一种面向新基建负荷的配电网网格动态容量评估方法技术

本发明专利技术公开了一种面向新基建负荷的配电网网格动态容量评估方法，涉及配电网网格规划领域，在设定区域内，获取配电网增量负荷数据，并将配电网增量负荷数据进行数据预处理，得到EV充电增量负荷数据与5G基站增量负荷数据；结合EV充电增量负荷数据与5G基站增量负荷数据，获取EV_5G负荷数据；构建区域配电网动态可开放容量评估模型，将EV_5G负荷数据输入至区域配电网动态可开放容量评估模型内进行求解，得到配电网的可开放容量。到配电网的可开放容量。到配电网的可开放容量。

【技术实现步骤摘要】
一种面向新基建负荷的配电网网格动态容量评估方法


[0001]本专利技术涉及配电网网格规划领域，具体是一种面向新基建负荷的配电网网格动态容量评估方法。

技术介绍

[0002]配电网是负责分配电能的电力系统终端环节，其安全可靠运行对保证城市供电安全具有重要意义。然而，随着新型基础设施建设的不断发展，以电动汽车为主要代表的新型负荷不断增长，以光伏为代表的新型能源规模化接入电网，其波动性和间歇性使配电网的安全经济运行遭受了前所未有的挑战。为了保障配电网的持续健康运行与长远发展，电力企业需要对光伏和电动汽车接入后的城市多区域配电网的可开放容量进行有效评估，从而为后续投资决策和扩容改造提供理论和数据支撑。在配电网可开放容量评估的研究中，目前的思路是通过不断增加负荷，直到设备达到热稳定极限来进行估计，其判定方法以人工经验为主。因此，通过该方式得到的可开放容量精度较差、应用范围有限，难以适用于由众多联络线和分段开关组成的复杂现代城区配电网络。此外，现有的技术往往未考虑光伏等分布式电源和电动汽车等新型负荷接入对可开放容量的影响，不能适应于当前新型电力系统的发展要求。

