一种分布式电源消纳能力评估方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种分布式电源消纳能力评估方法及系统，通过预先定义的配电网供电能力评估模型对待评估区域的配电网供电能力进行评估，确定分布式电源规模；针对不同规模的分布式电源，定义电网分区分层分布消纳能力目标函数，基于预先定义的调控方案策略，对所述电网分区分层分布消纳能力目标函数的局部优化解进行分层分区的源网荷优化配置，获得评估分布式电源消纳能力的全局最优解。通过上述方案有效提高了电网光伏消纳能力分析的适用性和有效性。

A Method and System for Evaluating Dissipation Capability of Distributed Generation

【技术实现步骤摘要】
一种分布式电源消纳能力评估方法及系统
本专利技术属于电力系统领域，具体涉及一种分布式电源消纳能力评估方法及系统。
技术介绍
随着分布式电源的发展、新能源发电补贴和光伏扶贫政策颁布实施，大规模分布式光伏电源的快速接入常规配电网，尤其是分布式光伏的迅猛发展，配电网潮流方向、保护配置和电压质量将发生较大变化，对电网网架结构优化、运维管控和优化调度提出了极大的挑战。然而目前光伏扶贫地区大多地处偏远山区，电网网架相对薄弱，高压网架结构大多为辐射型，电网输送容量和负荷转供能力较弱；此外偏远农村地区用户负荷较小，低压户均容量配置大多低于2kVA，而光伏扶贫按照每户3kW配置，光伏发电高峰期易发生设备过载甚至烧毁的风险，该类地区电网分布式电源消纳能力亟待提高。据悉，光伏扶贫的整体规模达到15GW，可能出现分布式能源渗透率达到60％以上的情况，对此类地区的电网将造成极大的影响，需要深入研究光伏扶贫地区电源消纳能力及对策，提出适用于分布式电源接入农村配电网的能力评估与优化规划方法，切实提高农村电网的分布式光伏消纳能力和保障水平。目前，分布式电源消纳能力分析与评估主要依赖于配电网单体设备的容量配置，如导线线径、各级变压器和互感器容量等，增加分布式电源消纳能力的方法主要是更换大容量变电设备或者增加储能设备，缺乏对电网运行状态的评估判断方法，出现大量分布式电源接入薄弱配电网致使特定时段分布式电源功率倒送引起配电网保护和电压质量等系列问题，严重影响了配电网的运行稳定性和经济性。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出一种分布式电源消纳能力评估方法及系统，利用源网荷协调控制手段实现局部优化-全局趋优，提高配电网的分布式光伏消纳能力。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：一种分布式电源消纳能力评估方法，所述方法包括：通过预先定义的配电网供电能力评估模型对待评估区域的配电网供电能力进行评估，确定分布式电源规模；针对不同规模的分布式电源，定义电网分区分层分布消纳能力目标函数；基于预先定义的调控方案策略，对所述电网分区分层分布消纳能力目标函数的局部优化解进行分层分区的源网荷优化配置，获得评估分布式电源消纳能力的全局最优解；所述预先定义的配电网供电能力评估模型包括：调控目标和用于评价采集数据质量的约束条件。优选的，所述配电网供电能力评估模型的预先定义包括：获取满足预先定义的约束条件的数据采集量；基于数据采集量确定负荷供电方式，获取所述负荷供电方式下的配电网损；以配电网网损最小化为目标，建立基于所述负荷供电方式下的配电网供电能力评估模型。进一步地，所述约束条件包括数据质量评价及时性约束、完整性约束、准确性约束和一致性约束；其中，所述数据质量评价及时性约束，包括：业务及时性约束和传输及时性约束；所述完整性约束，包括：记录完整性约束、字段完整性约束和非空约束；所述准确性约束，包括：值域范围约束、类型约束、格式约束、精度约束、逻辑约束和唯一性约束；所述一致性约束，包括：域一致性约束、表一致性约束和字段一致性约束。