一种含高比例分布式光伏配电网的分区方法技术

本发明专利技术公开了一种含高比例分布式光伏配电网的分区方法包括：根据改进的模块度函数分区算法将配电网划分为若干分区；再以光伏有功削减量、节点电压偏差和网损之和最小为目标构建各分区子优化控制模型；根据区内信息采集和区间信息交互，采用同步交替方向乘子法协调求解各分区的子模型，经过多次迭代后将最优解输出，实现各分区分布式并行控制。本发明专利技术提供的含高比例分布式光伏配电网的分区方法可以有效提高含高比例分布式光伏配电网的电压质量，防止电压越限，减少功率倒送，可以平衡分区内节点和光伏接入数目，防止各分区内节点和光伏接入数目不合理导致的分区不合理。接入数目不合理导致的分区不合理。接入数目不合理导致的分区不合理。

【技术实现步骤摘要】
一种含高比例分布式光伏配电网的分区方法


[0001]本专利技术涉及高比例分布式光伏并入配电网研究
，具体为一种含高比例分布式光伏配电网的分区方法。

技术介绍

[0002]随着全球化石能源日趋枯竭和环境污染日益严重，可再生能源发电得到了快速发展。因光伏发电具有清洁、安全、高效等特点，在众多可再生能源中占有极其重要的角色。但随着越来越多分散式光伏并入配电网，导致配电网的结构变得复杂多变，且给现有配电网的安全运行带来了极大挑战，其中电网电压越限问题尤为严重。电压越限不仅会缩短配电网中各种电气设备的寿命，更是直接限制光伏发电就地消纳、降低光伏发电的效益。
[0003]传统的电压优化方法大多采用集中式控制对配电网内所有可调度的分布式光伏进行控制，这种方法存在调度周期长、控制过程复杂等缺点。随着未来高渗透率、分散化光伏的接入，配电网控制变量将大幅度增加，集中式控制方式将不再适用。而电压分区控制，在分区的基础上通过区内优化和区间协调将更适合控制含高渗透率分布式光伏配电网的电压。

