一种基于负荷矩和分布式电源接入配电网的低电压治理方法技术

本发明专利技术提供了一种基于归一化负荷矩和分布式电源接入配电网的低电压治理方法，步骤包括：S1：计算获得各线路满足最低电压的负荷矩；S2：基于负荷矩的分布式电源待接入位置的选取；S3：构建分布式电源接入配电网选址定容模型的目标函数；S4：确立分布式电源接入配电网选址定容模型的约束条件，并最终确定分布式电源的接入地址和容量。本发明专利技术解决了不同型号线路混接时负荷矩不能求的问题，通过基于归一负荷矩的分布式电源的选址定容实现对电压分布的改善，同时可以减少配电网投资费用，提高经济效益。济效益。济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种基于负荷矩和分布式电源接入配电网的低电压治理方法


[0001]本专利技术属于配电网规划领域，尤其涉及一种基于负荷矩和分布式电源的配电网低电压治理方法。

技术介绍

[0002]随着城市化建设的不断加快，人们的用电需求逐渐提高，长距离、重负荷的配电网线路往往存在低电压问题，对低电压线路的分析与改造已经成为电网公司重点关注的问题之一。现阶段解决低电压问题的措施主要有改造台区低压线路、新增配电变压器、安装低压无功补偿装置、调整配电变压器的分接头位置等。研究该问题对提高用户的用电质量和供电可靠性具有重要意义。
[0003]在线路过长、电压等级较低的供电线路中，无功对压降的影响并没有在高电压等级线路中那么明显，因此仅通过投入无功补偿装置提高末端电压效率不高；线路电压过低的主要原因是线路过长导致较大的电压损耗，仅通过调节分接头提高首端电压并不能从根本上解决电压损耗过大的问题；对于负荷季节性较强的线路，年负荷利用小时数较低，改造线路造成资源浪费。
[0004]现有的解决低电压问题的措施不适用于线路过长、电压等级较低、电压损耗过大且负荷季节性较强，年负荷利用小时数较低的线路。因此本专利技术提出在线路供电区域架设微网、引入分布式电源的低电压治理方法，并以负荷矩理论为基础构建相关模型，可以明显减小线路潮流，降低电压损耗，从而满足电压要求，同时还能带来长期的节能环保效益。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：为了解决现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种基于负荷矩和分布式电源的配电网低电压治理方法，基于归一负荷矩确立分布式电源的待接入位置，可以有效减少选址的节点数目，并提出了一种兼顾网损费用和投资费用的分布式电源选址定容方案，实现对电压分布改善的同时可以减少配电网投资费用，提高经济效益。
[0006]技术方案：为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种基于负荷矩和分布式电源接入配电网的低电压治理方法，包括以下步骤：步骤S1，计算获得满足最低允许电压的负荷矩；步骤S2，基于负荷矩的归一化处理，选取存在低电压的节点作为分布式电源待接入地址；步骤S3，构建分布式电源接入配电网选址定容模型的目标函数；步骤S4，确立分布式电源接入配电网选址定容模型的约束条件，并最终确定分布式电源的接入地址和容量。
[0007]进一步的，步骤S1，首先通过下式（1），计算获得各线路满足最低电压的负荷矩，
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（1）式中，为电压损失百分数，为线路单位电阻，为线路单位电抗，P为线路所带负荷，为功率因数角，为供电长度，为额定电压；为满足最低电压时的负荷矩，为允许的最大电压损失，为单位负荷矩下的电压损失百分数。
[0008]进一步的，步骤S2，基于负荷矩的分布式电源待接入位置的选取：首先，对台区不同型号线路进行归一化处理，基于负荷矩表达式（2）得到混接线路的等效负荷矩：
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（2）式中，为混接线路的等效负荷矩，为线路所带负荷，为线路的负荷矩归一系数，为线路的长度，n为混接线路中混接线路段数量；然后，将混接线路的等效负荷矩与各线路满足最低电压的负荷矩标准值比较，当时，判断存在低电压；当时，表示不存在低电压，此时确定分布式电源接入地址范围。
[0009]进一步的，步骤S3，通过目标函数进行分布式电源接入配电网的选址定容：首先，通过式（3）和（4）分别得到网络损耗最小目标和投资费用最小目标，
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（3）
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（4）式中，为总线损，分别为线路的长度和导线材料的电阻系数；为经济电流密度；和分别为线路上的电压和功率因数；为通过线路的有功功率，可以近似地看作常数；为单位电价，为年网络损耗费用；为投资费用，为光伏单位容量投资成本，为光伏容量大小；最后基于网路损耗最小好投资费用最小的综合目标考虑，得到综合目标优化函数（5）：
