一种考虑多元用户接入的主动配电网多节点最大可开放容量计算方法技术

本发明专利技术涉及一种考虑多元用户接入的主动配电网多节点最大可开放容量计算方法，包括步骤：运用牛顿

【技术实现步骤摘要】
一种考虑多元用户接入的主动配电网多节点最大可开放容量计算方法


[0001]涉及电力系统领域，特别是涉及一种考虑多元用户接入的主动配 电网多节点最大可开放容量计算方法。

技术介绍

[0002]随着能源危机的日益凸显，可再生能源发电对于解决能源危机问 题而言意义重大。然而，可再生能源发电渗透率的不断提高将给传 统配电网带来电压波动、双向潮流、运行控制复杂等问题。在此背 景下，主动配电网应运而生。主动配电网具有主动调控性，能够对 各单元进行调度，从而保证配电网的可靠、稳定运行。
[0003]主动配电网强调“主动”，即配电网可通过对分布式电源、可控 负荷等配电网组成部分的调控来进行供给侧和负荷侧的协调，使配 电网能够可靠、灵活地运行。主动配电网的最大可开放容量定义为 在满足潮流方程及运行安全条件下可以接入的负荷、分布式电源的 最大容量。可开放容量评估是主动配电网规划与运行的主要工具之 一，对于提升主动配电网的可靠性、制定升级和改造策略具有重要 参考价值。传统的主动配电网可开放容量评估方法是在指定拓扑的 基础上进行负荷增长直至达到设备限额为止，所采取的技术手段以 人工判定和经验公式为主，可能导致业扩报装效率不高、负荷分配 不科学，在一定程度上造成主动配电网设备重载、过载。
[0004]然而，现有的主动配电网的可开放容量评估方法的研究仅针对负 荷或者馈线的可开放容量进行评估，并未考虑到分布式电源和负荷 等多元用户同时接入多节点时的情况。实际上，当有多元用户接入 时，主动配电网的潮流相较于仅有单类用户接入时会发生较大变化， 若仍使用传统的单类用户接入的可开放容量评估方法会产生较大误 差。因此，亟需专利技术一种考虑多元用户接入的主动配电网多节点最大 可开放容量计算方法。

