一种确定配电网电压不平衡治理装置最优接入位置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种确定配电网电压不平衡治理装置最优接入位置的方法，包括：S1：获取地区光伏出力和对应负荷的数据信息；S2：将所述数据信息输入基于非参数核密度估计法构建的光伏出力及负荷波动概率分布模型，输出节点电压数据；S3：根据所述节点电压数据，计算判断地区电压是否不平衡；若地区电压不平衡，考虑经济性基于改进型NSGA

【技术实现步骤摘要】
一种确定配电网电压不平衡治理装置最优接入位置的方法


[0001]本专利技术属于配电网电压质量中的电压不平衡分析
，涉及一种确定配电网电压不平衡治理装置最优接入位置的方法。

技术介绍

[0002]随着“碳达峰、碳中和”目标的提出，光伏作为清洁能源受到了青睐，在我国实现了突破性的增长，尤其是村级光伏电站的建设。然而随着光伏渗透率的不断提高，配电网电能质量受到极大的挑战，其中电压不平衡现象表现突出。为解决由光伏随机出力和负荷分布不均引起的电网三相电压不平衡问题，一方面可采取基于无源控制(PBC)方法下的MMC
‑
UPQC进行综合治理，通过模块化多电平变换器的统一电能质量调节器拓扑结构建立数学模型，从而协调控制解决不平衡状态下电能质量问题。另一方面考虑通过换相操作，将原本不对称的负荷尽量对称化，但此方法不足在于需要人工经常检测、分析、调节三相负荷后才能实施换相处理，将会耗费大量的时间，并且对县域分布式负荷的控制性较弱。
[0003]综上所述，现有技术存在的问题是，在进行优化的过程中或是忽略了无功补偿装置的接入容量又或未考虑到无功补偿设备的经济性，导致无功补偿装置的接入位置，并不能最大发挥其效力；因此，如何确定配电网电压不平衡治理装置的最优接入位置，成为同行从业人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种确定配电网电压不平衡治理装置最优接入位置的方法，至少部分解决上述技术问题。
[0005]本专利技术实施例提供了一种确定配电网电压不平衡治理装置最优接入位置的方法，包括：
[0006]S1：获取目标地区配电网系统中光伏出力和对应负荷的数据信息；
[0007]S2：将所述数据信息输入基于非参数核密度估计法构建的光伏出力及负荷波动概率分布模型，输出配电网系统中所有节点电压数据；
[0008]S3：根据所有的所述节点电压数据，判断地区电压不平衡度是否满足标准；若地区电压不平衡度不满足标准，基于改进型NSGA
‑
II算法计算得到配电网电压不平衡治理装置的最优接入节点位置和所发无功功率容量。
[0009]进一步地，所述光伏出力及负荷波动概率分布模型的构建过程，包括：
[0010]获取目标地区配电网系统中光伏出力和对应负荷的历史数据信息；
[0011]根据所述历史数据信息利用非参数核密度估计法，构建基于非参数核密度估计的光伏概率模型；
[0012]将所述光伏概率模型基于交叉验证法通过计算最小积分平方误差ISE(x)，求取最优带宽hb；
[0013]将所述最优带宽输入所述基于非参数核密度估计的光伏概率模型，得到所述光伏
出力及负荷波动概率分布模型。
[0014]进一步地，所述光伏概率模型的计算过程，包括：
[0015][0016][0017][0018][0019]上式中，n为实际测量得到的光伏数据样本数；h为带宽；K(
·
)为核函数，Xi为第i个样本的光伏出力实际数据；x为随机变量；f(x)为估计得到的概率密度函数值；m为由样本数据生成的伪数据数量。
[0020]进一步地，所述最优带宽计算过程，包括：
[0021][0022][0023][0024]h
b
＝argmin(f
1n
‑
f
2n
)
[0025]式中，为f(x)的平均值，xi代表第i份样本数据；xj代表第j份样本数据。
[0026]进一步地，所述光伏出力及负荷波动概率分布模型的计算表达式为：
[0027][0028]式中，n为实际测量得到的历史数据信息样本数；h为带宽；K(
·
)为核函数；Ppvi为光伏出力实际功率，Ppv为光伏出力随机变量；Ppv(
‑
i)为光伏出力伪数据功率。
[0029]进一步地，所述步骤S3，包括：
[0030]根据所有所述节点电压数据基于节点电压灵敏度矩阵，计算配电网系统中各个节点的电压值；
[0031]根据所述电压值计算电压不平衡度，判断地区电压不平衡度是否满足标准；
[0032]若地区电压不平衡度不满足标准，则以电压不平衡度为目标，在满足约束条件的基础上考虑所述治理装置接入经济性，构建关于所述治理装置接入后治理效果的多目标函数；
