一种配电网光伏消纳容量提升方法技术

本发明专利技术公开了一种配电网光伏消纳容量提升方法，其特征在于，所述方案包括：通过预先建立的配电网模型对配电网进行全年时序电压仿真，得到配电网各节点全年电压越限情况；对配电网节各点电压进行无功调节，得到初步改善之后的各节点全年电压越限情况，计算节点电压越限度；确定储能定址方案，针对不同方案计算储能容量、年总弃光功率以及各自方案下的节点电压平均波动改善指标以及最大消纳能力指标；根据不同方案下的四个指标，采用层次分析法和灰色关联度分析综合评价每一个方案，得到最终的储能定址定容以及弃光方案。储能定址定容以及弃光方案。储能定址定容以及弃光方案。

【技术实现步骤摘要】
一种配电网光伏消纳容量提升方法


[0001]本专利技术涉及一种配电网光伏消纳容量提升方法，属于配电网分布式光伏规划


技术介绍

[0002]传统能源的消耗不仅造成了环境的恶化，同时也使得能源本身不断枯竭。而新能源本身具有清洁、可再生的特点促使人们的注意力集中到新能源的开发上。近几年来，随着国家对新能源的不断倡导以及各种新能源各种补贴政策不断的实施促使了新能源的迅猛发展。其中，装机容量最大的能源为光伏能源。据不完全统计，光伏装机容量在2019年达到30.1GW。但是，由于光伏出力的波动性以及随机性，在如此大规模的接入电网的情况下，势必影响配电网的安全与稳定性。因此，采用合理的措施进行光伏消纳以保证配电网的安全与稳定将具有重要意义。
[0003]迄今为止，各国对配电网的光伏消纳进行了广泛而深远的研究。对于光伏消纳方法各种各样，如使用储能设备、配网重构、无功补偿、光伏逆变器的功率因数调节、电压协调控制等。
[0004]储能技术是最为常见的光伏消纳方法，它是在电压比较高的时候，可以对电负荷进行吸收，充当负荷作用；当电压比较低的时候，进行电功率释放，充当电源作用；因此，储能可以改善电压波形、起到削峰填谷的作用。
[0005]光伏逆变器的功率调节是对光伏并网进行功率因数控制，在出力高峰期进行光伏出力吸收以避免电压越限，提高配电网的光伏接纳能力。光伏逆变器进行光伏消纳可以分为三个阶段，第一阶段是无功功率调节直到到达最大功率因数或者最大光伏安装容量，此过程不涉及光伏有功功率舍弃；第二阶段是保持无功功率不变，进行有功功率的舍弃，以达到最大功率因数；第三阶段是围绕最大光伏功率因数进行弃光以及无功功率同时调节。
[0006]姚宏民等人借助了光伏的逆变处理，通过逆变器的阶段性控制使得节点回归到规定值，但是未从规划角度进行进一步的探究；赵波等人通过L指标对储能进行选址与定容，由于节点之间的相关性，单指标进行储能配置并未是最好的选择。陶琼等人通过双层规划模型对高光伏渗透率的配电网进行储能的定址与定容，但双层规划模型相对比较复杂，而且上层的储能定址比较随机。丁明等人根据考虑节点之间的相关性，对配电网之间进行集群划分，根据集群划分的结果建立分布式光伏与储能的双层协调选址定容规划模型，综合考虑配电网的光伏安装与储能配置。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种配电网光伏消纳容量提升方法，以解决现有技术的缺陷。
[0008]一种配电网光伏消纳容量提升方法，所述方案包括：
[0009]通过预先建立的配电网模型对配电网进行全年时序电压仿真，得到配电网各节点
全年电压越限情况；
[0010]对配电网节各点电压进行无功调节，得到初步改善之后的各节点全年电压越限情况，计算节点电压越限度；
[0011]通过集群策略和节点电压越限程度进行储能安装节点的选择进行确定得到储能定址方案，并针对不同方案计算储能容量、年总弃光功率、各自方案下的节点电压平均波动改善指标以及最大消纳能力指标；
[0012]根据不同方案下的四个指标，采用层次分析法和灰色关联度分析综合评价每一个方案，得到最终的储能定址定容以及弃光方案。
[0013]进一步地，所属配电网模型参数包含配电网的拓扑结构、基准电压、基准功率、线路阻抗以及配电网各个节点的全年的负荷功率、光伏功率。
[0014]进一步地，所述节点电压越限度用于衡量节点电压越限的大小，具体公式为：
[0015][0016]式中：M为全年越限时刻数，U
Nmax
为节点电压安全阈值上限，U
i
为节点i的电压。
[0017]进一步地，所述确定储能定址方案方法包括：
[0018]根据配电网中的各节点光伏功率和负荷功率，以电气距离、功率平衡度作为集群策略指标将配电网划分成几个集群；
[0019]根据各自集群中的各节点电压越限度，选取越限最严重的前六个点作为储能定址节点，制定储能定址方案。
[0020]进一步地，计算储能容量、年总弃光功率以及各自方案下的节点电压平均波动改善指标以及最大消纳能力指标的方法包括：
[0021]采用合作博弈模型以储能配置容量和全年弃光功率之和作为特征函数，求解各自方案下最优的储能容量配置和全年总弃光功率；
