一种含分布式电源配电网区域动态划分方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种含分布式电源配电网区域动态划分方法和装置，对配电网的初始拓扑结构进行分区，得到多个初始子区域；将多个相邻初始子区域进行组合，得到多个待选子区域；对多个待选子区域进行分区合并，并确定多个最优子区域，大大提高了配电网对分布式电源跨区域协调控制能力和分布式电源消纳利用率；本发明专利技术提供的技术方案根据分布式电源与负荷的变化，通过分段开关与联络开关对配电网的拓扑结构进行动态精细化划分，实现了配电网子区域间分布式电源的灵活、高效组合利用，使配电网能在短时间尺度内对负荷及间歇式功率波动做出实时响应，有效促进了电力功率平衡，降低了配电网线路损耗。

【技术实现步骤摘要】
一种含分布式电源配电网区域动态划分方法和装置
本专利技术涉及配电网
，具体涉及一种含分布式电源配电网区域动态划分方法和装置。
技术介绍
能源危机和全球变暖趋势加剧，分布式可再生能源得到广泛的推广与利用。随着能源政策和电力市场的日益完善，分布式电源在电网中的渗透率不断上升，由于分布式电源发电易受外界环境的影响，其出力的间歇性和不确定性等特性愈加明显，配电网在运行过程中，负荷也是随时间不断变化的，“源-荷”侧的不确定性使得电力系统运行方式将更加多样化、分散化、差异化，给配电网优化运行带来了极大的挑战。未来的配电网势必要满足对分布式可再生能源发电的高效利用与高度兼容，提升电力平衡能力。微网控制作为一种新型能源网络化供应与管理技术，从系统性的角度出发将分布式电源、负荷、储能装置以及控制装置等结合起来，形成一个单一可控的单元，同时向用户提供电能和热能，是解决分布式可再生能源集中并网供电的一种有效方式，但仍然存在一定的局限性。微网中的储能装置起到平抑功率波动的作用，由于储能装置配置成本高的特性，在实际配电网中安装的储能装置数量较少，进一步增加了配电网的协调优化控制难度。当前针对不含储能装置的含分布式电源配电网，为了提升分布式电源的消纳利用率，保证电网的电力功率平衡，一般通过智能算法实现配电网的网络重构，但是求解结果的精确性受算法影响较大且计算复杂。现有技术只是根据联络开关或者分段开关对含分布式电源的配电网区域进行粗略划分，未考虑区域间分布式电源的互补特性，配电网对分布式电源跨区域协调控制能力差，且分布式电源消纳利用率低。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中配电网对分布式电源跨区域协调控制能力差且分布式电源消纳利用率低的不足，本专利技术提供一种含分布式电源配电网区域动态划分方法和装置，大大提高了配电网对分布式电源跨区域协调控制能力和分布式电源消纳利用率。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取如下技术方案：一方面，本专利技术提供一种含分布式电源配电网区域动态划分方法，包括：对所述配电网的初始拓扑结构进行分区，得到多个初始子区域，并计算各个初始子区域的综合源-荷平衡度与所有分布式电源的充裕度；基于各个初始子区域的综合源-荷平衡度与所有分布式电源的充裕度，将多个相邻初始子区域进行组合，得到多个待选子区域；对多个待选子区域进行分区合并，并根据合并后配电网线损和分布式电源消纳利用率与未进行分区时配电网线损和分布式电源消纳利用率确定多个最优子区域。所述对所述配电网的初始拓扑结构进行分区，包括：基于所述配电网的初始拓扑结构，如果线路上两个分段开关/联络开关之间包含分布式电源，则划分为一个独立的子区域；如果线路上从分段开关/联络开关到线路的末端节点之间包含分布式电源，则划分为一个独立的子区域。所述各个初始子区域的综合源-荷平衡度按下式计算：式中，为第i个初始子区域的综合源-荷平衡度，N1i为第i个初始子区域中的节点总数，表示初始子区域总数，为第i个初始子区域中分布式电源总数，m为未进行分区时拓扑结构中的首端节点，n为未进行分区时拓扑结构中所有与首端节点m直接相连的末端节点，为首端节点m与末端节点n之间线路mn上第d个分布式电源上网的有功功率，Pm为首端节点m注入的有功功率。