考虑分布式电源源网协调控制的配电网规划方法技术

本发明专利技术公开了考虑分布式电源源网协调控制的配电网规划方法包括：获取当前配电系统数据，并根据当前配电系统数据和配电网存在的突出问题及当地情况，选择合适的中长时间尺度源网协调控制模型；采用拉丁超立方采样和蒙特卡洛模拟生成随机出力场景，利用Yalmip构建包含中长时间尺度源网协调控制模型的配电网规划问题；基于IPOPT求解配电网规划问题，并输出配电网规划方案，实现对分布式电源源网协调控制的规划；本发明专利技术提供的技术方案的规划模型中考虑了源网协调控制模型，可以使得在规划阶段的模拟符合实际运行情况，并且源网协调控制可以提升电网运行效果，通过逆变器为电网提供功率支撑、无功支撑、电压支撑。电压支撑。电压支撑。

【技术实现步骤摘要】
考虑分布式电源源网协调控制的配电网规划方法


[0001]本专利技术涉及配电网规划
，具体为考虑分布式电源源网协调控制的配电网规划方法。

技术介绍

[0002]分布式光伏具有容量小、数量多、分散大、随机性、间歇性等特点，为电网运行与规划均提出了严重的挑战；分布式电源一般接入在低压配电网，使得原本可调控资源少的末端配电网运行更加不可控，此外分布式电源出力曲线与负荷并不完全匹配，在部分时段可能发生潮流反送，改变系统原有潮流分布，增大了配电系统的不确定性与复杂性。
[0003]为了优化大规模分布式电源接入后的电网运行质量，开展了大量源网协调控制研究，这些研究主要集中在运行阶段，通过逆变器控制或者调度控制实现新能源出力优化，配合电网运行；曾雪洋等人提出了考虑柔性并网送出方式的送端电网源网协调控制策略，通过控制器中引入惯性控制环节附加控制实现电压波动控制；为了促进分布式电源的就地消纳，程维杰等人提出了一种源网荷储分层协调控制方法，将调度中分解为用户层和电源层，开展上层和下层的协调优化，实现了能源的精细化利用；但是这些精细的控制方式需要灵活的调度策略，更适合于实际运行，而不直接适用于配电网规划阶段。
[0004]在目前的配电网规划方法中较少有考虑分布式电源的控制方案，A.Ehsan and Q.Yang提出了一种随机主动配电网规划模型，在其中考虑了风电的恒功率因数无功模型，但是并没有对这类模型进行更深度的处理，无法使得模型参数与当地配电网完全匹配；Y.Zou等人在分布式电源规划过程中，考虑了有功和无功控制以降低电压波动，但是其只考虑了无功容量约束，缺乏更细致的控制方案。
[0005]本文建立了四类中长时间尺度的分布式电源源网协调控制方案模型，提出了最大化配电网安全域的投影拟合技术整定控制参数，使得控制参数满足最大化系统安全运行，即保证源网协调，形成保证安全性的协调控制规划模型，为含“源网荷储”的配电系统合理规划提供了重要的模型基础。

