一种基于分层分区思想的分布式电源消纳能力计算方法技术

本发明专利技术涉及一种基于分层分区思想的分布式电源消纳能力计算方法，包括以下步骤：1)确定待评价区域电网及电压等级；2)拟定分布式电源接入的规划方案；3)获取该分布式电源接入规划方案中分布式电源的接入容量、模型及参数；4)对区域电网进行范围划分，得到分层分区的区域电网范围；5)对各分区电网进行适应性评价，得到各项评价指标数值以及指标得分；6)对区域电网进行分布式电源适应性评价，得到区域电网适应性评分值；7)判断区域电网是否具备分布式电源接纳能力，并通过循环迭代获得区域电网对分布式电源的最大接纳能力。本发明专利技术可以为分布式电源并网方案评价与优选工作，及区域分布式电源和电网协调规划提供理论和技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种基于分层分区思想的分布式电源消纳能力计算方法
本专利技术涉及配电网分布式电源规划
，具体涉及一种基于分层分区思想的分布式电源消纳能力计算方法。
技术介绍
近年来，随着分布式电源的高渗透率、大规模并网，对配电网供电的安全性、可靠性以及电能质量等诸多领域产生了广泛而深远的影响。分布式电源的接入可以增加配电网的可靠性，降低线路损耗，支撑电压和改进负荷功率因数等，但分布式电源无限度地接入也会影响配电网的安全运行。因此，科学地评估配电网消纳分布式电源的能力，已成为配电网规划和运行过程中的关键问题。目前，配电网规划无法掌握地区分布式电源的总体情况，缺少评估配电网消纳新能源的成熟方法与工具，造成分布式电源并网凌乱无序，给电网安全稳定运行造成了冲击。同时，缺乏分布式电源接入方案的适应性评价方法，难以追踪反馈其应用情况。此外，当前对分布式电源消纳能力计算方面的研究以单一对象为主，容易造成“维度灾”导致求解困难。为促进分布式电源与配电网的协调发展，指导配电网和分布式电源规划，提高配电网对分布式电源的接纳能力，亟需在分布式电源消纳能力计算方面进行探究，为分布式电源科学、有序接入提供支撑。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种基于分层分区思想的分布式电源消纳能力计算方法，结合分布式电源的适应性评价，计算区域电网及其内部各分层分区电网对分布式电源的接纳能力，为分布式电源并网方案评价与优选工作，及区域电网规划提供理论和技术支撑。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种基于分层分区思想的分布式电源消纳能力计算方法，其特征在于包括以下步骤：1)确定待评价区域电网及电压等级，并获取区域电网电力模块的基础数据；2)基于所述基础数据拟定分布式电源接入的规划方案；3)获取该分布式电源接入规划方案中分布式电源的接入容量、模型及参数；4)根据该分布式电源规划方案中分布式电源的接入容量和接入电压等级，对区域电网进行范围划分，得到分层分区的区域电网范围；5)根据分布式电源接入前后电网运行状态的变化情况建立适应性评价指标、指标权重及评分公式，对各分区电网进行适应性评价，得到各项评价指标数值，进而获得各分区电网的各项评价指标得分；其中，电网运行状态指电网运行时的可靠性、负载率、短路电流以及电能质量；6)基于分层分区的结果，并根据步骤5)中得到的各分区电网的各项评价指标得分和指标权重，对区域电网进行分布式电源适应性评价，得到区域电网适应性评分值；7)根据得到的区域电网的适应性评价分值，判断区域电网是否具备分布式电源接纳能力，并通过循环迭代获得区域电网对分布式电源的最大接纳能力。所述步骤4)中，根据分布式电源规划方案中分布式电源的接入容量和接入电压等级，对区域电网进行范围划分的方法为：基于分层分区思想，将待评价电网范围划分为区域电网、各电压等级电网和各分区电网三层；若同一个电压等级中存在相对独立的分区电网，且每个分区均有分布式电源接入时，则进一步划分出分区电网；当待评价的分布式电源规划方案针对行政区域时，则按照对应的乡镇、县域或地市来划分区域电网范围。所述步骤5)中，根据分布式电源接入前后电网运行状态的变化情况建立的适应性评价指标包括可靠性指标、负载率指标、短路电流指标以及电能质量指标；所述可靠性指标包括变压器可靠性指标和线路可靠性指标；所述负载率指标包括变压器满载或过载率指标、线路满载或过载率指标；所述电能质量指标包括电压偏差超标率指标、谐波畸变超标率指标、谐波电流超标率指标、电压波动超标率和电压不平衡度超标率指标。