本发明专利技术公开了一种计及配电网经济安全性优化的光伏电源有功功率调控方法，其步骤包括：1获取配电网节点的电压实际值，计算节点的有功功率、无功功率；2计算配电网的支路有功损耗指标；3计算配电网节点的电压偏差指标；4建立考虑配电网经济性、可靠性和光伏消纳能力的目标函数；5确定光伏电源接入配电网背景下电力系统运行的约束条件；6通过线性规划算法求解计及配电网经济安全性优化的光伏电源有功功率调控模型，进而求解光伏电源的有功功率优化值。本发明专利技术能够有效提升光伏电源接入配电网的经济性、可靠性和光伏消纳水平，能够保障配电网的安全稳定运行，提升配电网中光伏电源的消纳能力。
Active power control method of photovoltaic power supply considering economic security optimization of distribution network
【技术实现步骤摘要】
计及配电网经济安全性优化的光伏电源有功功率调控方法
本专利技术涉及电力系统配电网的功率调控领域，更具体地说是涉及一种考虑配电网经济性与安全性优化的光伏电源功率调控方法。
技术介绍
随着光伏电源的并网装机规模越来越大，配电网在一定程度上缓解了高峰负荷压力较大的问题。但光伏电源的出力存在波动性和间接性，相比传统的火电而言，光伏电源并网将会导致电力系统出现运行功率波动和电压偏移的情况，这不仅会增加配电网的线路损耗，而且降低了配电网的电能质量。虽然现阶段的新能源并网技术已经在光伏电源功率调控方面取得了一定的研究成果，但是对于综合考虑配电网运行经济性、安全性和光伏消纳能力的电力系统调控策略缺乏研究。对于光伏电源接入配电网背景下的电力系统运行优化研究，现有成果主要集中在配电网稳定运行的指标优化方面，国内研究大多以配电网运行的安全稳定指标为研究对象进行配电网的运行评估，但评估结果的应用并不能明显改善光伏电源消纳困难的现状。在电力系统调度运行方面，国内研究主要集中在光伏电源的消纳能力提升问题，研究模型对于配电网运行的安全性和可靠性缺乏考虑，在光伏并网期间仍存在配电网运行安全稳定指标较差的情况。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术的不足之处，提出一种计及配电网经济安全性优化的光伏电源有功功率调控方法，以期能够准确地对配电网光伏电源的有功功率进行调控，从而能够达到光伏电源出力最大化、配电网节点电压稳定和支路损耗最小的目的，进而为光伏电源接入配电网的安全稳定运行提供依据和参考。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：本专利技术一种计及配电网经济安全性优化的光伏电源有功功率调控方法的特点是，所述配电网的不同节点接入光伏电源、火电机组和负荷，所述光伏电源有功功率调控方法是按如下步骤进行：步骤1、获取配电网节点的电压实际值，计算配电网节点的有功功率、无功功率；假设所述配电网的支路数共有N条，节点数共有N+1个，其中，将配电网与上级电网的公共连接点记为第0个节点，第i条支路末端节点为第i个节点；Pi、Qi分别为配电网中第i条支路末端沿潮流方向从第i个节点流出的有功功率、无功功率，Ui为配电网中第i个节点的电压实际值，Pi-1、Qi-1分别为所述配电网中第i-1条支路末端沿潮流方向从第i-1个节点流出的有功功率、无功功率，Ui-1为所述配电网中第i-1个节点的实际电压值，Ri+jXi为所述配电网中第i条支路的等效阻抗值，PV,i、QV,i分别为所述配电网中第i个节点并网的光伏电源的有功出力值、无功出力值，PL,i、QL,i分别为所述配电网中第i个节点负荷的有功功率、无功功率；i∈[0,N]；步骤1.1、获取光伏电源接入配电网的第i个节点的电压实际值Ui，从而得到电压实际值集合U＝{U0,U1,...,Ui,...,UN}；步骤1.2、利用式(1)和式(2)得到第i个节点的有功功率Pi、无功功率Qi，从而得到有功功率集合P＝{P0,P1,...,Pi,...,PN}、无功功率集合Q＝{Q0,Q1,...,Qi,...,QN}；步骤2、计算光伏电源接入配电网第i条支路的有功损耗指标；步骤2.1、利用式(3)计算光伏电源接入配电网第i条支路的有功功率损耗ΔPi：步骤2.2、利用式(4)计算光伏电源接入配电网第i条支路的有功损耗指标步骤3、计算光伏电源接入配电网第i个节点的电压偏差指标；利用式(5)计算光伏电源接入配电网第i个节点的电压偏差指标θi：式(5)中，Ui,C分别为配电网第i个节点的标称电压；步骤4、建立考虑配电网的经济性、可靠性和光伏消纳能力的目标函数；步骤4.1、引入配电网第i个节点并网的光伏电源的出力因子δi；步骤4.2、利用式(6)建立光伏电源接入的配电网安全性与经济性优化的目标函数：步骤5、确定光伏电源接入配电网背景下电力系统运行的约束条件；步骤5.1、利用式(7)确定配电网节点电压的波动允许范围：0.95Ui,C≤Ui≤1.05Ui,Ci＝0,1,...,N(7)式(7)中，1.05Ui,C、0.95Ui,C分别代表配电网第i个节点电压的上下限值；步骤5.2、利用式(8)确定配电网节点的有功潮流约束：0≤Pi≤Pi,maxi＝0,1,...,N(8)式(8)中，Pi,max为配电网中第i条支路传输功率限额；步骤5.3、利用式(9)和式(10)确定火电机组的有功出力约束：Pg,i,min≤Pg,i≤Pg,i,maxi＝0,1,...,N(9