一种低压配电网的高比例光伏消纳方法及系统技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种低压配电网的高比例光伏消纳方法及系统，包括：求解低压配电网的预设最优潮流模型，获取低压配电网对应的最优潮流结果；根据最优潮流结果对低压配电网进行优化，以实现对低压配电网的高比例光伏消纳；其中，预设最优潮流模型的目标函数包括低压配电网的第一目标函数和第二目标函数，第一目标函数为低压配电网的网损最小，第二目标函数为低压配电网的光伏切机量最小；预设最优潮流模型的约束条件包括：潮流约束、电压约束、三相不平衡约束、中性线电压约束、支路电流约束、光伏逆变器容量约束、储能约束以及有载分接开关OLTC相邻时段调节挡位数约束。实现了考虑三相不平衡度低压配电网的高比例光伏消纳。

【技术实现步骤摘要】
一种低压配电网的高比例光伏消纳方法及系统
本专利技术实施例涉及光伏电源并网的消纳
，更具体地，涉及一种低压配电网的高比例光伏消纳方法及系统。
技术介绍
随着社会经济的高速发展和人口的持续增加，以煤、石油、天然气等为主的常规能源日益减少，同时化石能源的利用也导致了环境污染和生态失衡，这使得分布式光伏电源的开发与就地利用迫在眉睫，低压配电网中高比例光伏并网的消纳技术正成为研究趋势和方向。目前，对于分布式光伏消纳能力的研究主要分为3个方向，第一个方向为计算和优化分布式光伏的最大接入容量，通过不同的约束条件搭建模型，以求出最大的消纳容量；第二个方向为对于分布式光伏对配电网的消纳能力进行评估，对不同的方案给出评估的结果，进行方案的优选；第三个方向为利用控制调节设备对光伏消纳技术进行优化，提高光伏的消纳容量。低压配电网中由于三相负荷不平衡、三相线路参数不对称，三相不平衡问题十分突出，这不仅增加了线路损耗，而且影响电动机及用电设备的安全运行。大量户用单相光伏接入低压配电网进一步加剧了三相不平衡现象，因此，消纳光伏应该考虑三相不平衡指标。高比例分布式光伏并网会引起电压偏差、网损增加以及三相不平衡等问题，严重制约配电网消纳光伏的能力，浪费配电网资源和光伏能源。因此，亟需提供一种低压配电网的高比例光伏消纳方法。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的低压配电网的高比例光伏消纳方法及系统。第一方面本专利技术实施例提供了一种低压配电网的高比例光伏消纳方法，包括：求解低压配电网的预设最优潮流模型，获取所述低压配电网对应的最优潮流结果；根据所述最优潮流结果对所述低压配电网进行优化，以实现对所述低压配电网的高比例光伏消纳；其中，所述预设最优潮流模型的目标函数包括所述低压配电网的第一目标函数和第二目标函数，所述第一目标函数为所述低压配电网的网损最小，所述第二目标函数为所述低压配电网的光伏切机量最小；所述预设最优潮流模型的约束条件包括：潮流约束、电压约束、三相不平衡约束、中性线电压约束、支路电流约束、光伏逆变器容量约束、储能约束以及有载分接开关OLTC相邻时段调节挡位数约束。另一方面本专利技术实施例提供了一种低压配电网的高比例光伏消纳系统，包括：求解模块，用于求解低压配电网的预设最优潮流模型，获取所述低压配电网对应的最优潮流结果；优化模块，用于根据所述最优潮流结果对所述低压配电网进行优化，以实现对所述低压配电网的高比例光伏消纳；其中，所述预设最优潮流模型的目标函数包括所述低压配电网的第一目标函数和第二目标函数，所述第一目标函数为所述低压配电网的网损最小，所述第二目标函数为所述低压配电网的光伏切机量最小；所述预设最优潮流模型的约束条件包括：潮流约束、电压约束、三相不平衡约束、中性线电压约束、支路电流约束、光伏逆变器容量约束、储能约束以及有载分接开关OLTC相邻时段调节挡位数约束。第三方面本专利技术实施例提供了包括处理器、通信接口、存储器和总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过总线完成相互间的通信，处理器可以调用存储器中的逻辑指令，以执行第一方面提供的低压配电网的高比例光伏消纳方法。第四方面本专利技术实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行第一方面提供的低压配电网的高比例光伏消纳方法。本专利技术实施例提供的一种低压配电网的高比例光伏消纳方法及系统，通过求解以网损和光伏切机量最小为目标函数，充分考虑电网潮流、节点电压、三相不平衡度等约束条件的预设最优潮流模型，得到最优潮流结果，再利用最优潮流结果对低压配电网进行优化，实现了考虑三相不平衡度低压配电网的高比例光伏消纳。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种低压配电网的高比例光伏消纳方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的一种低压配电网的高比例光伏消纳系统的结构框图；图3为本专利技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术实施例提供的一种低压配电网的高比例光伏消纳方法的流程图，如图1所示，包括：S101，求解低压配电网的预设最优潮流模型，获取所述低压配电网对应的最优潮流结果；S102，根据所述最优潮流结果对所述低压配电网进行优化，以实现对所述低压配电网的高比例光伏消纳；其中，所述预设最优潮流模型的目标函数包括所述低压配电网的第一目标函数和第二目标函数，所述第一目标函数为所述低压配电网的网损最小，所述第二目标函数为所述低压配电网的光伏切机量最小；所述预设最优潮流模型的约束包括：潮流约束、电压约束、三相不平衡约束、中性线电压约束、支路电流约束、光伏逆变器容量约束、储能约束以及有载分接开关OLTC相邻时段调节挡位数约束。