技术实现思路

[0003]鉴于上述技术缺点，本专利技术提供了一种面向新基建负荷的配电网网格动态容量评估方法。
[0004]为解决现有的新基建快速发展背景下的配电网可开放容量量化估计的问题，本专利技术的技术方案如下：
[0005]一种面向新基建负荷的配电网网格动态容量评估方法，包括如下步骤：
[0006]在设定区域内，获取配电网增量负荷数据，并将配电网增量负荷数据进行数据预处理，得到EV充电增量负荷数据与5G基站增量负荷数据；
[0007]结合EV充电增量负荷数据与5G基站增量负荷数据，获取EV_5G负荷数据；
[0008]构建区域配电网动态可开放容量评估模型，将EV_5G负荷数据输入至区域配电网动态可开放容量评估模型内进行求解，得到配电网的可开放容量。
[0009]作为优选的，所述EV充电增量负荷数据包括第一起始渗透率、第一每周期增速、第一区域户数、第一渗透率上限；所述5G基站增量负荷数据包括第二起始渗透率、第二每周期增速、第二区域户数、第二渗透率上限。
[0010]作为优选的，所述区域配电网动态可开放容量评估模型由多元约束、最优潮流模型、拓扑重构模型与二阶锥松弛算法所组成。
[0011]作为优选的，所述多元约束包括功率平衡约束、节点电压约束、支路电流上下限约束、辐射状约束；所述功率平衡约束，其计算公式如下：
[0012]，
[0013][0014]其中，和为节点i处的总负荷；B为网络中节点的集合；f和t为0‑1状态变量；为节点i处的电流平方值；r
ij
和x
ij
为支路(i，j)的电阻和电抗；为全称量词，即集合B中的所有的支路(i，j)均满足节点电压约束；
[0015]所述节点电压约束，其计算公式如下：
[0016][0017]，
[0018][0019]其中，为节点i处的电压平方值；E为网络中支路的集合；M为正数；z
ij
为0
‑
1状态变量；为全称量词，即集合E中的所有的支路(i，j)均满足节点电压约束；
[0020]所述辐射状约束，其计算公式如下：
[0021][0022][0023][0024]其中，E
nor
为常规节点支路集合；E
bal
为平衡节点所引出的支路集合。
[0025]作为优选的，所述最优潮流模型，其计算公式如下：
[0026]minf(x)
[0027][0028]其中，f(x)为最优潮流的目标函数；h(x)为等式约束；g(x)为不等式约束；x为最优潮流求取过程中的调节变量；
[0029]所述拓扑结构模型，其计算公式如下：
[0030]minf(b)
[0031][0032]其中，f(b)为拓扑重构的目标函数；h(b)和g(b)分别为配电网拓扑结构需要满足的等式约束及不等式约束。
[0033]作为优选的，所述二阶锥松弛算法，其计算公式如下：
[0034][0035]其中，p
ij
为注入点有功功率；q
ij
为注入点无功功率；为支路电流；为节点电压。
[0036]作为优选的，所述区域配电网动态可开放容量评估模型，其目标函数计算公式如下：
[0037][0038][0039]其中，λ和ξ为系数；和为节点i输入的有功功率和无功功率；为各节点的可开放容量；P
OFL
为该区域配电网总可开放容量。
[0040]本专利技术的有益效果是：本专利技术实现了对区域配电网可开放容量的量化评估，在包含光伏机组、电动汽车充电桩等电力系统随机性元件的配电网中仍具有评估能力；并且区域电网间的网络重构以及光伏电源的接入均可以有效实现现有配网资源的优化配置和充分利用，推迟扩容改造的年限，显著增加经济效益。
附图说明
[0041]图1为本专利技术提供的：配电网动态可开放容量统计评估方法流程示意图；
[0042]图2为本专利技术提供的：多区域配电网接线示意图；
[0043]图3为本专利技术提供的：两种场景下的最大可开放容量对比示意图；
[0044]图4为本专利技术提供的：光伏接入不同区域后的最大可开放容量示意图。
具体实施方式
[0045]下面结合本专利技术的附图1
‑
4，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0046]本专利技术考虑了电动汽车负荷增量和光伏电源等新型电力装置对配电网可开放容量的影响，在于综合了配电网重构等主动配电网灵活性技术，在计及网络安全约束的前提下对电力系统未来可容纳的增量负荷进行量化评估，可以实现对现有配电资源的充分利用
和后续投资决策的理论支撑。
[0047]本专利技术综合了配电网重构、最优潮流等主动配电网灵活性技术，对配电网可开放容量进行优化。
[0048]本专利技术以配电网可开放容量最大为目标函数，实现长时间尺度内配电网可发放容量的动态优化及推演。
[0049]如图1所示，其步骤包括：
[0050]S1：对区域内的电动汽车负荷数据进行处理，得到电动汽车负荷特性曲线；
[0051]S2：对区域内的光伏机组出力数据进行处理，得到光伏机组出力特性曲线；
[0052]S3：对区域配电网进行建模并基于二阶锥方法求解其配电网的可开放容量。
[0053]步骤S1中的具体步骤如下：
[0054本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向新基建负荷的配电网网格动态容量评估方法，其特征在于，包括如下步骤：在设定区域内，获取配电网增量负荷数据，并将配电网增量负荷数据进行数据预处理，得到EV充电增量负荷数据与5G基站增量负荷数据；结合EV充电增量负荷数据与5G基站增量负荷数据，获取EV_5G负荷数据；构建区域配电网动态可开放容量评估模型，将EV_5G负荷数据输入至区域配电网动态可开放容量评估模型内进行求解，得到配电网的可开放容量。2.根据权利要求1所述的一种面向新基建负荷的配电网网格动态容量评估方法，其特征在于，所述EV充电增量负荷数据包括第一起始渗透率、第一每周期增速、第一区域户数、第一渗透率上限；所述5G基站增量负荷数据包括第二起始渗透率、第二每周期增速、第二区域户数、第二渗透率上限。3.根据权利要求1所述的一种面向新基建负荷的配电网网格动态容量评估方法，其特征在于，所述区域配电网动态可开放容量评估模型由多元约束、最优潮流模型、拓扑重构模型与二阶锥松弛算法所组成。4.根据权利要求3所述的一种面向新基建负荷的配电网网格动态容量评估方法，其特征在于，所述多元约束包括功率平衡约束、节点电压约束、支路电流上下限约束、辐射状约束；所述功率平衡约束，其计算公式如下：其中，和为节点i处的总负荷；B为网络中节点的集合；f和t为0
‑
1状态变量；为节点i处的电流平方值；r
ij
和x
ij
为支路(i，j)的电阻和电抗；为全称量词；所述节点电压约束，其计算公式如下：所述节点电压约束，其计算公式如下：其中，为节点i处的电压平方值；E...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭勇，李秋燕，刘向实，李小明，吴豫，董智，马杰，丁岩，全少理，杨卓，郭新志，于昊正，樊江川，孙义豪，高丽萍，陈帆，刘卫民，韩啸一，刘友波，任鹏哲，李争博，潘思蓉，
申请(专利权)人：国家电网有限公司四川大学，
类型：发明
国别省市：