分布式电源参与新能源波动抑制容量优化配置方法及装置制造方法及图纸

本公开提出一种分布式电源参与新能源波动抑制容量优化配置方法及装置，属于电力系统灵活性资源规划计划领域。其中，所述方法包括：选取输电线路考察集合，构建新能源、传统电源和分布式电源关于集合中输电线路的发电机输出功率转移分布因子矩阵，计算输电线路的波动量；建立新能源波动概率分布模型，确定新能源波动总量及参与新能源波动抑制的传统电源与分布式电源的分摊量；建立输电线路波动概率分布模型，计算输电线路的波动方差和波动系数；利用波动系数，建立分布式电源规划优化模型并求解，以得到分布式电源容量优化配置方案。本公开可优化配置负荷侧调节资源，降低新能源场站波动时特定线路波动的幅度，提高电力系统主网架稳定性。网架稳定性。网架稳定性。

【技术实现步骤摘要】
分布式电源参与新能源波动抑制容量优化配置方法及装置


[0001]本公开属于电力系统灵活性资源规划计划领域，特别涉及一种分布式电源参与新能源波动抑制容量优化配置方法及装置。

技术介绍

[0002]随着高比例可再生能源接入电力系统，电网电源侧随机波动成为影响电力系统安全、稳定运行的重要约束。电力系统中可提供快速调节能力的传统电源数量和比例不断降低，为了提高系统抵御新能源波动能力，负荷侧分布式电源调节作用凸显。5G等新型通信网络使得电动汽车、工业负荷、备用储能电池等分布式资源能够容易地接入电力系统调度通信网，参与新能源波动平抑。分布式电源在电网各节点的容量配置，是解决新能源波动的主要问题。分布式电源接入电网位置将影响电力系统主网输电线路的波动情况，进一步影响输电线路最大有效输电功率、电力系统主网继电保护，乃至发电机功角问题和电网电压稳定。合理安排电力系统各节点分布式资源，有助于降低电力系统频率和主网输电线路潮流波动，促进可再生能源消纳。
[0003]传统的分布式电源优化配置方法往往局限于配电网络，利用配电网拓扑和运行特点优化计算得出分布式电源的最优配置。或者考虑主网时，仅仅考虑发电机
‑
负荷模型，忽略电网网架因素。这两类研究与实际电力系统调度运行、规划设计现实差距较大，无法应用于实际电力系统分布式电源优化配置。

