一种电网灵活性评价方法及终端技术

本发明专利技术公开了一种电网灵活性评价方法及终端，模拟生成故障集，故障集的每一次故障情形均包括故障地点、故障持续时间和故障停电时刻；在由储能系统和分布式发电系统进行互动协调的配电网下，建立配电网机会约束运行模型，配电网以配网重构和储能调节为控制变量；利用故障集中的故障情形对配电网机会约束运行模型进行扫描诊断，得到因故障情形而导致的停电负荷损失电量；将停电负荷损失电量的倒数作为配电网的灵活性评价指标，灵活性评价指标的数值越大，则配电网的灵活性越高。本发明专利技术以配网故障系统损失负荷量最小为目标函数，以损失负荷量的倒数为灵活性评价指标，充分评价智能配电网的运行灵活性。电网的运行灵活性。电网的运行灵活性。

【技术实现步骤摘要】
一种电网灵活性评价方法及终端


[0001]本专利技术涉及城市配电
，特别涉及一种电网灵活性评价方法及终端。

技术介绍

[0002]随着分布式光伏大量接入配电网，可再生能源的间歇性与随机性使配电网特征发生明显变化，配电网灵活性也成为当下配网调控运行关注的重要内容。配电网灵活性可以理解为在新能源大量渗透条件下，配电网能够充分调动各方面灵活资源进行协调控制，保证系统持续长时间高效稳定运行的特性，它是配网要考虑的核心要求。配电网灵活性分为短期灵活性与中长期灵活性。短期灵活性又称为运行灵活性，是在故障情况下系统尽量压缩停电时间，缩小停电范围。中长期灵活性是充分调动配电系统资源，使各项资源例如光伏、储能之间互动配合，在现有资产下容纳最大负荷的性能。
[0003]对配电系统灵活性提升有许多种方法，其中一项重要标准便是因故障导致停电时系统快速隔离故障并保证负荷合理转供的能力，同时保障系统停电负荷范围尽可能小。另外，与配电网灵活性研究存在较大空白相同，对配电系统灵活性评价存在的各项指标体系至今也并无规定的统一定义。其中，可再生能源消纳率、中压线路灵活裕度、变压器灵活裕度均是衡量配电网灵活性常用指标，但这些指标相对单一，且主要指标均是针对网络的整体运行情况，未充分计及储能与配网网架重构等众多要素。
[0004]传统电网中系统灵活性调度主要集中于电力系统的整体层面，通过对发电侧与负荷侧的调节，时刻保持电力系统的功率平衡，维持系统的安全稳定运行，同时利用传统可控性较强的火电与水电弥补可再生能源的间歇性与随机性，最大可能促进新能源消纳。当前配电网已逐渐发展进入新形态，近年来，可再生清洁能源、储能、电力电子应用逐渐进入配电网，以及配网中二次信息网络的普及使配电网往智能互动信息化方向发展，提供了更多可调度资源，更明显丰富的资源秉性差异使配电网灵活性调节具有更高级的可控潜力。配电网源网荷储之间复杂的供需关系，需要配电网具有更智能化的灵活性提升手段。而当前配电网的灵活性指标体系尚不完善，迫切需要更完善的运行灵活性评价指标。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种电网灵活性评价方法及终端，以充分评价智能配电网的运行灵活性。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]一种电网灵活性评价方法，包括步骤：
[0008]S1、模拟生成故障集，所述故障集的每一次故障情形均包括故障地点、故障持续时间和故障停电时刻；
[0009]S2、在由储能系统和分布式发电系统进行互动协调的配电网下，建立配电网机会约束运行模型，所述配电网以配网重构和储能调节为控制变量；
[0010]S3、利用所述故障集中的故障情形对所述配电网机会约束运行模型进行扫描诊
断，得到因所述故障情形而导致的停电负荷损失电量；
[0011]S4、将所述停电负荷损失电量的倒数作为所述配电网的灵活性评价指标，所述灵活性评价指标的数值越大，则所述配电网的灵活性越高。
[0012]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的另一种技术方案为：
[0013]请参照图2，一种电网灵活性评价终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
[0014]S1、模拟生成故障集，所述故障集的每一次故障情形均包括故障地点、故障持续时间和故障停电时刻；
[0015]S2、在由储能系统和分布式发电系统进行互动协调的配电网下，建立配电网机会约束运行模型，所述配电网以配网重构和储能调节为控制变量；
