一种电网规划区域的划分方法技术

本发明专利技术公开了一种电网规划区域的划分方法，该方法提出电气维度、空间维度和控制维度三个维度的电网规划区域的划分指标评价体系。其中电气维度采用电气距离指标进行评价，空间维度采用空间距离指标进行评价，控制维度采用有功平衡度、有功自平衡能力以及无功自平衡能力指标进行评价，采用熵权法和TOPSIS法结合的方法对电网规划区域划分方案进行评价，得到最优的电网规划区域划分方案。本发明专利技术根据电网电气连接关系以及分布式可再生能源出力进行配电区域划分，电网规划区域范围合理，方便方案的制定，本发明专利技术的方法使用方便，适用性强。

【技术实现步骤摘要】
一种电网规划区域的划分方法
本专利技术涉及电网规划的
，具体指的是一种电网规划区域的划分方法。
技术介绍
以火电为主导的电源结构使得电力工业成为我国国民经济最大的碳排放源。因此，推动电力工业的低碳化是我国实现上述能源战略的必经之路。发展低碳电力系统的重点在于电力供给侧改革，随着我国电力供应进一步宽松和电力消费换挡到中速甚至低速增长，应把电力发展的重心从规模扩张为主转向系统优化、提质增效为主，其关键在于清洁能源发电的有效开发和利用。对于清洁能源发电的开发，目前有两种思路：一是从发电侧出发，大力发展长距离、大容量、低损耗的跨区输电线路(如特高压交直流输电)以实现清洁能源资源在更大范围内的优化配置；二是从用户侧出发，建立分布式清洁能源发电、电网和终端用电集成的供电系统，就地消纳和利用清洁能源。分布式可再生能源发电具有距离负荷近，建设周期短、投资成本低、运行灵活的优点，因此近年来在我国尤其是城市地区呈现快速发展的趋势。规模化的分布式可再生能源发电接入电网后，尤其是间歇式能源大量并网后，原来方向单一的电网潮流逐渐变得双向不确定性，对电网电压水平、短路容量等电气特性造成显著的影响，给电网的规划带来了巨大的挑战。针对接入规模大、接入点分散的分布式可再生能源，传统电网规划往往仅考虑满足一个大区域范围内最大负荷下的电网网架方案，没有根据电网电气连接关系以及分布式可再生能源出力进行配电区域划分，造成电网规划区域范围过大，给规划方案制定带来困难。
技术实现思路
有鉴于现有模型的上述缺陷，本专利技术提供一种根据电网电气连接关系以及分布式可再生能源出力进行配电区域划分，电网规划区域范围合理的电网规划区域的划分方法。本专利技术的技术方案：一种电网规划区域的划分方法，具体包括以下步骤：(1)制定指标体系；(2)根据规划范围内电网的情况，提出不少于2个的电网规划区域划分方案；(3)计算各方案指标及能力；(4)采用熵权法和TOPSIS法结合的方法对不同电网规划区域划分方案进行综合评价。优选的，所述步骤(1)指标体系包括电气维度、空间维度和控制维度三个维度的电网规划区域的划分指标评价体系。优选的，所述步骤(1)电气维度采用电气距离指标进行评价，空间维度采用空间距离指标进行评价，控制维度采用有功平衡度、有功自平衡能力以及无功自平衡能力指标进行评价。优选的，计算各方案指标及能力包括计算各方案电气距离指标、计算各方案空间距离指标、计算各方案有功平衡度指标、计算各方案有功自平衡能力和计算无功自平衡能力。优选的，所述计算各方案电气距离指标：根据电网内第i节点和第j节点之间的有功电气距离和无功电气距离，求得第i节点和第j节点的电气距离Lij为：式中：LPij为第i节点和第j节点之间的有功电气距离；LQij为第i节点和第j节点之间的无功电气距离；在电网规划区域划分时，以某一电网规划区域内所有节点之间的电气距离的平均值作为电网规划区域的综合评价指标，如下式：LCi＝average(Lij)i,j∈Ci(2)式中：Ci为第i个电网规划区域；LCi第i个电网规划区域的平均电气距离。优选的，计算各方案空间距离指标：空间距离体现了电网规划区域内部节点在物理空间的距离，用于反映电网规划区域内分布式可再生能源在运行、维护、管理的便利性，按下式计算：式中：dij为节点i和节点j的空间距离；xi、yi、zi和xj、yj、zj分别为节点i和节点j的x轴、y轴和z轴坐标。在电网规划区域划分时，以电网规划区域内所有节点之间的空间距离的平均值作为电网规划区域的综合评价指标，如下式：DCi＝average(dij)i,j∈Ci(4)式中：DCi第i个电网规划区域的平均空间距离。优选的，计算各方案有功平衡度指标：电网规划区域的有功平衡度反应电网规划区域内部负荷对分布式可再生能源发电的平衡能力，按下式计算：式中：Pi为电网规划区域i的有功平衡度；T为典型日的时间长度；Prl(t)i为电网规划区域i在t时刻的净负荷功率；Pl(t)i为电网规划区域i在t时刻的负荷功率。优选的，计算各方案有功自平衡能力：电网规划区域内有功功率正向平衡能力和负向平衡能力如下式：式中：分别为电网规划区域分布式可再生能源的有功功率正向平衡能力和负向平衡能力；符号“∑”表示考虑有功设备的平衡能力相加，通过潮流计算求解；Pimax为电网规划区域内第i个可再生分布式能源的有功功率上限，对于生物质发电等功率可控分布式可再生能源，上限为其额定功率，对于光伏发电、风力发电等间歇式能源，上限受当时的太阳能辐照度和风速影响；Pi(t)为第t调度时刻第i个可再生分布式能源的有功功率出力；Pimin为电网规划区域内第i个可再生分布式能源的有功功率下限，为可再生分布式能源的最小正常运行功率。优选的，计算无功自平衡能力：与有功自平衡能力类似，电网规划区域无功自平衡能力也可由各类无功调节设备的当前无功出力与无功可调节能力的差值求和进行计算，同时考虑电网规划区域内网络约束确定，如式(7)所示。与有功自平衡能力不同的是，无功自平衡能力求解时不需要考虑网络损耗的影响。式中：分别为电网规划区域的无功正向平衡能力和负向平衡能力；符号“∑”表示考虑无功设备的平衡能力相加，通过潮流计算求解；优选的，分别为电网规划区域内第i个无功调节设备的无功正向平衡能力和负向平衡能力，由式(8)计算得到；Qrl为电网规划区域的净无功功率：式中：Qimax为第i个无功调节设备的最大可调节无功功率；Qimin为第i个无功调节设备的最小可调节无功功率；Qi(t)为第i个无功调节设备t时刻的无功功率。本专利技术的有益效果：本专利技术提出电气维度、空间维度和控制维度三个维度的电网规划区域的划分指标评价体系。其中电气维度采用电气距离指标进行评价，空间维度采用空间距离指标进行评价，控制维度采用有功平衡度、有功自平衡能力以及无功自平衡能力指标进行评价，采用熵权法和TOPSIS法结合的方法对电网规划区域划分方案进行评价，得到最优的电网规划区域划分方案。本专利技术根据电网电气连接关系以及分布式可再生能源出力进行配电区域划分，电网规划区域范围合理，方便方案的制定，本专利技术的方法使用方便，适用性强。附图说明图1为电网规划区域划分综合评价指标体系图。图2为电网规划区域划分方案图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图1-2，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。(1)制定指标体系根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电网规划区域的划分方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)制定指标体系；(2)根据规划范围内电网的情况，提出不少于2个的电网规划区域划分方案；(3)计算各方案指标及能力；(4)采用熵权法和TOPSIS法结合的方法对不同电网规划区域划分方案进行综合评价。/n