进一步地，所述数据采集量包括：分布式电源信息、配电网信息、用电负荷信息和储能信息；其中，所述分布式电源信息，包括光伏发电最大功率，以及分布式光伏接入规模和位置；所述配电网信息，包括配电网网架、主要线路、设备容量、配电自动化系统和信息采集系统；所述用电负荷信息，包括用电负荷用电量、最大功率、用电负荷分类和互动功能；所述储能信息，包括储能规格类型、容量和控制方式。进一步地，通过下式确定所述配电网供电能力评估模型：式中，Floss表示配电网网损，M1为系统中所有支路的集合，i为支路编号，ri为支路i的电阻；Ii为流过支路i的电流，ENS为缺供电量。优选的，所述针对不同规模的分布式电源，定义电网分区分层分布消纳能力目标函数包括：基于分布式电源规模和电网网架结构，将区域电网划分为若干供电区域；划分各供电区域内的配电网电压等级，确定各配电网电压等级下的分布式电源接入方式；通过分析同一电压等级下接入的分布式电源的消纳能力，定义电网分区分层分布消纳能力目标函数；其中，所述分布式电源的消纳能力包括：就地消纳能力与远方消纳能力。进一步地，所述确定各配电网电压等级下的分布式电源接入方式包括：通过低压用户侧接入通道将380/220V分布式电源分散接入低压配电网分散接入层，将35/10kV分布式电源集中接入中压配电网集中接入层，将110kV分布式电源集中接入高压配电网集中接入层；其中，所述低压用户侧接入通道包括：变压器和专用升压变压器。进一步地，通过下式确定电网分区分层分布消纳能力目标函数：式中，T为研究周期内优化时段数，PPV(t)为t时段内分布式光伏输出功率；PL(t)为t时段内所有用电负荷总功率，(PPV(t)-PL(t))表示t时段内光伏输出功率与总用电功率之差，当光伏电源发电功率小于电网用电负荷功率(PPV(t)-PL(t))＜0时，不存在功率倒送现象；U(t)为t时段的某节点电压，UN为额定电压；ΔU+和ΔU-分别为与配电网电压等级范围对应的电压允许偏差上、下限值。优选的，所述基于预先定义的调控方案策略，对所述电网分区分层分布消纳能力目标函数的局部优化解进行分层分区的源网荷优化配置，获得评估分布式电源消纳能力的全局最优解包括：根据待评估区域输入的不同分布式电源接入方式、类型、规模和电网结构，结合可控电源和可控负荷分类情况，设置调控目标和约束条件；根据综合源、网、荷、储能协调控制方法，制定调控方案策略；基于所述调控方案策略，采用预先定义分区调控方式，以功率损耗、设备动作代价、动作限制、母线电压和关口功率因数作为评分指标，对各个电压等级下分布式电源的电网分区分层分布消纳能力目标函数的局部优化解进行评分；将分数最高的最优实施方案定义为评估源网荷调控的全局最优解。进一步地，所述分区调控方式根据源网荷可控条件进行预先定义；其中，所述源网荷可控条件包括分布式电源和用电负荷的分类信息，以及各类分布式电源的控制方式；其中，所述分布式电源，包括可时移性电源和非可时移性电源；所述用电负荷，包括刚性需求负荷、可控中断负荷和双向负荷；所述控制方式包括可控设备和不可控设备；所述可控设备包括：变压器抽头和调压配电变压器。一种分布式电源消纳能力评估系统，包括：确定模块，用于通过预先定义的配电网供电能力评估模型对待评估区域的配电网供电能力进行评估，确定分布式电源规模；定义模块，用于针对不同规模的分布式电源，定义电网分区分层分布消纳能力目标函数；评估模块，用于基于预先定义的调控方案策略，对所述电网分区分层分布消纳能力目标函数的局部优化解进行分层分区的源网荷优化配置，获得评估分布式电源消纳能力的全局最优解。与最接近的现有技术比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提出的一种分布式电源消纳能力评估方法及系统，首先，通过预先定义的配电网供电能力评估模型对待评估区域的配电网供电能力进行评估，确定分布式电源规模；其中，所述预先定义的配电网供电能力评估模型包括：调控目标和用于评价采集数据质量的约束条件。通过分布式电源规模可以进一步确定分布式电源的接入方式，制定控制方式等等，并可针对分布式电源接入规模、接入方式和控制方式进行了分类，可以有效应对大规模分布式电源接入配电网，具有广泛的适用性。