分布式光伏系统优化配置方法技术方案

本发明专利技术公开了分布式光伏系统优化配置方法，包括步骤一：基于配电网参数建立多目标规划模型；步骤二：根据光伏系统在配电网中的布局情况，基于潮流平衡约束、电压约束、功率反向约束和光伏总容量约束对潮流进行计算；步骤三：初始化粒子群算法的参数；步骤四：根据种群的位置和速度计算五个规划目标，分别为配电网的有功功率损耗、电压偏差、电压波动率、电压谐波畸变和静态电压稳定指标，并利用熵权法和博弈论确定各规划目标在综合目标中的权重；步骤五：采用改进的粒子群算法，更新当前生成粒子；步骤六：选择最大迭代次数和收敛精度误差作为算法停止条件，如果满足该停止条件，则终止迭代，输出最优解，得到五个规划目标；不满足则返回步骤四。回步骤四。回步骤四。

【技术实现步骤摘要】
分布式光伏系统优化配置方法


[0001]本专利技术涉及电力系统运行
，特别涉及分布式光伏系统优化配置方法。

技术介绍

[0002]随着能源危机和环境问题日益严重，电力系统正在从大规模发电系统接入输电网的集中式系统向分布式发电系统转变。全球鼓励可再生分布式发电，如分布式风力发电系统和分布式光伏发电系统。分布式光伏发电系统的输出功率取决于气候变化，气候变化具有随机性和间歇性的特点，分布式光伏发电系统具有间歇性和不确定性，分布式光伏发电系统的输出功率存在不跟随负载的可能，危及能量供应可靠性和电能质量，还可能引起电压和频率不稳定，给配电网运行带来安全问题。现有技术中，分布式光伏发电系统规划以电压分布、有功功率损失和电能质量对配电网的影响作为重点来确定分布式光伏发电系统的布局和容量。然而，分布式光伏发电系统整体规划的思想是通过综合的系统性能最优指标来确定分布式光伏发电系统的布局和容量。分布式光伏发电系统在配电网中安装，满足了部分客户的主动需求，但配电网的潮流就会重新分配，由于馈线内线路电流的减小，功率损耗会减小。而分布式光伏发电系统通过基于PWM的电力电子逆变器集成到电力系统中，产生的谐波电流与其光伏发电系统的容量成正比，谐波电流会使电能质量恶化，对电力设备的运行不利。电压稳定是配电网运行的关键，光伏有功功率注入将改变配电网的潮流，从而提高电力系统的电压稳定指标，提高系统的安全性，但有功功率的注入会增加电压值，从而带来安全问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种分布式光伏系统优化配置方法，综合配电网有功功率损耗、电压偏差、电压波动率、电压谐波畸变和静态电压稳定指标，并综合考虑电网运行的不同方面，提出一种改进的粒子群优化算法来求解多目标问题，多归因决策理论与博弈论相结合的方法来协调不同目标，采用不同目标的综合权重模型来表示光伏系统对配电网的综合效应。
[0004]本
技术实现思路
如下：
[0005]一种分布式光伏系统优化配置方法，包括如下步骤：
[0006]步骤一：基于配电网参数建立多目标规划模型；
[0007]步骤二：根据光伏系统在配电网中的布局情况，基于潮流平衡约束、电压约束、功率反向约束和光伏总容量约束对潮流进行计算；
[0008]步骤三：初始化粒子群算法的参数，包括种群的大小、最大迭代次数、位置和速度；
[0009]步骤四：根据种群的位置和速度计算五个规划目标，分别为配电网的有功功率损耗、电压偏差、电压波动率、电压谐波畸变和静态电压稳定指标，并利用熵权法和博弈论确定各规划目标在综合目标中的权重；
[0010]步骤五：采用改进的粒子群算法，更新当前生成粒子即光伏系统的配置方式的位置、速度、个体历史最优解和全局最优解；
[0011]步骤六：选择最大迭代次数和收敛精度误差作为算法停止条件，如果满足该停止条件，则终止迭代，输出最优解作为光伏系统的位置和容量最优配置，得到五个规划目标；不满足则返回步骤四。
[0012]优选的，所述多目标规划模型的目标函数为：F＝min[λ1P
loss
+λ2VD+λ3VF+λ4THD+λ5VSI][0013]其中，P
loss
为配电网有功功率损耗、VD为电压偏差、VF为电压波动率、THD为电压谐波畸变、VSI为静态电压稳定指标、λ
i
为不同运行指标的权重。
[0014]优选的，所述配电网有功功率损耗P
loss
、电压偏差VD、电压波动率VF、电压谐波畸变THD、静态电压稳定指标VSI根据如下公式计算：
[0015][0016][0017][0018][0019]VSI＝max[L1，
…
L
i
，
…
，L
m
][0020]式中，G
ij
为支路电导、U
i
为节点i电压幅值、U
j
为节点j电压幅值、θ
i
为节点i对应的电压相角、θ
j
为节点j对应的电压相角；
[0021]ΔU
i
为第i个母线电压偏差、n为配电网节点总数；
[0022]d
i
为第i条母线电压波动率、n为配电网节点总数；
[0023]THD
k
为节点k的电压谐波畸变率、n为配电网中节点总数；
[0024]L
i
为第i条线路的静态电压稳定指标、m为配电网中支路总数。
[0025]优选的，第i条母线电压偏差ΔU
i
的计算公式如下：
[0026][0027]式中，U
i
为节点i电压、U
N
为系统额定电压；
[0028]第i条母线电压波动率d
i
的计算公式如下：