【技术特征摘要】
1.一种电网规划区域的划分方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)制定指标体系；(2)根据规划范围内电网的情况，提出不少于2个的电网规划区域划分方案；(3)计算各方案指标及能力；(4)采用熵权法和TOPSIS法结合的方法对不同电网规划区域划分方案进行综合评价。


2.根据权利要求1所述的一种电网规划区域的划分方法，其特征在于，所述步骤(1)指标体系包括电气维度、空间维度和控制维度三个维度的电网规划区域的划分指标评价体系。


3.根据权利要求2所述的一种电网规划区域的划分方法，其特征在于，所述步骤(1)电气维度采用电气距离指标进行评价，空间维度采用空间距离指标进行评价，控制维度采用有功平衡度、有功自平衡能力以及无功自平衡能力指标进行评价。


4.根据权利要求1所述的一种电网规划区域的划分方法，其特征在于，计算各方案指标及能力包括计算各方案电气距离指标、计算各方案空间距离指标、计算各方案有功平衡度指标、计算各方案有功自平衡能力和计算无功自平衡能力。


5.根据权利要求4所述的一种电网规划区域的划分方法，其特征在于，所述计算各方案电气距离指标：
根据电网内第i节点和第j节点之间的有功电气距离和无功电气距离，求得第i节点和第j节点的电气距离Lij为：



式中：LPij为第i节点和第j节点之间的有功电气距离；LQij为第i节点和第j节点之间的无功电气距离；
在电网规划区域划分时，以某一电网规划区域内所有节点之间的电气距离的平均值作为电网规划区域的综合评价指标，如下式：
LCi＝average(Lij)i,j∈Ci(2)
式中：Ci为第i个电网规划区域；LCi第i个电网规划区域的平均电气距离。


6.根据权利要求4所述的一种电网规划区域的划分方法，其特征在于，计算各方案空间距离指标：
空间距离体现了电网规划区域内部节点在物理空间的距离，用于反映电网规划区域内分布式可再生能源在运行、维护、管理的便利性，按下式计算：



式中：dij为节点i和节点j的空间距离；xi、yi、zi和xj、yj、zj分别为节点i和节点j的x轴、y轴和z轴坐标；
在电网规划区域划分时，以电网规划区域内所有节点之间的空间距离的平均值作为电网规划区域的综合评价指标，如下式：
DCi＝average(dij)i,j∈Ci...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁斌，王帆，赵树军，邢志坤，刘杰，张海涛，孟斌，陈云辉，蔡佳铭，吕嘉文，
申请(专利权)人：国网河北省电力有限公司雄安新区供电公司，上海电力设计院有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13