其中，在步骤S101中，目标函数包括第一目标函数和第二目标函数，下面具体对两者进行说明：a)第一目标函数，对于低压配电网的最优潮流模型，可以将最小化网损作为目标。网损包含两部分，一是abc三相的网络损耗，二是由于三相不对称而引起的中性点偏移，导致中性线上的网络损耗。为了表达方便，可以将网损表达式表示为矩阵形式：式中：Ibranch表示支路电流，其维度为l×1(l为支路个数)；R表示支路阻抗矩阵，其维度为l×1。b)第二目标函数，光伏渗透率可以作为光伏消纳的重要指标，当光伏渗透率最大时，对应的光伏切机量是最小的：式中：PPV表示光伏消纳量；PMPPT表示光伏电源的最大出力；表示光伏切机量。因此，为了提高电网的消纳能力，可以将光伏切机量最小作为目标函数：因此，多目标模型的目标函数可设为：式中：ω1、ω2分别代表所对应项目标的权重系数，ω1+ω2＝1；f1max、分别表示对应目标函数可以取到的最大值。约束条件包括：潮流约束、电压约束、三相不平衡约束、中性线电压约束、支路电流约束、光伏逆变器容量约束、储能约束以及有载分接开关OLTC相邻时段调节挡位数约束。下面对上述各约束条件分别进行说明：a)潮流约束，在配电网中，可以用节点导纳矩阵求解网络潮流，方程满足基尔霍夫电流与基尔霍夫电压定律，同时，对于分布式电源和负荷的接入也同样适用：[Y]·[v]＝[Iinj](5)式中：[Y]表示网络的节点导纳矩阵，其维度为n×n(n表示网络的节点个数)；[v]是由各节点电压组成的矩阵，其维度为n×1；[Iinj]表示各个节点因光伏或负荷的接入而形成的净注入电流，其维度为n×1。b)电压约束，对于abc三相上各节点的电压值，依照国家标准，应当存在一个最大限值，保证电网的安全运行：式中：vi表示abc各相上的电压值；表示该节点的电压最大允许值。同理，对电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低压配电网的高比例光伏消纳方法，其特征在于，包括：求解低压配电网的预设最优潮流模型，获取所述低压配电网对应的最优潮流结果；根据所述最优潮流结果对所述低压配电网进行优化，以实现对所述低压配电网的高比例光伏消纳；其中，所述预设最优潮流模型的目标函数包括所述低压配电网的第一目标函数和第二目标函数，所述第一目标函数为所述低压配电网的网损最小，所述第二目标函数为所述低压配电网的光伏切机量最小；所述预设最优潮流模型的约束条件包括：潮流约束、电压约束、三相不平衡约束、中性线电压约束、支路电流约束、光伏逆变器容量约束、储能约束以及有载分接开关OLTC相邻时段调节挡位数约束。

【技术特征摘要】
1.一种低压配电网的高比例光伏消纳方法，其特征在于，包括：求解低压配电网的预设最优潮流模型，获取所述低压配电网对应的最优潮流结果；根据所述最优潮流结果对所述低压配电网进行优化，以实现对所述低压配电网的高比例光伏消纳；其中，所述预设最优潮流模型的目标函数包括所述低压配电网的第一目标函数和第二目标函数，所述第一目标函数为所述低压配电网的网损最小，所述第二目标函数为所述低压配电网的光伏切机量最小；所述预设最优潮流模型的约束条件包括：潮流约束、电压约束、三相不平衡约束、中性线电压约束、支路电流约束、光伏逆变器容量约束、储能约束以及有载分接开关OLTC相邻时段调节挡位数约束。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在求解低压配电网的预设最优潮流模型，获取所述低压配电网对应的最优潮流结果之前，还包括：根据高比例光伏接入所述低压配电网前后所述低压配电网的网络数据的变化，建立所述预设最优潮流模型。3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述目标函数为所述第一目标函数和所述第二目标函数的加权和，其表达式为：其中，ω1、ω2分别表示所对应项目标的权重系数，ω1+ω2＝1；f1表示所述第一目标函数，f2表示所述第二目标函数，f1max、分别表示所述第一目标函数和所述第二目标函数的最大值。4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述求解低压配电网的预设最优潮流模型，获取所述低压配电网对应的最优潮流结果，具体包括：对所述预设最优潮流模型进行凸化处理，求解凸化处理后的所述预设优化潮流模型，获取所述低压配电网对应的最优潮流结果。5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述对所述预设优化潮流模型进行凸化处理，具体包括：分别对所述预设优化潮流模型的目标函数和约束条件进行凸化处理。6.根据权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐巍，李天锐，谢辉，张博，蔡永翔，王照琪，高博，谢毓广，陈凡，
申请(专利权)人：中国农业大学，国网安徽省电力有限公司电力科学研究院，中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11