一种基于多维评估指标体系的配电网DG最大准入容量计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多维评估指标体系的配电网DG最大准入容量计算方法，包括以下步骤：S1：选取分析评估维度，基于评估维度建立配电网接纳DG能力评估指标体系；S2：分析建立基于加权平均电压偏移率、平均静态电压稳定性、平均供电可用率、期望缺供电能量、加权节点电压谐波总畸变率和电负荷均负荷率的约束目标函数，基于约束目标函数建立配电网DG最大准入容量计算模型；S3：基于配电网DG最大准入容量计算模型，通过刚性约束阶段和柔性约束阶段计算DG最大准入容量。本发明专利技术的有益效果是：综合考虑了影响配电网接纳DG能力的多维影响因素，采用刚性约束阶段和柔性约束阶段进行求解，保证了配电网接纳DG的准确度和潜力。证了配电网接纳DG的准确度和潜力。证了配电网接纳DG的准确度和潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多维评估指标体系的配电网DG最大准入容量计算方法


[0001]本专利技术涉及电力
，特别涉及一种基于多维评估指标体系的配电网DG最大准入容量计算方法。

技术介绍

[0002]目前，以分布式光伏为主的分布式电源(Distributed Generation,DG)并网给配电网的运行带来了一系列的影响，在改善潮流，提升网络电压质量并降低网络损耗的同时，过高的渗透率也将影响电网的安全运行。研究配电网对DG的接纳能力对于合理规划利用DG实现高效节能配电具有十分重要的意义。借助仿真软件如MATLAB、PSCAD、OpenDSS进行DG的接纳能力分析，其优点是可以实现配电网各运行参数指标的可视化展示，原理和操作过程相对简单，但仿真过程需重复验算，仿真验证工作量较大，传统的对于DG接入配电网最大渗透率的计算评估，是构建一个最优化的规划计算模型，利用优化算法求解一个以接入容量最大为目标函数，计及多种安全约束，控制变量为DG的最优接入方式的规划问题。对DG接纳能力评估方法主要有解析法、进化算法及随机场景模拟法三种方式，其中解析法包含内点法、线性规划方法、牛顿法等求解非线性优化模型的数学方法；进化算法包含遗传算法、粒子群算法、深度神经网络等人工智能方法；随机场景模拟法主要通过蒙特卡洛抽样依照对象的概率密度函数和分布函数生成抽样样本，并计及各种安全约束计算其接纳能力。此种方法的优势在于其数学建模准确，计算结果可靠，但由于需要计及多个约束条件，建模复杂且计算量极大，对优化算法的计算精度要求高。
[0003]现有技术中，研究往往着眼于限制DG有效接纳的某一因素进行深入分析建模，并用数学优化方法进行求解，然而影响DG接纳能力的因素众多，若将所有影响因素均在数学模型中进行考虑则会造成建模复杂、计算量大的问题，难以求解。
[0004]例如，一种在中国专利文献上公开的“一种区域电网新能源消纳容量计算方法和系统”，其公告号：CN108390415A，其申请日：2018年01月30日，该专利技术根据电网运行方式计算考虑调峰约束后的区域电网新能源消纳容量；将不大于区域电网新能源消纳容量的新能源接入容量分解至区域电网的各分区电网；当各分区电网的新能源接入容量均满足安全稳定要求时，根据各分区电网的新能源接入容量确定区域电网新能源消纳容量，但是存在影响维度片面，模型计算结果准确度低的问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术影响维度片面，模型计算结果准确度低的不足，本专利技术提出了一种基于多维评估指标体系的配电网DG最大准入容量计算方法，综合考虑了影响配电网接纳DG能力的多维影响因素，采用刚性约束阶段和柔性约束阶段进行求解，保证了配电网接纳DG的准确度和潜力。
[0006]以下是本专利技术的技术方案，一种基于多维评估指标体系的配电网DG最大准入容量
计算方法，包括以下步骤：
[0007]S1：选取分析评估维度，所述评估维度包括配电网运行指标维度、电气设备约束维度、DG消纳能力维度和投资及运行经济性维度，基于所述评估维度建立配电网接纳DG能力评估指标体系；
[0008]S2：分析建立基于加权平均电压偏移率、平均静态电压稳定性、平均供电可用率、期望缺供电能量、加权节点电压谐波总畸变率和电负荷均负荷率的约束目标函数，基于所述约束目标函数建立配电网DG最大准入容量计算模型；
[0009]S3：基于所述配电网DG最大准入容量计算模型，通过刚性约束阶段和柔性约束阶段计算DG最大准入容量。
[0010]本方案中，从配电网限制DG接入的四个维度建立了配电网接纳DG能力评估指标体系，结合指标体系建立DG最大准入容量计算模型，综合考虑了影响配电网接纳DG能力的多维影响因素，实现了影响因素的多维融合保证了计算结果的有效性，分析建立基于加权平均电压偏移率、平均静态电压稳定性、平均供电可用率、期望缺供电能量、加权节点电压谐波总畸变率和电负荷均负荷率的约束目标函数，基于所述约束目标函数建立配电网DG最大准入容量计算模型，本模型通过刚性约束、柔性约束的两阶段计算策略改进基于分解的多目标进化算法进行计算模型的求解，旨在减少计算的复杂程度和计算用时，增强模型的实用性。
[0011]作为优选，步骤S1中，所述配电网运行指标维度包括节点电压偏差维度、静态电压稳定性维度、供电可靠性维度和谐波维度，在所述节点电压偏差维度，选取加权平均电压偏移率指标，其算式如下：
[0012][0013]式中，U
CS
为加权平均电压偏移率指标，λ
i
