pn为节点n的有功功率注入，Qn为节点n的无功功率注入，PD,n为节点n的有功负荷；QD,n为节点n的无功负荷；KGn,i为节点n和分布式电源i之间的关联关系，当分布式电源i连接在节点n上，KGn,i＝1，否则，KGn,i＝0；en为节点n电压的实部；fn为节点n电压的虚部；Gnm为节点n和m间的电导；Bnm为节点n和m间的电纳；所述分布式电源有功无功功率输出约束为：PGmin,i和PGmax,i分别为分布式电源的最小有功功率输出和最大有功功率输出；QGmin,i和QGmax,i分别为分布式电源的最小无功功率输出和最大无功功率输出；所述线路载流量约束为：k为线路索引，k＝1,2,...,K，K为线路的数量；Ik为线路k上的载流量；Imax,k为线路k上的最大载流量，为子区域l上线路k的最大载流量，如果线路未经过子区域l，则Xk为线路k的电抗值；Rk为线路k的电阻值，为子区域l上线路k的电阻值；l为子区域索引，l＝1,2,...,L，L为子区域的数量；所述节点电压约束为：Umin,n≤Un＝|en+jfn|≤Umax,n；Un为节点n的电压值；Umin,n为节点n的电压下限；Umax,n为节点n的电压上限。而所述热传学约束条件包括线路热平衡等式约束、线路日照吸热等式约束、线路辐射散热等式约束、线路对流散热等式约束、线路电阻温度关系等式约束，其中：所述线路热平衡等式约束为：子区域l上线路k的电阻值；为子区域l上线路k从太阳获得的日照热量；为子区域l上线路k的对流散热；为子区域l上线路k的辐射散热；所述线路日照吸热等式约束为：αk为线路k的阳光吸收率；为子区域l上线路k经高度修正后的太阳天空辐射热通量率；为子区域l上线路k的阳光等效入射角；Hc为太阳高度角；Zc为太阳方位角；为子区域l上线路k的方位角；Ak′为线路k的单位长度投影面积；所述线路辐射散热等式约束为：εl为辐射系数；Dk为线路k的导线外径；为子区域l上线路k的温度；为子区域l的气温；所述线路对流散热等式约束为：ρf为空气密度；μf为空气动力粘度；kf为空气热传导系数；为子区域l的风速；为子区域l的风向因子；所述线路电阻温度关系等式约束为：R20,k为线路k在线路温度20摄氏度时的单位长度线路电阻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配电网潮流调度方法，所述方法包括以下步骤：A.将配电网所在区域分成若干个子区域；B.建立配电网线路和子区域之间关系，得到配电网线路在各子区域中的线路空间地理信息；C.考虑天气状况对线路影响以及线路潮流影响，以全网能耗低为目标，建立配电网潮流调度模型；D.输入配电网数据与天气预报数据；E.根据电网数据与天气预报数据，确定线路最大载流量；F.对配电网潮流调度模型采用优化方法，得到配电网分布式电源功率输出方案和配电网潮流分布。

【技术特征摘要】
1.一种配电网潮流调度方法，所述方法包括以下步骤：A.将配电网所在区域分成若干个子区域；B.建立配电网线路和子区域之间关系，得到配电网线路在各子区域中的线路空间地理信息；C.考虑天气状况对线路影响以及线路潮流影响，以全网能耗低为目标，建立配电网潮流调度模型；D.输入配电网数据与天气预报数据；E.根据电网数据与天气预报数据，确定线路最大载流量；F.对配电网潮流调度模型采用优化方法，得到配电网分布式电源功率输出方案和配电网潮流分布；所述步骤E中确定线路最大载流量的方法为：确定线路导体允许的最高温度TMax；根据线路空间地理信息和天气预报信息，计算出日照热量根据所述天气预报信息，以及线路导体允许的最高温度TMax，计算出最大对流散热和最大辐射散热根据线路导体型号和线路导体允许的最高温度TMax，计算出线路在允许的最高温度下的电阻根据确定线路的最大载流量。2.权利要求1中所述的配电网潮流调度方法，其特征在于，步骤A中，按照几何坐标等距的方式将配电网划分为子区域。3.权利要求1中所述的配电网潮流调度方法，其特征在于，步骤D中，所述配电网数据包括配电网结构数据、负荷预测数据、分布式电源参数、线路物理参数、线路空间地理信息、分区信息，所述天气预报数据包括各区域气温、日照、风速和风向数据。4.权利要求1中所述的配电网潮流调度方法，其特征在于，所述配电网潮流调度模型的目标为：其中F为目标，i为分布式电源的索引，i＝1,2,...M，M为分布式电源的数量；PG,i为分布式电源i的发电功率；Ci(·)为分布式电源i的发电能耗函数。5.权利要求4中所述的配电网潮流调度方法，其特征在于，所述目标的约束条件包括电力系统约束条件和热传学约束条件。6.权利要求5中所述的配电网潮流调度方法，其特征在于，所述电力系统约束条件包括电网潮流等式约束、分布式电源有功无功功率输出约束、线路载流量约束、节点电压约束、分布式电源功率输出上下限约束，其中：所述电网潮流等式约束为：n和m为节点索引，n＝1,2,...,N，m＝1,2,...,N，N为节点的数量；Pn为节点n的有功功率注入，Pn＝∑KGn,iPG,i-PD,n；Qn为节点n的无功功率注入，PD,n为节点n的有功负荷；QD,n为节点n的无功负荷；KGn,i为节点n和分布式电源i之间的关联关系，当分布式电源i连接在节点n上，KGn,i＝1，否则，KGn,i＝0；en为节点n电压的实部；fn为节点n电压的虚部；Gnm为节点n和m间的电导；Bnm为节点n和m间的电纳；所述分布式电源有功PG,i无功功率QG,i输出约束为：PGmin,i和PGmax,i分别为分布式电源的最小有功功率输出和最大有功功率输出；QGmin,i和QGmax,i分别为分布式电源的最小无功功率输出和最大无功功率输出；所述线路载流量约束为：k为线路索引，k＝1,2,...,K，K为线路的数量；Ik为线路k上...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒隽，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11