)-vΔt≤ΔPg,i≤vΔti＝0,1,...,N(10)式(9)和式(10)中，Pg,i为配电网中第i个节点接入的火电机组有功功率，Pg,i,max、Pg,i,min分别是配电网中第i个节点接入的火电机组有功功率上限值和下限值，ΔPg,i是配电网中第i个节点接入的火电机组在调控周期内的有功功率变化值，v是配电网中火电机组的有功功率调节速率，Δt是调控周期的时长；步骤5.4、利用式(11)和式(12)确定光伏电源的有功出力约束：0≤PV,i≤PV,i,maxi＝0,1,...,N(11)PV,i+Pg,i,min≤0.95Si+PL,ii＝0,1,...,N(12)式(11)和式(12)中，PV,i,max为配电网第i个节点并网的光伏电源的最大有功出力值，Si为光伏电源接入配电网第i个节点的主变容量；步骤5.5、利用式(13)和式(14)确定光伏电源的消纳空间：式(13)和式(14)中，PV,C为调度机构下发至配电网的光伏出力空间数值，为配电网所有节点并网的光伏电源有功出力总和，为配电网所有节点接入的火电机组有功下限值总和，为配电网所有节点负荷的有功功率总和；步骤5.6、利用式(15)确定配电网运行的功率平衡约束：式(15)中，PA为配电网所连接的上级主网的下送有功功率值；步骤6、通过线性规划算法求解由所述目标函数和各个约束条件所构成的计及配电网经济安全性优化的光伏电源有功功率调控模型，得到光伏电源在配电网经济优化、安全优化和提升光伏消纳目标下的有功功率值，并将有功功率优化值作为配电网光伏电源的出力调控目标，以实现配电网光伏电源有功功率的调控。与已有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：1、本专利技术建立的目标函数，综合考虑了配电网的支路有功损耗指标、节点电压偏差指标和光伏电源出力因子，相比常规的光伏电源出力模型，该模型能够实现光伏电源出力最大化、配电网节点电压稳定和支路损耗最小三方面综合效果。2、本专利技术引入光伏电源的出力因子，出力因子的高低根据配电网节点的高峰负荷大小来衡量，高峰负荷越大，出力因子越高，由此可以控制该节点的光伏电源获得更大的功率调控值，使得配电网各节点的光伏电源能够更加精准地利用光伏接纳空间，充分考虑了每个节点的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种计及配电网经济安全性优化的光伏电源有功功率调控方法，其特征是，所述配电网的不同节点接入光伏电源、火电机组和负荷，所述光伏电源有功功率调控方法是按如下步骤进行：/n步骤1、获取配电网节点的电压实际值，计算配电网节点的有功功率、无功功率；/n假设所述配电网的支路数共有N条，节点数共有N+1个，其中，将配电网与上级电网的公共连接点记为第0个节点，第i条支路末端节点为第i个节点；P
【技术特征摘要】
1.一种计及配电网经济安全性优化的光伏电源有功功率调控方法，其特征是，所述配电网的不同节点接入光伏电源、火电机组和负荷，所述光伏电源有功功率调控方法是按如下步骤进行：
步骤1、获取配电网节点的电压实际值，计算配电网节点的有功功率、无功功率；
假设所述配电网的支路数共有N条，节点数共有N+1个，其中，将配电网与上级电网的公共连接点记为第0个节点，第i条支路末端节点为第i个节点；Pi、Qi分别为配电网中第i条支路末端沿潮流方向从第i个节点流出的有功功率、无功功率，Ui为配电网中第i个节点的电压实际值，Pi-1、Qi-1分别为所述配电网中第i-1条支路末端沿潮流方向从第i-1个节点流出的有功功率、无功功率，Ui-1为所述配电网中第i-1个节点的实际电压值，Ri+jXi为所述配电网中第i条支路的等效阻抗值，PV,i、QV,i分别为所述配电网中第i个节点并网的光伏电源的有功出力值、无功出力值，PL,i、QL,i分别为所述配电网中第i个节点负荷的有功功率、无功功率；i∈[0,N]；
步骤1.1、获取光伏电源接入配电网的第i个节点的电压实际值Ui，从而得到电压实际值集合U＝{U0,U1,...,Ui,...,UN}；
步骤1.2、利用式(1)和式(2)得到第i个节点的有功功率Pi、无功功率Qi，从而得到有功功率集合P＝{P0,P1,...,Pi,...,PN}、无功功率集合Q＝{Q0,Q1,...,Qi,...,QN}；
步骤2、计算光伏电源接入配电网第i条支路的有功损耗指标；
步骤2.1、利用式(3)计算光伏电源接入配电网第i条支路的有功功率损耗ΔPi：
步骤2.2、利用式(4)计算光伏电源接入配电网第i条支路的有功损耗指标
步骤3、计算光伏电源接入配电网第i个节点的电压偏差指标；
利用式(5)计算光伏电源接入配电网第i个节点的电压偏差指标θi：
式(5)中，Ui,C分别为配电网第i个节点的标称电压；
步骤4、建立考虑配电网的经济性、可靠性和光伏消纳能力的目标函数；
步骤4.1、引入配电网第i个节点并网的光伏电源的出力因子δi；
步骤4.2、利用式(6)建立光伏电源接入的配电网安全性与经济性优化的目标函数：
步骤5、确定光伏电源接入配电网背景下电力系统运行的约...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩平平，周福平，杨之俊，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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