所述各个初始子区域的所有分布式电源的充裕度按下式计算：式中，为第i个初始子区域的所有分布式电源的充裕度，为第i个初始子区域中分布式电源接入位置与末端节点n之间的所有节点。所述对多个待选子区域进行分区合并，并根据合并后配电网线损和分布式电源消纳利用率与未进行分区时配电网线损和分布式电源消纳利用率确定多个最优子区域，包括：S1，根据最短路径算法，基于多个待选子区域筛选出待优化子区域，将所述待优化子区域和未进行组合的初始子区域合并生成最优子区域；S2，基于所述最优子区域计算配电网线损与分布式电源消纳利用率；S3，将合并后配电网线损和分布式电源消纳利用率分别与未进行分区时配电网的线损和分布式电源利用率进行对比，若合并后配电网的线路损耗降低并且分布式电源利用率提高，则按照当前生成的最优子区域进行动态分区，并结束计算；否则重新把相邻初始子区域进行组合后执行步骤S1。所述基于各个初始子区域的综合源-荷平衡度与所有分布式电源的充裕度，将多个相邻初始子区域进行组合，得到多个待选子区域，包括：根据各个初始子区域的综合源-荷平衡度与各个初始子区域中所有分布式电源的充裕度确定相邻初始子区域之间的源-荷互补特性；基于相邻初始子区域之间的源-荷互补特性，将多个相邻初始子区域进行组合，得到多个待选子区域。所述未进行分区时配电网的线损按下式计算：式中，ΔPL为未进行分区时配电网的线损，为线路mn上所有分布式电源上网的有功功率，为线路mn上所有分布式电源上网的无功功率，Qm为首端节点m注入的无功功率，Rmn为线路mn的单位电阻，Xmn为线路mn的单位电抗，j为虚数电位，为线路mn上分布式电源的接入状态，取0表示线路mn上未接入分布式电源，取1表示线路mn上接入分布式电源，Um为首端节点m的电压幅值，Lmn为线路mn的长度，Gmn为线路mn上首端节点m至分布式电源接入位置的线路长度。所述未进行分区时配电网中分布式电源的平均消纳利用率按下式计算：式中，为未进行分区时配电网中分布式电源的平均消纳利用率，NDG为未进行分区时配电网中分布式电源的总数，KDG为未进行分区时配电网中所有分布式电源的消纳利用率，且为未进行分区时配电网中第k个分布式电源的上网有功功率，为配电网中第k个分布式电源的有功功率最大值。所述合并后配电网的线损按下式计算：式中，ΔPL′为合并后配电网的线损，m′为合并后拓扑结构中的首端节点，n′为合并后拓扑结构中所有与首端节点m′直接相连的末端节点，Pm′为首端节点m′注入的有功功率，Qm′为首端节点m′注入的无功功率，为线路m′n′上所有分布式电源上网的有功功率，为线路m′n′上所有分布式电源上网的无功功率，Rm′n′为线路m′n′的单位电阻，Xm′n′为线路m′n′的单位电抗，j为虚数电位，为线路m′n′上分布式电源的接入状态，取0表示线路m′n′上未接入分布式电源，取1表示线路m′n′上接入分布式电源，Um′为首端节点m′的电压幅值，Lm′n′为线路m′n′的长度，Gm′n′为线路m′n′上首端节点m′至分布式电源接入位置的线路长度。所述合并后配电网中分布式电源的平均消纳利用率按下式计算：式中，为合并后配电网中分布式电源的平均消纳利用率，N′DG为合并后配电网中分布式电源的总数，K′DG为合并后配电网中所有分布式电源的消纳利用率，且为合并后配电网中第k个分布式电源的上网有功功率，为配电网中第k个分布式电源的有功功率最大值。另一方面，本专利技术还提供一种含分布式电源配电网区域动态划分装置，包括：划分模块，用于对所述配电网的初始拓扑结构进行分区，得到多个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含分布式电源配电网区域动态划分方法，其特征在于，包括：/n对所述配电网的初始拓扑结构进行分区，得到多个初始子区域，并计算各个初始子区域的综合源-荷平衡度与所有分布式电源的充裕度；/n基于各个初始子区域的综合源-荷平衡度与所有分布式电源的充裕度，将多个相邻初始子区域进行组合，得到多个待选子区域；/n对多个待选子区域进行分区合并，并根据合并后配电网线损和分布式电源消纳利用率与未进行分区时配电网线损和分布式电源消纳利用率确定多个最优子区域。/n