[0022]在最优的储能配置容量和全年总弃光功率配置下再次进行全年的光伏消纳，计算各自方案新一轮优化消纳之后的节点电压平均波动改善指标以及最大消纳能力指标。
[0023]进一步地，合作博弈模型具体为：
[0024]参与者：储能配置的Nc个节点；
[0025]策略集：每一储能配置节点在全年时刻的储放电功率、弃光功率以及无功调节功率；
[0026]特征函数：配电网总的储能配置容量和全年总弃光功率的总和最低；
[0027][0028]式中：Nc为储能节点安装的数量，S
n
为节点n的储能安装容量以及年总弃光功率总和，Q
t
为节点n在t时刻所补偿的无功功率，P
ch,t
为t时刻的储能装置的充电功率，P
dis,t
为t时刻的储能装置的放电功率，P
gp,t
为t时刻的弃光功率，T为全年时刻。
[0029]进一步地，节点电压平均波动改善指标衡量经过储能全年充放电调度与弃光处理之后电压波动的改善程度：
[0030][0031][0032][0033][0034]式中：Nc为配置储能的节点数，du
i
为节点i电压波动改善的程度，U
i,t
、U
i,t
′
分别为节点i在时间t改善前后的电压值，U
i,av
、U
i,av
′
为节点i的电压改善前后的平均值，dU
i
、dU
i
′
分别为电压改善前后的电压波动，T为全年时刻。
[0035]进一步地，最大消纳能力指标是用于衡量方案中储能配置以及弃光对配电网的光伏消纳能力提高情况，其配电网的新一轮的光伏消纳是建立在该方案中储能的额定容量、额定功率以及年总弃光功率的基础上。
[0036]进一步地，储能定址定容以及弃光方案的评价方法包括：
[0037]确定不同储能定址方案的四个指标值：总的储能配置容量、全年总弃光功率、节点电压平均波动改善、最大消纳能力；
[0038]以层次分析法确定四个指标的权重大小，以灰色关联度确定不同储能定址方案的灰色关联度，通过灰色加权确定最终储能定址方案。
[0039]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：本专利技术克服了双层算法的复杂性，以指标类更加简单的方式进行储能的定址选择，同时兼顾节点的相关性特点，合作消纳光伏容量，进行了储能容量以及弃光优化，并且为了客观的评价不同方案的储能容量，引入两个新的指标，采用层次分析法和灰色关联度分析主客观相结合的方式进行方案评价，最后的决本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配电网光伏消纳容量提升方法，其特征在于，所述方案包括：通过预先建立的配电网模型对配电网进行全年时序电压仿真，得到配电网各节点全年电压越限情况；对配电网节各点电压进行无功调节，得到初步改善之后的各节点全年电压越限情况，计算节点电压越限度；通过集群策略和节点电压越限程度进行储能安装节点的选择进行确定得到储能定址方案，并针对不同方案计算储能容量、年总弃光功率、各自方案下的节点电压平均波动改善指标以及最大消纳能力指标；根据不同方案下的四个指标，采用层次分析法和灰色关联度分析综合评价每一个方案，得到最终的储能定址定容以及弃光方案。2.根据权利要求1所述的配电网光伏消纳容量提升方法，其特征在于，所属配电网模型参数包含配电网的拓扑结构、基准电压、基准功率、线路阻抗以及配电网各个节点的全年的负荷功率、光伏功率。3.根据权利要求1所述的配电网光伏消纳容量提升方法，其特征在于，所述节点电压越限度用于衡量节点电压越限的大小，具体公式为：式中：M为全年越限时刻数，U
Nmax
为节点电压安全阈值上限，U
i
为节点i的电压。4.根据权利要求1所述的配电网光伏消纳容量提升方法，其特征在于，所述确定储能定址方案方法包括：根据配电网中的各节点光伏功率和负荷功率，以电气距离、功率平衡度作为集群策略指标将配电网划分成几个集群；根据各自集群中的各节点电压越限度，选取越限最严重的前六个点作为储能定址节点，制定储能定址方案。5.根据权利要求1所述的配电网光伏消纳容量提升方法，其特征在于，计算储能容量、年总弃光功率以及各自方案下的节点电压平均波动改善指标以及最大消纳能力指标的方法包括：采用合作博弈模型以储能配置容量和全年弃光功率之和作为特征函数，求解各自方案下最优的储能容量配置和全年总弃光功率；在最优的储能配置容量和全年总弃光功率配置下再次进行全年的光伏消纳，计算各自方案新一轮优化消纳之后的节点电压平均波动改善指标以及最大消纳能力指标。6.根据权利要求5所述的配电网光伏消纳容量提升方法，其特征在于，合作博弈模型具体为：参与者：储能配置的Nc个节点；策略集：每一储能配置节点在全年时刻的储放电功率、弃...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文藻，冯子蛟，杨玉勇，舒孝国，黄金涛，钱晓明，蒋冬强，
申请(专利权)人：江阴长仪集团有限公司，
类型：发明
国别省市：