所述各项评价指标的计算公式如下：①可靠性指标a、变压器可靠性，即分布式电源接入后公网不满足N-1的变压器的增加比例，计算公式为：式中：为分布式电源接入后公网不满足N-1的变压器增加比例，用％表示；nT为区域任一电压等级电网公用变压器台数，单位为台；为分布式电源接入后第i台变压器N-1安全性的变化情况；b、线路可靠性，即分布式电源接入后公网不满足N-1的线路增加比例，计算公式为：式中：为分布式电源接入后公网线路不满足N-1的线路增加比例，单位为％；mLC为区域任一电压等级电网公用线路条数，单位为条；mLCi为分布式电源接入后第i条公网线路N-1安全性的变化情况；②负载率指标a、变压器满载或过载率，即分布式电源接入后公网满载和过载变电站的增加比例，计算公式为：式中：为分布式电源接入后公网满载和过载变电站增加比例，单位为％；nTS为区域任一电压等级电网变电站座数，单位为座；nTSi为分布式电源接入后第i座变电站满载或过载的变化情况；b、线路满载或过载率，即分布式电源接入后满载和过载线路的增加比例，计算公式为：式中：为分布式电源接入后满载和过载线路增加比例，用％表示；mL为区域任一电压等级电网线路条数，单位为条；mLi为分布式电源接入后第i条线路满载或过载的变化情况；③短路电流指标短路电流，即分布式电源接入后短路电流超标节点的增加比例，计算公式为：式中：KSC为分布式电源接入后短路电流超标节点增加比例，用％表示；NSCDG为分布式电源接入后短路电流超过开关遮断容量95％节点个数，单位为个；NSC为分布式电源接入前短路电流超过开关遮断容量95％节点个数，单位为个；nNOD,I为区域任一电压等级电网短路电流计算节点数，单位为个；④电能质量指标a、电压偏差超标率，即分布式电源接入后电压偏差超标节点的增加比例，计算公式为：式中：KU为分布式电源接入后电压偏差超标节点增加比例，用％表示；nNOD为区域任一电压等级电网节点数，单位为个；nVdi为分布式电源接入后第i个节点电压偏差超标变化情况；b、谐波畸变超标率，即分布式电源接入后电压总谐波畸变率超标节点的增加比例，计算公式为：式中：KTHD为分布式电源接入后电压总谐波畸变率超标节点增加比例，用％表示；nDGTHD为分布式电源接入后电压总谐波畸变率超标节点数，单位为个；nTHD为分布式电源接入前电压总谐波畸变率超标节点数，单位为个；nNOD为区域任一电压等级电网节点数，单位为个；c、谐波电流超标率，即分布式电源接入后谐波电流超标节点增加比例，计算公式为：式中：KIh为分布式电源接入后谐波电流超标节点增加比例，用％表示；nDGIh为分布式电源接入后谐波电流超标节点数，单位为个；nIh为分布式电源接入前谐波电流超标节点数，单位为个；nNOD为区域任一电压等级电网节点数，单位为个；d、电压波动超标率，即分布式电源接入后电压波动超标节点的增加比例，计算公式为：式中：Kd为分布式电源接入后电压波动超标节点增加比例，用％表示；nDGd为分布式电源接入后电压波动超标节点数，单位为个；nd为分布式电源接入前电压波动超标节点数，单位为个；nNOD为区域任一电压等级电网节点数，单位为个；e、电压不平衡度超标率，即分布式电源接入后负序电压不平衡度超标节点增加比例，计算公式为：式中：Kε为分布式电源接入后负序电压不平衡度超标节点增加比例，用％表示；nDGε为分布式电源接入后负序电压不平衡度超标节点数，单位为个；nε为分布式电源接入前负序电压不平衡度超标节点数，单位为个；nNOD为区域任一电压等级电网节点数，单位为个。所述步骤5)中，各项评价指标的指标权重根据各分区电网及评价指标的重要度情况确定，且所有评本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于分层分区思想的分布式电源消纳能力计算方法，其特征在于包括以下步骤：1)确定待评价区域电网及电压等级，并获取区域电网电力模块的基础数据；2)基于所述基础数据拟定分布式电源接入的规划方案；3)获取该分布式电源接入规划方案中分布式电源的接入容量、模型及参数；4)根据该分布式电源规划方案中分布式电源的接入容量和接入电压等级，对区域电网进行范围划分，得到分层分区的区域电网范围；5)根据分布式电源接入前后电网运行状态的变化情况建立适应性评价指标、指标权重及评分公式，对各分区电网进行适应性评价，得到各项评价指标数值，进而获得各分区电网的各项评价指标得分；其中，电网运行状态指电网运行时的可靠性、负载率、短路电流以及电能质量；6)基于分层分区的结果，并根据步骤5)中得到的各分区电网的各项评价指标得分和指标权重，对区域电网进行分布式电源适应性评价，得到区域电网适应性评分值；7)根据得到的区域电网的适应性评价分值，判断区域电网是否具备分布式电源接纳能力，并通过循环迭代获得区域电网对分布式电源的最大接纳能力。

【技术特征摘要】