[0016]S3、利用所述故障集中的故障情形对所述配电网机会约束运行模型进行扫描诊断，得到因所述故障情形而导致的停电负荷损失电量；
[0017]S4、将所述停电负荷损失电量的倒数作为所述配电网的灵活性评价指标，所述灵活性评价指标的数值越大，则所述配电网的灵活性越高。
[0018]本专利技术的有益效果在于：一种电网灵活性评价方法及终端，在深入研究配电网灵活性概念及灵活性评价指标的前提下，模拟生成故障集，其中，故障集的每一次故障情形均包括故障地点、故障持续时间和故障停电时刻，利用故障集中的故障情形对所建立的配电网机会约束运行模型进行扫描诊断，配网故障发生时，系统进行扫描诊断，新形态的配电网中，使配网重构转供负荷与储能协同控制运行，由此得到因故障情形而导致的停电负荷损失电量，从而以配网故障系统损失负荷量最小为目标函数，以损失负荷量的倒数为灵活性评价指标，充分评价智能配电网的运行灵活性。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例的一种电网灵活性评价方法的流程示意图；
[0020]图2为本专利技术实施例的一种电网灵活性评价终端的结构示意图。
[0021]标号说明：
[0022]1、一种电网灵活性评价终端；2、处理器；3、存储器。
具体实施方式
[0023]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
[0024]请参照图1，一种电网灵活性评价方法，包括步骤：
[0025]S1、模拟生成故障集，所述故障集的每一次故障情形均包括故障地点、故障持续时间和故障停电时刻；
[0026]S2、在由储能系统和分布式发电系统进行互动协调的配电网下，建立配电网机会约束运行模型，所述配电网以配网重构和储能调节为控制变量；
[0027]S3、利用所述故障集中的故障情形对所述配电网机会约束运行模型进行扫描诊断，得到因所述故障情形而导致的停电负荷损失电量；
[0028]S4、将所述停电负荷损失电量的倒数作为所述配电网的灵活性评价指标，所述灵
活性评价指标的数值越大，则所述配电网的灵活性越高。
[0029]从上述描述可知，本专利技术的有益效果在于：在深入研究配电网灵活性概念及灵活性评价指标的前提下，模拟生成故障集，其中，故障集的每一次故障情形均包括故障地点、故障持续时间和故障停电时刻，利用故障集中的故障情形对所建立的配电网机会约束运行模型进行扫描诊断，配网故障发生时，系统进行扫描诊断，新形态的配电网中，使配网重构转供负荷与储能协同控制运行，由此得到因故障情形而导致的停电负荷损失电量，从而以配网故障系统损失负荷量最小为目标函数，以损失负荷量的倒数为灵活性评价指标，充分评价智能配电网的运行灵活性。
[0030]进一步地，所述步骤S1具体包括以下步骤：
[0031]模拟生成故障集，所述故障集包括馈线故障地点情况集合，在所述馈线故障地点情况集合中的每一个故障地点按照第一概率分布函数预估故障持续时间和故障停电时刻，已形成包括故障地点、故障持续时间和故障停电时刻的故障情形。
[0032]从上述描述可知，在限定了故障单次发生的地点后，故障持续时间与故障停电时刻则满足一定的概率分布，比如在负荷用电高峰期时网架更容易出现线路故障，故障停电时刻与用电高峰时刻具有相关关系之类，由此，通过第一概率分布函数预估故障持续时间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电网灵活性评价方法，其特征在于，包括步骤：S1、模拟生成故障集，所述故障集的每一次故障情形均包括故障地点、故障持续时间和故障停电时刻；S2、在由储能系统和分布式发电系统进行互动协调的配电网下，建立配电网机会约束运行模型，所述配电网以配网重构和储能调节为控制变量；S3、利用所述故障集中的故障情形对所述配电网机会约束运行模型进行扫描诊断，得到因所述故障情形而导致的停电负荷损失电量；S4、将所述停电负荷损失电量的倒数作为所述配电网的灵活性评价指标，所述灵活性评价指标的数值越大，则所述配电网的灵活性越高。2.根据权利要求1所述的一种电网灵活性评价方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：模拟生成故障集，所述故障集包括馈线故障地点情况集合，在所述馈线故障地点情况集合中的每一个故障地点按照第一概率分布函数预估故障持续时间和故障停电时刻，已形成包括故障地点、故障持续时间和故障停电时刻的故障情形。3.根据权利要求1所述的一种电网灵活性评价方法，其特征在于，所述步骤S2中建立配电网机会约束运行模型具体包括以下步骤：S21、以节点的负荷有功功率、无功功率、相角差为条件，以潮流计算各节点电压，在含分布式发电系统的情况下，得到节点的潮流等式约束为：式中，P