[0029][0030]式中，R为线路电阻、ΔP
i
为节点i的三相负荷有功功率变化量、X为线路电抗、ΔQ
i
为节点i的三相负荷无功功率变化量、U
N
为系统额定电压。
[0031]节点k的电压谐波畸变率THD
k
的计算如下：
[0032][0033]式中，U
ki
为节点k的第i次谐波电压、U
k1
为节点k的基频电压；
[0034]线路i的静态电压稳定指标L
i
可以表示为：
[0035][0036]式中，X为线路电抗、P
j
为线路末端节点j的有功功率、R为线路电阻、Q
j
为线路末端节点j的无功功率、U
i
为线路首段节点i的电压。
[0037]优选的，所述潮流平衡约束为：
[0038][0039]式中，P
PVi
是节点i处分布式光伏发电系统有功功率、P
Li
是节点i处负荷有功功率、P
ij
是节点i、j之间流动有功功率、Q
PVi
是节点i处分布式光伏发电系统无功功率、Q
Li
是节点i处负荷无功功率、Q
ij
是节点i、j之间流动无功功率、U
i
是节点i处电压幅值、U
j
是节点j处电压幅值、θ
ij
是节点i、j之间电压相角差、G
ij
是支路电导、B
ij
是支路电纳；
[0040]所述电压约束为：U
i,min
≤U
i
≤U
i,max
[0041]式中，U
i,min
是i节点电压幅值的下限、U
i,max
是i节点电压幅值的上限、配电网可在[0.93 1.07]中设置；
[0042]所述功率反向约束为在电力系统运行中，不允许将剩余电力倒转到主电网，按照如下公式表示通过主变压器的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式光伏系统优化配置方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：基于配电网参数建立多目标规划模型；步骤二：根据光伏系统在配电网中的布局情况，基于潮流平衡约束、电压约束、功率反向约束和光伏总容量约束对潮流进行计算；步骤三：初始化粒子群算法的参数，包括种群的大小、最大迭代次数、位置和速度；步骤四：根据种群的位置和速度计算五个规划目标，分别为配电网的有功功率损耗、电压偏差、电压波动率、电压谐波畸变和静态电压稳定指标，并利用熵权法和博弈论确定各规划目标在综合目标中的权重；步骤五：采用改进的粒子群算法，更新当前生成粒子即光伏系统的配置方式的位置、速度、个体历史最优解和全局最优解；步骤六：选择最大迭代次数和收敛精度误差作为算法停止条件，如果满足该停止条件，则终止迭代，输出最优解作为光伏系统的位置和容量最优配置，得到五个规划目标；不满足则返回步骤四。2.根据权利要求1所述的分布式光伏系统优化配置方法，其特征在于，所述多目标规划模型的目标函数为：F＝min[λ1P
loss
+λ2VD+λ3VF+λ4THD+λ5VSI]其中，P
loss
为配电网有功功率损耗、VD为电压偏差、VF为电压波动率、THD为电压谐波畸变、VSI为静态电压稳定指标、λ
i
为不同运行指标的权重。3.根据权利要求2所述的分布式光伏系统优化配置方法，其特征在于，所述配电网有功功率损耗P
loss
、电压偏差VD、电压波动率VF、电压谐波畸变THD、静态电压稳定指标VSI根据如下公式计算：如下公式计算：如下公式计算：如下公式计算：VSI＝max[L1，
…
L
i
，
…
，L
m
]式中，G
ij
为支路电导、U
i
为节点i电压幅值、U
j
为节点j电压幅值、θ
i
为节点i对应的电压相角、θ
j
为节点j对应的电压相角；ΔU
i
为第i个母线电压偏差、n为配电网节点总数；d
i
为第i条母线电压波动率、n为配电网节点总数；THD
k
为节点k的电压谐波畸变率、n为配电网中节点总数；L
i
为第i条线路的静态电压稳定指标、m为配电网中支路总数。4.根据权利要求3所述的分布式光伏系统优化配置方法，其特征在于，第i条母线电压
偏差ΔU
i
的计算公式如下：式中，U
i
为节点i电压、U
N
为系统额定电压；第i条母线电压波动率d
i
的计算公式如下：式中，R为线路电阻、ΔP
i
为节点i的三相负荷有功功率变化量、X为线路电抗、ΔQ
i
为节点i的三相负荷无功功率变化量、U
N
为系统额定电压。节点k的电压谐波畸变率THD
k
的计算如下：式中，U
ki
为节点k的第i次谐波电压、U
k1
为节点k的基频电压；线路i的静态电压稳定指标L
i
可以表示为：式中，X为线路电抗、P
j
为线路末端节点j的有功功率、R为线路电阻、Q
j
为线路末端节点j的无功功率、U
i
为线路首段节点i的电压。5.根据权利要求2所述的分布式光伏系统优化配置方法，其特征在于，所述潮流平衡约束为：式中，P
PVi
是节点i处分布式光伏发电系统有功功率、P
Li
是节点i处负荷有功功率、P
ij
是节点i、j之间流动有功功率、Q
PVi
是节点i处分布式光伏发电系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：李欣，张大弛，辛昊阔，姚狄，丰顺强，冯帆，
申请(专利权)人：国网吉林省电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：