其次，针对不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布式电源消纳能力评估方法，其特征在于，所述方法包括：通过预先定义的配电网供电能力评估模型对待评估区域的配电网供电能力进行评估，确定分布式电源规模；针对不同规模的分布式电源，定义电网分区分层分布消纳能力目标函数；基于预先定义的调控方案策略，对所述电网分区分层分布消纳能力目标函数的局部优化解进行分层分区的源网荷优化配置，获得评估分布式电源消纳能力的全局最优解；所述预先定义的配电网供电能力评估模型包括：调控目标和用于评价采集数据质量的约束条件。

【技术特征摘要】
1.一种分布式电源消纳能力评估方法，其特征在于，所述方法包括：通过预先定义的配电网供电能力评估模型对待评估区域的配电网供电能力进行评估，确定分布式电源规模；针对不同规模的分布式电源，定义电网分区分层分布消纳能力目标函数；基于预先定义的调控方案策略，对所述电网分区分层分布消纳能力目标函数的局部优化解进行分层分区的源网荷优化配置，获得评估分布式电源消纳能力的全局最优解；所述预先定义的配电网供电能力评估模型包括：调控目标和用于评价采集数据质量的约束条件。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述配电网供电能力评估模型的预先定义包括：获取满足预先定义的约束条件的数据采集量；基于数据采集量确定负荷供电方式，获取所述负荷供电方式下的配电网损；以配电网网损最小化为目标，建立基于所述负荷供电方式下的配电网供电能力评估模型。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述约束条件包括数据质量评价及时性约束、完整性约束、准确性约束和一致性约束；其中，所述数据质量评价及时性约束，包括：业务及时性约束和传输及时性约束；所述完整性约束，包括：记录完整性约束、字段完整性约束和非空约束；所述准确性约束，包括：值域范围约束、类型约束、格式约束、精度约束、逻辑约束和唯一性约束；所述一致性约束，包括：域一致性约束、表一致性约束和字段一致性约束。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述数据采集量包括：分布式电源信息、配电网信息、用电负荷信息和储能信息；其中，所述分布式电源信息，包括光伏发电最大功率，以及分布式光伏接入规模和位置；所述配电网信息，包括配电网网架、主要线路、设备容量、配电自动化系统和信息采集系统；所述用电负荷信息，包括用电负荷用电量、最大功率、用电负荷分类和互动功能；所述储能信息，包括储能规格类型、容量和控制方式。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，通过下式确定所述配电网供电能力评估模型：式中，Floss表示配电网网损，M1为系统中所有支路的集合，i为支路编号，ri为支路i的电阻；Ii为流过支路i的电流，ENS为缺供电量。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对不同规模的分布式电源，定义电网分区分层分布消纳能力目标函数包括：基于分布式电源规模和电网网架结构，将区域电网划分为若干供电区域；划分各供电区域内的配电网电压等级，确定各配电网电压等级下的分布式电源接入方式；通过分析同一电压等级下接入的分布式电源的消纳能力，定义电网分区分层分布消纳能力目标函数；其中，所述分布式电源的消纳能力包括：就地消纳能力与远方消纳能力。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述确...

【专利技术属性】
技术研发人员：寇凌峰，盛万兴，刘海涛，吴鸣，侯小刚，屈小云，牛耕，徐毅虎，谢辉，高博，陈凡，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，国网安徽省电力有限公司，国网安徽省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11