Gi
、Q
Gi
分别为节点i的有功功率与无功功率；P
Li
、Q
Li
分别为节点i处的负荷有功功率与无功功率；ΔP
i
、ΔQ
i
分别为节点i接入可再生能源有功功率与无功功率的波动变化；U
i
、U
j
分别为节点i与节点j的电压幅值；Gij、Bij分别为节点i与节点j之间的电导与电纳；θ
ij
为节点i与节点j电压之间的相角差；S22、储能系统运行存在包括荷电状态的状态参量，其荷电状态约束为：S
SOCmin
≤S
SOC
(t)≤S
SOCmax
；S
SOC
(0)≤S
SOC
(T)；E
ess,min
≤E
ess
≤E
ess,max
；式中，S
SOC(t)
表示时间t时刻的储能荷电状态，S
SOCmin
、S
SOCmax
分别为储能荷电状态的最小最大值，和分别为储能每小时放电与充电最大功率，S
SOC(0)
、S
SOC(T)
分别为配网运行调度中储能初始时刻与结束时刻的荷电状态；E
ess
为储能额定容量，E
ess,min
与E
ess,max
分别为储能额定容量的最小值与最大值；S23、所述节点的电压安全约束如下：式中，U
i
为节点i的电压；与分别为节点i运行电压的下限与上限；
S24、所述节点的可中断负荷功率与时间约束：S24、所述节点的可中断负荷功率与时间约束：式中，为节点i在t时刻故障时可中断负荷，和分别为可中断荷的最小值与最大值，代表负荷的中断时间，和为故障持续时间的最小值与最大值；S25、所述配电网的各发电系统在网络重构和储能协同时存在功率平衡约束为：式中，P
L,i
(t)为转供前节点i在t时刻的负荷功率，P
t,i
(t)为节点i由于网架重构其它节点转供流入节点i的负荷，P
G,i
(t)为节点i上级电源的注入功率，P
PV,i
(t)为节点i接入的分布式发电系统的发电功率，P
S,i
(t)为节点i在t时刻储能的净放电功率，P
C,i
(t)为节点i在t时刻的故障切负荷功率值。4.根据权利要求3所述的一种电网灵活性评价方法，其特征在于，所述分布式发电系统为分布式光伏，则所述配电网机会约束运行模型还包括以下步骤：S26、将所述分布式光伏的出力按照第二概率分布函数进行得到，所述分布式光伏的发电功率的对应约束条件表示为：P
PV,i,min
≤P
PV,i
≤P
PV,i,max
；Q
PV,i,min
≤Q
PV,i
≤Q
PV,i,max
；式中，P
PV,i
为节点i接入的分布式光伏的发电功率，P
PV,I,max
和P
PV,I,min
为节点i接入的分布式光伏的发电功率的上下限，Q
PV,i
为节点i接入的分布式光伏的无功功率，Q
PV,I,max
和Q
PV,I,min
为节点i接入的分布式光伏的无功功率的上下限；故障持续时间约束：Pr{t
s,min
≤t
s
≤t
s,max
}≥β；故障停电时刻约束：Pr{t
k,min
≤t
k
≤t
k,max
}≥β；式中，P
r
{
·
}表示机会约束成立情况下的概率，β为预先设置的置信度，t
s
为故障持续时间，t
s,max
和t
s,min
为故障持续时间的上下限，t
k
为故障停电时刻，t
k,max
和t
k,min
所述故障停电时刻的上下限。5.根据权利要求4所述的一种电网灵活性评价方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括以下步骤：将所述停电负荷损失电量作为目标函数，即得到所述目标函数的表达式为：W＝min{ΔP*Δt}；式中，所述W为停电负荷损失电量，ΔP为配电网的实时停电损失功率，Δt为停电时长；根据所述目标函数的表达式得到所述配电网的灵活性评价指标L＝1/W，所述灵活性评价指标的数值越大，则所述配电网的灵活性越高。6.一种电网灵活性评价终端，包括存储器、处...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊军，刘文亮，张颖，彭晖，洪汛，廖晔，李迎，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司厦门供电公司，
类型：发明
国别省市：