技术实现思路

[0006]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。
[0007]鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：考虑分布式电源源网协调控制的配电网规划方法，包括：获取当前配电系统数据，并根据所述当前配电系统数据和配电网存在的突出问题及当地情况，选择合适的中长时间尺度源网协调控制模型；采用拉丁超立方采样和蒙特卡洛模拟生成随机出力场景，利用Yalmip构建包含所述中长时间尺度源网协调控制模型的配电网规划问题；基于IPOPT求解所述配电网规划问题，并输出配电网规划方
案，实现对分布式电源源网协调控制的规划。
[0009]作为本专利技术所述的考虑分布式电源源网协调控制的配电网规划方法的一种优选方案，其中：所述配电网规划问题的构建包括，
[0010]所述配电网规划问题包括以配电网建设和运行的综合经济性和电压改善最小化作为目标的目标函数以及规划约束；
[0011]所述以配电网建设和运行的综合经济性最小化作为目标的目标函数C的计算包括，
[0012]min C＝C
con
+C
oper
+C
Buy
‑
C
DG
[0013]其中，C
con
表示建设费用，C
oper
表示配电网运维费用，C
Buy
表示上级电网的购电成本，C
DG
表示新能源上网补贴。
[0014]作为本专利技术所述的考虑分布式电源源网协调控制的配电网规划方法的一种优选方案，其中：还包括，
[0015]所述建设费用的计算包括，
[0016][0017]其中，r表示贴现率，n表示规划年限，N
line
表示决策的新建线路的数量，C
line
表示新建单位长度线路成本，L
linei
表示在i支路新建线路长度，N
pv
表示决策的新能源的数量，c
pv
表示单位容量新能源的建设成本，P
Ri
表示在i节点建设新能源，N
es
表示决策的储能的数量，c
es
表示单位容量储能的建设成本，P
esi
表示在i节点建设储能容量；
[0018]所述配电网运维费用的计算包括，
[0019][0020]其中，N
s
表示场景数目，t
s
表示场景内的时段总数，N
load
表示负荷数目，P
Gi,t,s
表示s场景t时刻i节点处发电机的出力值，τ
G
表示发电机的单位电量运行成本，P
Ri,t,s
表示s场景t时刻i节点处新能源的出力值，τ
R
表示新能源的单位电量运行成本，P
Ri,t,s
表示s场景t时刻i节点处储能的出力值，τ
es
表示储能的单位电量运行成本；
[0021]所述上级电网的购电成本的计算包括，
[0022][0023]其中，N
sub
表示变电站数目，P
subi,t,s
表示s场景t时刻i连接点处从上级电网购电功率，ξ
t
表示t时刻的购电的价格；
[0024]所述新能源上网补贴的计算包括，
[0025][0026]其中，N
b
表示节点数，c
b,R
表示单位功率新能源发电的补贴费用。
[0027]作为本专利技术所述的考虑分布式电源源网协调控制的配电网规划方法的一种优选方案，其中：以电压改善最小化作为目标的目标函数包括，
[0028]对于某些线路过长的径向配电网，为了避免末端电压过低，会将首端变压器分接头调节较高，导致配电网中过电压与低电压问题并存，因此将考虑节点电压偏离程度作为优化目标；
[0029]所述以电压改善最小化作为目标的目标函数F2的计算包括，
[0030][0031]其中，V
i,t,s
表示s场景t时刻i节点的电压幅值，V
p.u.
表示电压的额定幅值。
[0032]作为本专利技术所述的考虑分布式电源源网协调控制的配电网规划方法的一种优选方案，其中：所述规划约束包括分布式光伏安装节点限制约束、分布式电源安装容量限制约束、储能安装节点限制约束、储能数目约束以及储能安装容量约束；
[0033]所述分布式光伏安装节点限制约束的计算包括，
[0034][0035]其中，表示规划方案中的新能源接入点集合，Ω
R
表示可选择的新能源接入点位置集合；
[0036]所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.考虑分布式电源源网协调控制的配电网规划方法，其特征在于，包括：获取当前配电系统数据，并根据所述当前配电系统数据和配电网存在的突出问题及当地情况，选择合适的中长时间尺度源网协调控制模型；采用拉丁超立方采样和蒙特卡洛模拟生成随机出力场景，利用Yalmip构建包含所述中长时间尺度源网协调控制模型的配电网规划问题；基于IPOPT求解所述配电网规划问题，并输出配电网规划方案，实现对分布式电源源网协调控制的规划。2.如权利要求1所述的考虑分布式电源源网协调控制的配电网规划方法，其特征在于：所述配电网规划问题的构建包括，所述配电网规划问题包括以配电网建设和运行的综合经济性和电压改善最小化作为目标的目标函数以及规划约束；所述以配电网建设和运行的综合经济性最小化作为目标的目标函数C的计算包括，min C＝C
con
+C
oper
+C
Buy
‑
C
DG
其中，C
con
表示建设费用，C
oper
表示配电网运维费用，C
Buy
表示上级电网的购电成本，C
DG
表示新能源上网补贴。3.如权利要求2所述的考虑分布式电源源网协调控制的配电网规划方法，其特征在于：还包括，所述建设费用的计算包括，其中，r表示贴现率，n表示规划年限，N
line
表示决策的新建线路的数量，C
line
表示新建单位长度线路成本，L
linei
表示在i支路新建线路长度，N
pv
表示决策的新能源的数量，c
pv
表示单位容量新能源的建设成本，P
Ri
表示在i节点建设新能源，N
es
表示决策的储能的数量，c
es
表示单位容量储能的建设成本，P
esi
表示在i节点建设储能容量；所述配电网运维费用的计算包括，其中，N
s
表示场景数目，t
s
表示场景内的时段总数，N
load
表示负荷数目，P
Gi,t,s
表示s场景t时刻i节点处发电机的出力值，τ
G
表示发电机的单位电量运行成本，P
Ri,t,s
表示s场景t时刻i节点处新能源的出力值，τ
R
表示新能源的单位电量运行成本，P
Ri,t,s
表示s场景t时刻i节点处储能的出力值，τ
es
表示储能的单位电量运行成本；所述上级电网的购电成本的计算包括，其中，N
sub
表示变电站数目，P
subi,t,s
表示s场景t时刻i连接点处从上级电网购电功率，ξ
t
表示t时刻的购电的价格；所述新能源上网补贴的计算包括，
其中，N
b
表示节点数，c
b,R
表示单位功率新能源发电的补贴费用。4.如权利要求1或2所述的考虑分布式电源源网协调控制的配电网规划方法，其特征在于：以电压改善最小化作为目标的目标函数包括，对于某些线路过长的径向配电网，为了避免末端电压过低，会将首端变压器分接头调节较高，导致配电网中过电压与低电压问题并存，因此将考虑节点电压偏离程度作为优化目标；所述以电压改善最小化作为目标的目标函数F2的计算包括，其中，V
i,t,s
表示s场景t时刻i节点的电压幅值，V
p.u.
表示电压的额定幅值。5.如权利要求4所述的考虑分布式电源源网协调控制的配电网规划方法，其特征在于：所述规划约束包括分布式光伏安装节点限制约束、分布式电源安装容量限制约束、储能安装节点限制约束、储能数目约束以及储能安装容量约束；所述分布式光伏安装节点限制约束的计算包括，其中，表示规划方案中的新能源接入点集合，Ω
R
表示可选择的新能源接入点位置集合；所述分布式电源安装容量限制约束的计...

【专利技术属性】
技术研发人员：程军照，刘宝林，黄炜，冯磊，赵贯超，杜冲，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司曲靖供电局，
类型：发明
国别省市：