【技术特征摘要】
1.一种含分布式电源配电网区域动态划分方法，其特征在于，包括：
对所述配电网的初始拓扑结构进行分区，得到多个初始子区域，并计算各个初始子区域的综合源-荷平衡度与所有分布式电源的充裕度；
基于各个初始子区域的综合源-荷平衡度与所有分布式电源的充裕度，将多个相邻初始子区域进行组合，得到多个待选子区域；
对多个待选子区域进行分区合并，并根据合并后配电网线损和分布式电源消纳利用率与未进行分区时配电网线损和分布式电源消纳利用率确定多个最优子区域。


2.根据权利要求1所述的含分布式电源配电网区域动态划分方法，其特征在于，所述对所述配电网的初始拓扑结构进行分区，包括：
基于所述配电网的初始拓扑结构，如果线路上两个分段开关/联络开关之间包含分布式电源，则划分为一个独立的子区域；如果线路上从分段开关/联络开关到线路的末端节点之间包含分布式电源，则划分为一个独立的子区域。


3.根据权利要求1所述的含分布式电源配电网区域动态划分方法，其特征在于，所述各个初始子区域的综合源-荷平衡度按下式计算：



式中，为第i个初始子区域的综合源-荷平衡度，N1i为第i个初始子区域中的节点总数，表示初始子区域总数，为第i个初始子区域中分布式电源总数，m为初始拓扑结构中的首端节点，n为初始拓扑结构中所有与首端节点m直接相连的末端节点，为首端节点m与末端节点n之间线路mn上第d个分布式电源上网的有功功率，Pm为首端节点m注入的有功功率。


4.根据权利要求3所述的含分布式电源配电网区域动态划分方法，其特征在于，所述各个初始子区域的所有分布式电源的充裕度按下式计算：



式中，为第i个初始子区域的所有分布式电源的充裕度，为第i个初始子区域中分布式电源接入位置与末端节点n之间的所有节点。


5.根据权利要求1所述的含分布式电源配电网区域动态划分方法，其特征在于，所述对多个待选子区域进行分区合并，并根据合并后配电网线损和分布式电源消纳利用率与未进行分区时配电网线损和分布式电源消纳利用率确定多个最优子区域，包括：
S1，根据最短路径算法，基于多个待选子区域筛选出待优化子区域，将所述待优化子区域和未进行组合的初始子区域合并生成最优子区域；
S2，基于所述最优子区域计算配电网线损与分布式电源消纳利用率；
S3，将合并后配电网线损和分布式电源消纳利用率分别与未进行分区时配电网的线损和分布式电源利用率进行对比，若合并后配电网的线路损耗降低并且分布式电源利用率提高，则按照当前生成的最优子区域进行动态分区，并结束计算；否则重新把相邻初始子区域进行组合后执行步骤S1。


6.根据权利要求1所述的含分布式电源配电网区域动态划分方法，其特征在于，所述基于各个初始子区域的综合源-荷平衡度与所有分布式电源的充裕度，将多个相邻初始子区域进行组合，得到多个待选子区域，包括：
根据各个初始子区域的综合源-荷平衡度与各个初始子区域中所有分布式电源的充裕度确定相邻初始子区域之间的源-荷互补特性；
基于相邻初始子区域之间的源-荷互补特性，将多个相邻初始子区域进行组合，得到多个待选子区域。


7.根据权利要求6所述的含分布式电源配电网区域动态划分方法，其特征在于，所述未进行分区时配电网的线损按下式计算：



式中，ΔPL为未...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志虹，王金丽，盛万兴，杨红磊，刘永梅，李运硕，韦春元，方陈，
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，国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：北京;11