[0033]利用改进型NSGA
‑
II算法进行所述治理装置接入位置的所述多目标函数求解，得到所述治理装置的在系统最优接入节点和所发无功功率容量；
[0034]将所述治理装置按照所述最优接入节点和容量接入，改善电压不平衡度。
[0035]进一步地，所述改进型NSGA
‑
II算法为改进交叉率和变异率的NSGA
‑
II算法；
[0036]改进后的交叉率和变异率表达式分别为：
[0037][0038][0039]式中，t为迭代次数；Frank为合并种群重所有个体的支配层数，为当合并种群中所有个体的最大支配层数；Pc max为交叉种群中的最大适应值；Pc(t)为交叉率；Pm(t)为变异率；Pm max为变异种群中的最大适应值。
[0040]本专利技术实施例提供了一种确定配电网电压不平衡治理装置最优接入位置的方法，与现有技术相比较，针对光伏出力波动和负荷分布随机特性，采用了自适应核密度估计法对这两部分进行模拟，尤其是采取了带宽跟踪的方法，摒弃带宽长度固定选择，以达到拟合效果最优的目的，并实验得到接入光伏前后系统节点电压的对比图。
[0041]根据无功功率
‑
电压的强耦合关系，采用电压灵敏度矩阵法对有功功率P、无功功率Q、电压大小U进行解耦，并引入道路关联矩阵T以更好地描述配电网电压的分布特性，为后续寻找电压薄弱节点及治理提供参考依据。
[0042]多目标求解过程中，选择改进交叉率和变异率的NSGA
‑Ⅱ
算法，形成了可靠帕累托最优解，从而能够配合多目标函数选择治理效果最优的节点和容量，并满足各种约束条件且费用最低。
[0043]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0044]图1为本专利技术实施例提供的一种确定配电网电压不平衡治理装置最优接入位置的方法流程图；
[0045]图2为本专利技术实施例提供的改进NSGA
‑Ⅱ
算法结构流程图；
[0046]图3为本专利技术实施例提供的IEEE30节点仿真结构图；
[0047]图4为本专利技术实施例提供的不同方法下的光伏出力概率密度对比示意图；
[0048]图5为本专利技术实施例提供的不同方法下的负荷功率概率密度对比图示意图；
[0049]图6为本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种确定配电网电压不平衡治理装置最优接入位置的方法，其特征在于，包括：S1：获取目标地区配电网系统中光伏出力和对应负荷的数据信息；S2：将所述数据信息输入基于非参数核密度估计法构建的光伏出力及负荷波动概率分布模型，输出配电网系统中所有节点电压数据；S3：根据所有的所述节点电压数据，判断地区电压不平衡度是否满足标准；若地区电压不平衡度不满足标准，基于改进型NSGA
‑
II算法计算得到配电网电压不平衡治理装置的最优接入节点位置和所发无功功率容量。2.根据权利要求1所述的一种确定配电网电压不平衡治理装置最优接入位置的方法，其特征在于，所述光伏出力及负荷波动概率分布模型的构建过程，包括：获取目标地区配电网系统中光伏出力和对应负荷的历史数据信息；根据所述历史数据信息利用非参数核密度估计法，构建基于非参数核密度估计的光伏概率模型；将所述光伏概率模型基于交叉验证法通过计算最小积分平方误差ISE(x)，求取最优带宽h
b
；将所述最优带宽输入所述基于非参数核密度估计的光伏概率模型，得到所述光伏出力及负荷波动概率分布模型。3.根据权利要求2所述的一种确定配电网电压不平衡治理装置最优接入位置的方法，其特征在于，所述光伏概率模型的计算过程，包括：其特征在于，所述光伏概率模型的计算过程，包括：其特征在于，所述光伏概率模型的计算过程，包括：其特征在于，所述光伏概率模型的计算过程，包括：上式中，n为实际测量得到的光伏数据样本数；h为带宽；K(
·
)为核函数，X
i
为第i个样本的光伏出力实际数据；x为随机变量；f(x)为估计得到的概率密度函数值；m为由样本数据生成的伪数据数量。4.根据权利要求3所述的一种确定配电网电压不平衡治理装置最优接入位置的方法，其特征在于，所述最优带宽计算过程，包括：
h
b
＝argmin(f
1n
‑
f
2n
)式中，为f(x)的平均值，xi代表...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪青春，邢岩，王忠飞，何峰，孙春山，刘星宏，魏光明，
申请(专利权)人：国网甘肃省电力公司兰州供电公司，
类型：发明
国别省市：