为第i个节点的电压偏移权重系数，U
i,t
为第i个节点在t时刻的电压幅值，U
N
为系统标称电压，K为配电网总节点个数，T为整个计算周期；
[0014]在所述静态电压稳定性维度，选取平均静态电压稳定性指标，所述静态电压稳定性指标为周期内静态电压最大值；
[0015]在所述供电可靠性维度，选取平均供电可用率指标和期望缺供电能量指标，其算式如下：
[0016][0017][0018]式中：ASAI为平均供电可用率指标，EENS为缺供电能量指标，C
ij
为第i次停电事件中负荷点j的切负荷总量，T为模拟周期时间，S为模拟周期时间内发生停电的事件集合，N为模拟周期时间内停电次数，D为模拟周期时间内总停电时间，D
ij
为第i次停电事件中负荷点j的停电时间；
[0019]在所述谐波维度，选取加权平均谐波偏移率指标，其算式如下：
[0020][0021][0022]式中，THD
μ
为加权节点电压谐波总畸变率指标，THD
i
为第i个节点在计算周期内的电压总谐波畸变率，U
h,i
为第i节点的h次谐波电压均方根值，M为所考虑的最高谐波次数，μ
i
为第i个节点的电压谐波权重系数，K为配电网总节点个数。
[0023]本方案中，主要针对以上四点建立配电网运行指标维度的指标集，选取了共计五个指标：在节点电压偏差方面，选取加权平均电压偏移率指标；在静态电压稳定性方面，选取平均静态电压稳定性指标；在供电可靠性方面，选取平均供电可用率指标和期望缺供电能量；在谐波方面，选取加权平均谐波偏移率指标，提高指标维度的广度和数据的有效性。
[0024]作为优选，步骤S1中，DG消纳能力维度满足发电、用电的动态平衡关系和调节能力的约束，算式如下：
[0025]P
a
(t)＝P
l
(t)+P
t
(t)
‑
P
R
(t)
‑
P
PCC
(t)，
[0026]P
t,min
(t)≤P
t
(t)≤P
t,max
(t)，
[0027][0028][0029]式中，v为电负荷均负荷率指标，P
a
(t)为最大消纳DG电力，P...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多维评估指标体系的配电网DG最大准入容量计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：选取分析评估维度，所述评估维度包括配电网运行指标维度、电气设备约束维度、DG消纳能力维度和投资及运行经济性维度，基于所述评估维度建立配电网接纳DG能力评估指标体系；S2：分析建立基于加权平均电压偏移率、平均静态电压稳定性、平均供电可用率、期望缺供电能量、加权节点电压谐波总畸变率和电负荷均负荷率的约束目标函数，基于所述约束目标函数建立配电网DG最大准入容量计算模型；S3：基于所述配电网DG最大准入容量计算模型，通过刚性约束阶段和柔性约束阶段计算DG最大准入容量。2.根据权利要求1所述的一种基于多维评估指标体系的配电网DG最大准入容量计算方法，其特征在于，步骤S1中，所述配电网运行指标维度包括节点电压偏差维度、静态电压稳定性维度、供电可靠性维度和谐波维度，在所述节点电压偏差维度，选取加权平均电压偏移率指标，其算式如下：式中，U
CS
为加权平均电压偏移率指标，λ
i
为第i个节点的电压偏移权重系数，U
i,t
为第i个节点在t时刻的电压幅值，U
N
为系统标称电压，K为配电网总节点个数，T为整个计算周期；在所述静态电压稳定性维度，选取平均静态电压稳定性指标，所述静态电压稳定性指标为周期内静态电压最大值；在所述供电可靠性维度，选取平均供电可用率指标和期望缺供电能量指标，其算式如下：下：式中：ASAI为平均供电可用率指标，EENS为缺供电能量指标，C
ij
为第i次停电事件中负荷点j的切负荷总量，T为模拟周期时间，S为模拟周期时间内发生停电的事件集合，N为模拟周期时间内停电次数，D为模拟周期时间内总停电时间，D
ij
为第i次停电事件中负荷点j的停电时间；在所述谐波维度，选取加权平均谐波偏移率指标，其算式如下：在所述谐波维度，选取加权平均谐波偏移率指标，其算式如下：式中，THD
μ
为加权节点电压谐波总畸变率指标，THD
i
为第i个节点在计算周期内的电压
总谐波畸变率，U
h,i
为第i节点的h次谐波电压均方根值，M为所考虑的最高谐波次数，μ
i
为第i个节点的电压谐波权重系数，K为配电网总节点个数。3.根据权利要求1所述的一种基于多维评估指标体系的配电网DG最大准入容量计算方法，其特征在于，步骤S1中，DG消纳能力维度满足发电、用电的动态平衡关系和调节能力的约束，算式如下：P
a
(t)＝P
l
(t)+P
t
(t)
‑
P
R
(t)
‑
P
PCC
(t)，P
t,min
(t)≤P
t
(t)≤P
t,max
(t)，(t)，式中，v为电负荷均负荷率指标，P
a
(t)为最大消纳DG电力，P
l
(t)为t时刻的负荷功率，P
t
(t)为t时刻该配网通过联络线向其他电网外送的功率，以下简称联络线功率，送出方向为正，P
R
(t)为t时刻配网内储能装置的总出力，输出功率为正，蓄能为负，P
PCC
(...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈铭，沈浚，施海峰，朱新，张启承，赵凤展，张扬，夏斌，方鑫勇，吴方舟，钱启宇，吕亮，陈兢，程慧，雷象兵，叶翔，胡明达，徐杰，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司海宁市供电公司，
类型：发明
国别省市：