技术实现思路

[0004]本公开的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种分布式电源参与新能源波动抑制容量优化配置方法及装置。本公开通过发电机输出功率转移分布因子矩阵，建立新能源、传统电源以及分布式电源与电力系统主网线路波动间的概率联系，优化配置负荷侧调节资源，降低新能源场站波动时特定线路波动的幅度，提高电力系统主网架稳定性。
[0005]本公开第一方面实施例提出一种分布式电源参与新能源波动抑制容量优化配置方法，包括：
[0006]选取输电线路考察集合，构建新能源、传统电源和分布式电源关于所述集合中输电线路的发电机输出功率转移分布因子矩阵，根据所述转移分布因子矩阵计算所述输电线路的波动量；
[0007]建立新能源波动概率分布模型，根据所述新能源波动概率分布模型确定所述新能源波动总量，确定参与所述新能源波动抑制的所述传统电源与所述分布式电源的分摊量；
[0008]根据所述转移分布因子矩阵、所述新能源波动总量以及所述传统电源与所述分布式电源的分摊量，建立输电线路波动概率分布模型，根据所述输电线路波动概率分布模型计算所述输电线路的波动方差；
[0009]利用所述输电线路的波动方差，计算所述输电线路的波动系数；
[0010]利用所述输电线路的波动系数，建立分布式电源规划优化模型并求解，以得到所
述分布式电源容量优化配置方案。
[0011]在本公开的一个具体实施例中，所述新能源包括风电和光伏。
[0012]在本公开的一个具体实施例中，所述选取输电线路考察集合，构建新能源、传统电源和分布式电源关于所述集合中输电线路的发电机输出功率转移分布因子矩阵，根据所述转移分布因子矩阵计算所述输电线路的波动量，包括：
[0013]1)获取未来设定时段参与波动平抑的传统电源机组集合B
d
、风电机组集合S
pv
、光伏机组集合S
pv
，可接入分布式资源的节点集合B
r
；
[0014]2)确定输电线路考察集合，包括：500kV线路集合L
500
和220kV线路集合L
220
；
[0015]3)根据步骤1)获取的集合，分别建立风电、光伏、传统电源和分布式电源节点对输电线路考察集合中各输电线路的发电机输出功率转移分布因子矩阵；
[0016]其中，线路l的发电机输出功率转移分布因子矩阵G
l
表示由于发电机有功输出功率变化引起的线路l潮流的变化量；G
l
的长度为电网节点数，则第k个节点对应的G
l
中第k个元素G
l
(k)的表达式如下：
[0017][0018]其中，k为电源所在电网节点编号，l为线路编号；m,n分别为线路l的首尾节点编号；X＝B
‑1为电网直流形式的电纳矩阵的逆矩阵，X
mk
表示矩阵X第m行第k列的元素，X
nk
表示矩阵X第n行第k列的元素；x
l
为线路l的支路阻抗；
[0019]4)根据所述转移分布因子矩阵，计算所述集合中输电线路的波动量：
[0020][0021]式中，表示线路l的波动量，l∈L，L表示输电线路考察集合，L包括L
500
和L
220
；ΔP
wd
,ΔP
pv
分别为风电场站和光伏场站的波动量，ΔP
td
,ΔP
DER
分别为传统电源、分布式电源的波动分摊量；分别为风电、光伏、传统电源和分布式电源节点对线路l的发电机输出功率转移分布因子矩阵。
[0022]在本公开的一个具体实施例中，所述建立新能源波动概率分布模型，根据所述新能源波动概率分布模型确定所述新能源波动总量，确定参与所述新能源波动抑制的所述传统电源与所述分布式电源的分摊量，包括：
[0023]1)建立新能源波动概率分布模型；
[0024]令新能源随机波动服从正态分布，即ΔP
wd
～N(0,∑
wd
),ΔP
Pv
～N(0,∑
pv
)，则风电场站的波动相关系数∑
wd
和光伏场站的波动相关系数∑
wd
计算表达式如下：
[0025][0026][0027]式中，表示各地市电网辖区内风电场站的波动相关系数，表示各地市电网辖区内光伏场站的波动相关系数；风电波动标准差σ
wd
＝η
wd
·
P
wd
,光伏波动标准差σ
pv
＝η
pv
·
P
pv
；η
wd
,η
pv
分别为风电波动率和光伏波动率，P
wd
,P
pv
分别代表风电和光伏的出力功率；M
wd
表示风电场站与风电地市辖区的关联矩阵,M
pv
表示光伏场站与光伏地市辖区的关联矩阵；M
wd
的列代表风电场站编号，行代表风电地市辖区编号；M
pv
的列代表光伏场站编号，行代
表光伏地市辖区编号；M
wd
和M
pv
中每一列场站所在区域对应元素为1，其余元素为0；diag表示对角矩阵；
[0028]2)根据新能源波动概率分布模型确定新能源波动总量，表达式如下：
[0029][0030]式中，ΔP
S<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式电源参与新能源波动抑制容量优化配置方法，其特征在于，包括：选取输电线路考察集合，构建新能源、传统电源和分布式电源关于所述集合中输电线路的发电机输出功率转移分布因子矩阵，根据所述转移分布因子矩阵计算所述输电线路的波动量；建立新能源波动概率分布模型，根据所述新能源波动概率分布模型确定所述新能源波动总量，确定参与所述新能源波动抑制的所述传统电源与所述分布式电源的分摊量；根据所述转移分布因子矩阵、所述新能源波动总量以及所述传统电源与所述分布式电源的分摊量，建立输电线路波动概率分布模型，根据所述输电线路波动概率分布模型计算所述输电线路的波动方差；利用所述输电线路的波动方差，计算所述输电线路的波动系数；利用所述输电线路的波动系数，建立分布式电源规划优化模型并求解，以得到所述分布式电源容量优化配置方案。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述新能源包括风电和光伏。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述选取输电线路考察集合，构建新能源、传统电源和分布式电源关于所述集合中输电线路的发电机输出功率转移分布因子矩阵，根据所述转移分布因子矩阵计算所述输电线路的波动量，包括：1)获取未来设定时段参与波动平抑的传统电源机组集合B
d
、风电机组集合S
pv
、光伏机组集合S
pv
，可接入分布式资源的节点集合B
r
；2)确定输电线路考察集合，包括：500kV线路集合L
500
和220kV线路集合L
220
；3)根据步骤1)获取的集合，分别建立风电、光伏、传统电源和分布式电源节点对输电线路考察集合中各输电线路的发电机输出功率转移分布因子矩阵；其中，线路l的发电机输出功率转移分布因子矩阵G
l
表示由于发电机有功输出功率变化引起的线路l潮流的变化量；G
l
的长度为电网节点数，则第k个节点对应的G
l
中第k个元素G
l
(k)的表达式如下：其中，k为电源所在电网节点编号，l为线路编号；m,n分别为线路l的首尾节点编号；X＝B
‑1为电网直流形式的电纳矩阵的逆矩阵，X
mk
表示矩阵X第m行第k列的元素，X
nk
表示矩阵X第n行第k列的元素；x
l
为线路l的支路阻抗；4)根据所述转移分布因子矩阵，计算所述集合中输电线路的波动量：式中，表示线路l的波动量，l∈L，L表示输电线路考察集合，L包括L
500
和L
220
；ΔP
wd
,ΔP
pv
分别为风电场站和光伏场站的波动量，ΔP
td
,ΔP
DER
分别为传统电源、分布式电源的波动分摊量；分别为风电、光伏、传统电源和分布式电源节点对线路l的发电机输出功率转移分布因子矩阵。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述建立新能源波动概率分布模型，根据所述新能源波动概率分布模型确定所述新能源波动总量，确定参与所述新能源波动抑制的所述传统电源与所述分布式电源的分摊量，包括：
1)建立新能源波动概率分布模型；令新能源随机波动服从正态分布，即ΔR
wd
～N(0,∑
wd
),ΔP
pv
～N(0,∑
pv
)，则风电场站的波动相关系数∑
wd
和光伏场站的波动相关系数∑
wd
计算表达式如下：计算表达式如下：式中，表示各地市电网辖区内风电场站的波动相关系数，表示各地市电网辖区内光伏场站的波动相关系数；风电波动标准差σ
wd
＝η
wd
·
P
wd
,光伏波动标准差σ
pv
＝η
pv
·
P
pv
；η
wd
,η
pv
分别为风电波动率和光伏波动率，P
wd
,P
pv
分别代表风电和光伏的出力功率；M
wd
表示风电场站与风电地市辖区的关联矩阵,M
pv
表示光伏场站与光伏地市辖区的关联矩阵；M
wd
的列代表风电场站编号，行代表风电地市辖区编号；M
pv
的列代表光伏场站编号，行代表光伏地市辖区编号；M

【专利技术属性】
技术研发人员：李冰洁，章家维，葛毅，胡晓燕，袁晓昀，李琥，张宁，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：