技术实现思路

[0004]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0005]鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
[0006]因此，本专利技术解决的技术问题是：如何达到对原配电网进行分区、电压协调控制、减少系统网络有功损耗、减少弃光和加快控制过程的目的，以解决高比例分布式光伏并网带来的控制过程复杂、计算速度缓慢和控制变量维度高等技术问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种含高比例分布式光伏配电网的分区方法，包括：
[0008]根据改进的模块度函数分区算法将配电网划分为若干分区；
[0009]再以光伏有功削减量、节点电压偏差和网损之和最小为目标构建各分区子优化控制模型；
[0010]根据区内信息采集和区间信息交互，采用同步交替方向乘子法协调求解各分区的子模型，经过多次迭代后将最优解输出，实现各分区分布式并行控制。
[0011]作为本专利技术所述的含高比例分布式光伏配电网的分区方法的一种优选方案，其中，所述包括：根据基于无功、有功电压灵敏度矩阵的节点间的电气距离；将电气距离和系统的等值阻抗相结合构造出基于电压灵敏度矩阵和系统等值阻抗的节点间的改进电气距离。
[0012]作为本专利技术所述的含高比例分布式光伏配电网的分区方法的一种优选方案，其
中，所述改进电气距离，表示为：
[0013][0014]其中，e(i,j)表示节点i、j间的改进电气距离。
[0015]作为本专利技术所述的含高比例分布式光伏配电网的分区方法的一种优选方案，其中，所述优化控制模型，包括：首先将改进电气距离引入模块度函数；然后结合区内耦合度指标与区间耦合度指标构造出改进模块度函数；最后利用改进模块度函数对目标配电网进行分区，选取模块度函数值达到最大时对应的分区作为最佳分区结果。
[0016]作为本专利技术所述的含高比例分布式光伏配电网的分区方法的一种优选方案，其中，所述模块度函数，表示为：
[0017][0018]其中，ρ
G
为改进的模块度函数，m
V
为为整个网络中所有节点边的权重之和，A
V,j
为连接节点i和j之间边的权重，k
V,i
为节点i与其余所有节点j相连的边的权重之和，δ(i,j)为0
‑
1变量函数。
[0019]作为本专利技术所述的含高比例分布式光伏配电网的分区方法的一种优选方案，其中，所述优化控制，包括：将区内灵敏度指标与区间耦合度指标引入模块度函数。
[0020]作为本专利技术所述的含高比例分布式光伏配电网的分区方法的一种优选方案，其中，所述灵敏度指标及区间耦合度指标，表示为：
[0021][0022][0023]其中，α表示区内灵敏度指标，β表示区间耦合度指标，T表示分区数目；C
K
表示第K个分区；N表示配电网节点数目；N
K
表示C
K
中节点数目。
[0024]作为本专利技术所述的含高比例分布式光伏配电网的分区方法的一种优选方案，其中，所述，包括：首先以光伏有功削减量、节点电压偏差和网损之和最小构造目标函数，并在分区结果上利用所提策略对目标配电网进行优化控制。
[0025]作为本专利技术所述的含高比例分布式光伏配电网的分区方法的一种优选方案，其中，所述目标函数，表示为：
[0026][0027]其中，P
dec,j
表示C
K
中节点j光伏的有功功率削减量；U
j
表示节点j的电压幅值，U
ref
表示基准电压；i:i
→
j表示以i、j为上游、下游节点的支路；ω1,ω2,ω3表示权重系数，均大
于等于0且ω1+ω2+ω3＝1；ξ1表示光伏的发电收益，ξ2表示电压偏差惩罚系数，ξ3表示有功功率上网电价。
[0028]作为本专利技术所述的含高比例分布式光伏配电网的分区方法的一种优选方案，其中，所述优化控制，表示为：在进行分区时，以分解，协调的原理为前提，将上游子分区的边界节点复制到下游子分区内组成新的分区以实现相邻分区之间的解耦。
[0029]本专利技术的有益效果：本专利技术提供的含高比例分布式光伏配电网的分区方法平衡分区内节点和光伏接入数目，防止各分区内节点和光伏接入数目不合理导致的分区不合理。在实现最佳分区的基础上以光伏有功削减量、节点电压偏差和网损之和最小为目标构建各分区子优化控制模型。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0031]图1为本专利技术一个实施例提供的一种含高比例分布式光伏配电网的分区方法的整体流程图；
[0032]图2为本专利技术第一个实施例提供的一种含高比例分布式光伏配电网的分区方法中区间解耦示意图；
[0033]图3为本专利技术第一个实施例提供的一种含高比例分布式光伏配电网的分区方法中相邻量测节点之间网络简化的示意图；
[0034]图4为本专利技术第二个实施例提供的一种含高比例分布式光伏配电网的分区方法中省某地区10kV线路拓扑图；
[0035]图5为本专利技术第二个实施例提供的一种含高比例分布式光伏配电网的分区方法中光伏安装容量分布图；
[0036]图6为本专利技术第二个实施例提供的一种含高比例分布式光伏配电网的分区方法中光伏与负荷总功率曲线图；
[0037]图7为本专利技术第二个实施例提供的一种含高比例分布式光伏配电网的分区方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含高比例分布式光伏配电网的分区方法，其特征在于，包括：根据改进的模块度函数分区算法将配电网划分为若干分区；再以光伏有功削减量、节点电压偏差和网损之和最小为目标构建各分区子优化控制模型；根据区内信息采集和区间信息交互，采用同步交替方向乘子法协调求解各分区的子模型，经过多次迭代后将最优解输出，实现各分区分布式并行控制。2.如权利要求1所述的含高比例分布式光伏配电网的分区方法，其特征在于，所述，包括：根据基于无功、有功电压灵敏度矩阵的节点间的电气距离；将电气距离和系统的等值阻抗相结合构造出基于电压灵敏度矩阵和系统等值阻抗的节点间的改进电气距离。3.如权利要求1或2所述的含高比例分布式光伏配电网的分区方法，其特征在于，所述改进电气距离，表示为：其中，e(i,j)表示节点i、j间的改进电气距离，Z
ij,equ
表示传统阻抗，表示基于电压灵敏度矩阵定义的电气距离。4.如权利要求1所述的含高比例分布式光伏配电网的分区方法，其特征在于，所述优化控制模型，包括：首先将改进电气距离引入模块度函数；然后结合区内耦合度指标与区间耦合度指标构造出改进模块度函数；最后利用改进模块度函数对目标配电网进行分区，选取模块度函数值达到最大时对应的分区作为最佳分区结果。5.如权利要求4所述的含高比例分布式光伏配电网的分区方法，其特征在于，所述模块度函数，表示为：其中，ρ
G
为改进的模块度函数，m
V
为为整个网络中所有节点边的权重之和，A
V,j
为连接节点i和j之间边的权重，k
V,i
为节点i与其余所有节点j相连的边的权重之和，δ(i,j)为0
‑
1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李庆生，张裕，陈巨龙，龙家焕，张兆丰，廖泽伟，张彦，刘金森，李震，杨婕睿，王卓月，薛毅，范俊秋，罗重科，朱永清，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：