1.一种基于分层分区思想的分布式电源消纳能力计算方法，其特征在于包括以下步骤：1)确定待评价区域电网及电压等级，并获取区域电网电力模块的基础数据；2)基于所述基础数据拟定分布式电源接入的规划方案；3)获取该分布式电源接入规划方案中分布式电源的接入容量、模型及参数；4)根据该分布式电源规划方案中分布式电源的接入容量和接入电压等级，对区域电网进行范围划分，得到分层分区的区域电网范围；5)根据分布式电源接入前后电网运行状态的变化情况建立适应性评价指标、指标权重及评分公式，对各分区电网进行适应性评价，得到各项评价指标数值，进而获得各分区电网的各项评价指标得分；其中，电网运行状态指电网运行时的可靠性、负载率、短路电流以及电能质量；6)基于分层分区的结果，并根据步骤5)中得到的各分区电网的各项评价指标得分和指标权重，对区域电网进行分布式电源适应性评价，得到区域电网适应性评分值；7)根据得到的区域电网的适应性评价分值，判断区域电网是否具备分布式电源接纳能力，并通过循环迭代获得区域电网对分布式电源的最大接纳能力。2.如权利要求1所述的一种基于分层分区思想的分布式电源消纳能力计算方法，其特征在于：所述步骤4)中，根据分布式电源规划方案中分布式电源的接入容量和接入电压等级，对区域电网进行范围划分的方法为：基于分层分区思想，将待评价电网范围划分为区域电网、各电压等级电网和各分区电网三层；若同一个电压等级中存在相对独立的分区电网，且每个分区均有分布式电源接入时，则进一步划分出分区电网；当待评价的分布式电源规划方案针对行政区域时，则按照对应的乡镇、县域或地市来划分区域电网范围。3.如权利要求1所述的一种基于分层分区思想的分布式电源消纳能力计算方法，其特征在于：所述步骤5)中，根据分布式电源接入前后电网运行状态的变化情况建立的适应性评价指标包括可靠性指标、负载率指标、短路电流指标以及电能质量指标；所述可靠性指标包括变压器可靠性指标和线路可靠性指标；所述负载率指标包括变压器满载或过载率指标、线路满载或过载率指标；所述电能质量指标包括电压偏差超标率指标、谐波畸变超标率指标、谐波电流超标率指标、电压波动超标率和电压不平衡度超标率指标。4.如权利要求3所述的一种基于分层分区思想的分布式电源消纳能力计算方法，其特征在于：所述各项评价指标的计算公式如下：①可靠性指标a、变压器可靠性，即分布式电源接入后公网不满足N-1的变压器的增加比例，计算公式为：式中：为分布式电源接入后公网不满足N-1的变压器增加比例，用％表示；nT为区域任一电压等级电网公用变压器台数，单位为台；nTi为分布式电源接入后第i台变压器N-1安全性的变化情况；b、线路可靠性，即分布式电源接入后公网不满足N-1的线路增加比例，计算公式为：式中：为分布式电源接入后公网线路不满足N-1的线路增加比例，单位为％；mLC为区域任一电压等级电网公用线路条数，单位为条；mLCi为分布式电源接入后第i条公网线路N-1安全性的变化情况；②负载率指标a、变压器满载或过载率，即分布式电源接入后公网满载和过载变电站的增加比例，计算公式为：式中：为分布式电源接入后公网满载和过载变电站增加比例，单位为％；nTS为区域任一电压等级电网变电站座数，单位为座；nTSi为分布式电源接入后第i座变电站满载或过载的变化情况；b、线路满载或过载率，即分布式电源接入后满载和过载线路的增加比例，计算公式为：式中：为分布式电源接入后满载和过载线路增加比例，用％表示；mL为区域任一电压等级电网线路条数，单位为条；mLi为分布式电源接入后第i条线路满载或过载的变化情况；③短路电流指标短路电流，即分布式电源接入后短路电流超标节点的增加比例，计算公式为：式中：KSC为分布式电源接入后短路电流超标节点增加比例，用％表示；NSCDG为分布式电源接入后短路电流超过开关遮断容量95％节点个数，单位为个；NSC为分布式电源接入前短路电流超过开关遮断容量95％节点个数，单位为个；nNOD,I为区域任一电压等级电网短路电流计算节点数，单位为个；④电能质量指标a、电压偏差超标率，即分布式电源接入后电压偏差超标节点的增加比例，计算公式为：式中：KU为分布式电源接入后电压偏差超标节点增加比例，用％表示；nNOD为区域任一电压等级电网节点数，单位为个；nVdi为分布式电源接入后第i个节点电压偏差超标变化情况；b、谐波畸变超标率，即分布式电源接入后电压总谐波畸变率超标节点的增加比例，计算公式为：式中：KTHD为分布式电源接入后电压总谐波畸变率超标节点增加比例，用％表示；nDGTHD为分布式电源接入后电压总谐波畸变率超标节点数，单位为个；nTHD为分布式电源接入前电压总谐波畸变率超标节点数，单位为个；nNOD为区域任一电压等级电网节点数，单位为个；c、谐波电流超标率，即分布式电源接入后谐波电流超标节点增加比例，计算公式为：式中：KIh为分布式电源接入后谐波电流超标节点增加比例，用％表示；nDGIh为分布式电源接入后谐波电流超标节点数，单位为个；nIh为分布式电源接入前谐波电流超标节点数，单位为个；nNOD为区域任一电压等级电网节点数，单位为个...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙充勃，宋毅，吴志力，杨晓东，施鹏佳，冷正龙，薛振宇，原凯，靳夏宁，张林垚，刘聪，陈亮，张逸君，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网北京经济技术研究院，国网福建省电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11