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（5）式中，为年网络损耗费用，为投资费用；和分别为网络损耗费用和投资费用的权重系数。
[0010]进一步的，步骤S4，分布式电源接入配电网的选址定容模型满足以下约束条件，并最终确定分布式电源接入地址和定容：（1）功率平衡等式约束
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（6）式中，和分别为节点的有功功率和无功功率, 表示节点的电压幅值；j表示所有与节点直接相连的节点, 和分别为节点与节点j之间支路的电导和电纳，为节点与节点j之间的电压相角差；（2）满足节点电压约束、线路功率约束、及节点安装DG容量限制
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（7）式中，为节点的电压，表示待选节点的电压幅值下限，表示待选节点的电压幅值上限；为正常运行时的支路功率，亦即线路实际承载的功率，为支路功率上限；为待选节点的DG容量， 表示待选节点受资源和条件限制所允许的最大DG安装容量。
[0011]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：（1）通过归一化处理，解决了不同型号线路混接时负荷矩难以求解的问题，避免造成对线路末端出现低电压现象的误判或漏判；（2）提出了基于归一负荷矩的分布式电源待接入位置的选取方法，有效改善节点低电压，为分布式电源接入地址提供依据，不仅可以实现对电压分布的改善，也有效的减少了选址的节点数目，简化了下一步的计算分析。
[0012]（3）提出了兼顾网损费用和投资费用的分布式电源选址定容方案，实现能合理确定分布式电源的接入位置和接入容量，并最大化接入分布式电源的综合效益。
附图说明
[0013]图1为本专利技术所述基于归一化负荷矩和分布式电源接入配电网的低电压治理方法的逻辑流程图。
具体实施方式
[0014]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作出进一步说明，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0015]如图1所示，本专利技术基于归一化负荷矩和分布式电源接入配电网的低电压治理方法具体包括以下步骤：步骤S1、基于负荷矩的低电压判断方法，以确定满足最低电压时的负荷矩（1）线路电压损失百分数的表达式如下：式中，为电压损失百分数，为线路单位电阻，为线路单位电抗，P为线路所带负荷，为功率因数角，为供电长度，为额定电压。
[0016]（2）满足最低电压时的负荷矩表达式如下：式中，为满足最低电压时的负荷矩，为允许的最大电压损失，为单位负荷矩下的电压损失百分数。
[0017]（3）将线路的负荷矩与比较，若大于，可判断存在低电压。
[0018]步骤S2、基于负荷矩的分布式电源待接入位置的选取台区存在不同型号的线路混接，为综合反映台区的负荷矩情况，将不同型号导线进行归一处理，可得该混接线路的等效负荷矩。归一化过程如图1所示，归一化步骤如下，距离说明：（1）某线路由长50m的LGJ
‑
70线路和长60m的LGJ
‑
120线路组成。若忽略不同型号线路的电气参数影响，直接根据定义可以计算得到该线路的负荷矩表达式为:式中，为线路负荷矩，为LGJ
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于归一化负荷矩和分布式电源接入配电网的低电压治理方法，其特征在于包括以下步骤：步骤S1，计算获得满足最低允许电压的负荷矩；步骤S2，基于负荷矩的归一化处理，选取存在低电压的节点作为分布式电源待接入地址；步骤S3，构建分布式电源接入配电网选址定容模型的目标函数；步骤S4，确立分布式电源接入配电网选址定容模型的约束条件，并最终确定分布式电源的接入地址和容量。2.根据权利要求1所述基于归一化负荷矩和分布式电源接入配电网的低电压治理方法，其特征在于：步骤S1，首先通过下式（1），计算获得各线路满足最低电压的负荷矩，（1）式中，为电压损失百分数，为线路单位电阻，为线路单位电抗，P为线路所带负荷，为功率因数角，为供电长度，为额定电压；为满足最低电压时的负荷矩，为允许的最大电压损失，为单位负荷矩下的电压损失百分数。3.根据权利要求1所述基于归一化负荷矩和分布式电源接入配电网的低电压治理方法，其特征在于：步骤S2，基于负荷矩的分布式电源待接入位置的选取：首先，对台区不同型号线路进行归一化处理，基于负荷矩表达式（2）得到混接线路的等效负荷矩：（2）式中，M为混接线路的等效负荷矩，为线路所带负荷，为线路的负荷矩归一系数，为线路的长度，n为混接线路中混接线路段数量；然后，将混接线路的等效负荷矩与各线路满足最低电压的负荷矩标准值比较，当时，判断存在低电压；当时，表示不存在低电压，此时确定分布式电源接入地址范围。4.根据权利要求1所述基于归一化负荷矩和分布式电源接入配电网的低电压治理方法，其特征在于：步骤S3，通过目标函数进行分布式电源接入...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡佳彤，曹昉，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：