技术实现思路

[0005]主要解决的技术问题是提供一种考虑多元用户接入的主动配电 网多节点最大可开放容量计算方法。
[0006]采用以下的技术方案：
[0007]运用牛顿
‑
拉夫逊法对主动配电网进行潮流计算；
[0008]考虑多元用户接入的主动配电网多节点最大可开放容量计算模 型；
[0009]运用NSGA
‑Ⅱ
对考虑多元用户接入的主动配电网多节点最大可开 放容量计算模型进行求解，得到考虑多元用户接入的主动配电网多节 点最大可开放容量。
[0010]具体的，包括步骤：
[0011]运用牛顿
‑
拉夫逊法对主动配电网进行潮流计算，包括：
[0012]主动配电网的最大可开放容量定义为在满足潮流方程及运行安 全条件下可以接入的负荷、分布式电源的最大容量，而使用的潮流计 算方法为牛顿
‑
拉夫逊法。牛顿
‑
拉夫
逊算法通过多次迭代把非线性方 程组转换成局部线性化的方程组，最终在有效精度内得到接近真实值 的近似解。采用节点电压法列写潮流方程有两种坐标的表示形式，这 里采用直角坐标形式。此时得到直角坐标潮流方程表达式：
[0013][0014][0015]式中，P
i
和Q
i
是主动配电网节点i的有功功率和无功功率；e
i
和f
i
分别是节点i的电压的实部和虚部；G
ij
和B
ij
分别是线路ij的电导和 电纳；n是主动配电网的节点数。
[0016]对于有n个节点的系统，假定其中1,2,
…
,m号节点为PQ节点， 第i个PQ节点对应的有功功率和无功功率分别为P
is
、Q
is
。对每个PQ 节点可列写方程：
[0017][0018]式中，
△
P
i
和
△
Q
i
分别为节点i的有功功率偏差和无功功率偏差。
[0019]将系统中的第m+1,m+2,
…
,n
‑
1号节点取为PV节点，第n号 节点为平衡节点，其电压U
n
＝e
n
+jf
n
是已知的，不参与潮流计算。设 第i个PV节点的有功功率大小确定为P
is
，电压的给定量为U
is
，此类 节点潮流公式为：
[0020][0021]式中，
△
U
i
为节点i的电压偏差。
[0022]用分块矩阵表示为：
[0023][0024]式中，H、N、M、L、R、S为分块矩阵中的雅克比矩阵元素。
[0025]分块矩阵中的雅可比矩阵各元素表达式如下：
[0026][0027][0028][0029][0030][0031][0032]在采用牛顿
‑
拉夫逊法对系统进行潮流计算前，要分析电力网络 的结构，由线路及电力元件列写节点导纳矩阵，并根据节点类型确定 相关节点输入量，依次进行迭代运算直到满足收敛要求。牛顿
‑
拉夫 逊法潮流计算基本步骤如下：
[0033]1)形成节点导纳矩阵。
[0034]2)设置直角坐标形式下的节点电压的实部为虚部为初次迭代k＝0。
[0035]3)根据第k次迭代计算出的节点电压值和计算出各个 不同类型节点的不平衡量和
[0036]4)计算各雅可比矩阵元素。
[0037]5)对分块矩阵求解，得到节点电压的修正量
△
e
(k)
、
△
f
(k)
。
[0038]6)判断潮流计算是否收敛，即
[0039]max{|
△
e
(k)
,
△
f
(k)
|}<ε
ꢀꢀ
(12)
[0040]7)若满足收敛判据，则迭代结束，导出迭代次数并输出潮流计 算最终结果；如果不收敛就将迭代次数加1，回到步骤3)，同时对每 个节点电压进行如下修正：
[0041][0042]考虑多元用户接入的主动配电网多节点最大可开放容量计算模 型，包括
[0043]设同时有N个多元用户同时接入主动配电网的N个节点，这些多 元用户包含负荷和分布式电源。则所提模型包含N个目标函数：
[0044][0045]式中，f
i
为主动配电网的第i个节点的多元用户最大可开放容量 计算模型的目标函数；和分别为主动配电网的第i个节点 的负荷最大可开放容量和分布式电源最大可开放容量；和分别为主动配电网的第i个节点的负荷最大可开放容量和分布式电 源最大可开放容量的二进制辅助变量。
[0046]所提模型的约束条件为潮流方程约束、节点电压约束以及热稳定 约束。主动配电网的潮流方程约束如下所示：
[0047][0048]式中，P
i
和Q
i
分别为节点i的有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑多元用户接入的主动配电网多节点最大可开放容量计算方法，其特征在于，包括步骤：运用牛顿
‑
拉夫逊法对主动配电网进行潮流计算；考虑多元用户接入的主动配电网多节点最大可开放容量计算模型；运用NSGA
‑Ⅱ
对考虑多元用户接入的主动配电网多节点最大可开放容量计算模型进行求解，得到考虑多元用户接入的主动配电网多节点最大可开放容量。2.根据权利要求1所述的考虑多元用户接入的主动配电网多节点最大可开放容量计算方法，其特征在于，运用牛顿
‑
拉夫逊法对主动配电网进行潮流计算，包括：主动配电网的最大可开放容量定义为在满足潮流方程及运行安全条件下可以接入的负荷、分布式电源的最大容量，使用的潮流计算方法为牛顿
‑
拉夫逊法；牛顿
‑
拉夫逊算法通过多次迭代把非线性方程组转换成局部线性化的方程组，最终在有效精度内得到接近真实值的近似解；采用节点电压法列写潮流方程有两种坐标的表示形式，这里采用直角坐标形式；此时得到直角坐标潮流方程表达式：式；此时得到直角坐标潮流方程表达式：式中，P
i
和Q
i
是主动配电网节点i的有功功率和无功功率；e
i
和f
i
分别是节点i的电压的实部和虚部；G
ij
和B
ij
分别是线路ij的电导和电纳；n是主动配电网的节点数；对于有n个节点的系统，假定其中1,2,
…
,m号节点为PQ节点，第i个PQ节点对应的有功功率和无功功率分别为P
is
、Q
is
；对每个PQ节点可列写方程：式中，
△
P
i
和
△
Q
i
分别为节点i的有功功率偏差和无功功率偏差；将系统中的第m+1,m+2,
…
,n
‑
1号节点取为PV节点，第n号节点为平衡节点，其电压U
n
＝e
n
+jf
n
是已知的，不参与潮流计算；设第i个PV节点的有功功率大小确定为P
is
，电压的给定量为U
is
，此类节点潮流公式为：式中，
△
U
i
为节点i的电压偏差；用分块矩阵表示为：式中，H、N、M、L、R、S为分块矩阵中的雅克比矩阵元素；分块矩阵中的雅可比矩阵各元素表达式如下：
在采用牛顿
‑
拉夫逊法对系统进行潮流计算前，要分析电力网络的结构，由线路及电力元件列写节点导纳矩阵，并根据节点类型确定相关节点输入量，依次进行迭代运算直到满足收敛要求；牛顿
‑
拉夫逊法潮流计算基本步骤如下：1)形成节点导纳矩阵；2)设置直角坐标形式下的节点电压的实部为虚部为f
i(0)
，初次迭代k＝0；3)根据第k次迭代计算出的节点电压值和f<...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍凯龙，陈大兴，许瑞，周国华，金烨晨，邬晓威，黄俊，查浩，於岳祥，王未来，冯兴隆，沈凯，陈昌铭，刘晟源，林之岸，刘畅，林振智，
申请(专利权)人：国网浙江杭州市萧山区供电有限公司，
类型：发明
国别省市：