一种屋顶分布式光伏接入方案优化方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种屋顶分布式光伏接入方案优化方法及系统，方法包括：建立接入方案决策体系，接入方案决策体系包括目标层、准则层和指标层，目标层为接入方案，准则层包括安全稳定性方面、光伏间歇性方面、经济性方面和辅助服务方面，指标层包括多个指标；获取多个屋顶分布式光伏接入方案；计算各个接入方案的各个指标值，建立原始数据矩阵；结合模糊层次分析法求取权重矩阵，利用权重矩阵以及逼近理想序列法对各个接入方案进行评估；根据评估结果改进屋顶分布式光伏接入方案，直至得到满足预设置条件的接入方案。与现有技术相比，本发明专利技术的决策体系加入了碳排放权交易经济效益和辅助服务效益指标，评价方法与时俱进，更具科学性。更具科学性。更具科学性。

【技术实现步骤摘要】
一种屋顶分布式光伏接入方案优化方法及系统


[0001]本专利技术涉及新能源并网
，尤其是涉及一种屋顶分布式光伏接入方案优化方法及系统。

技术介绍

[0002]光伏发电具有显著的能源、环保和经济效益，是最优质的绿色能源之一，为推动能源转型升级并加快构建清洁低碳的能源体系，分布式光伏并网成为时下热点问题之一。对中压光伏并网的经济性进行评估和方案优化对今后我国利用绿色清洁能源、发展双碳目标具有重大的指导意义。为加快光伏产业布局，屋顶分布式光伏正在大力推广，以期提高太阳能利用效率，因此，考虑对一种屋顶光伏中压并网的优化方法便显得尤为重要。
[0003]
技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种屋顶分布式光伏接入方案优化方法及系统。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]一种屋顶分布式光伏接入方案优化方法，包括以下步骤：
[0007]S1、建立接入方案决策体系，所述接入方案决策体系包括目标层、准则层和指标层，所述目标层为接入方案，所述准则层包括安全稳定性方面、光伏间歇性方面、经济性方面和辅助服务方面，所述指标层包括多个指标，其中，暂态稳定指标和短路电流水平指标从属于安全稳定性方面，间歇不确定性指标从属于光伏间歇性方面，系统经济效益指标和碳排放权交易经济效益指标从属于经济性方面，储能调峰收益指标从属于辅助服务方面；获取多个屋顶分布式光伏接入方案；
[0008]S2、计算各个接入方案的各个指标值，建立原始数据矩阵；
[0009]S3、结合模糊层次分析法求取权重矩阵，利用权重矩阵以及逼近理想序列法对各个接入方案进行评估；
[0010]S4、若存在满足预设置条件的接入方案，则输出满足预设置条件的接入方案，否则，根据评估结果改进屋顶分布式光伏接入方案，重复步骤S2
‑
S4，直至得到满足预设置条件的接入方案。
[0011]进一步地，利用蒙特卡洛法生成相关场景样本并进行聚类削减，得到多个典型运行方式，所述暂态稳定指标使用多个典型运行方式下预想三相短路故障的平均临界切除时间A1，计算式为：
[0012][0013]其中，N
m
为典型运行方式数量，N
c
为待校核故障数量，T
cct,i,m
为运行方式m下短路故障i的极限切除时间；
[0014]所述短路电流水平指标使用多个典型运行方式下的平均短路电流裕度A2，计算式为：
[0015][0016]其中，N
m
为典型运行方式数量，N为接入点附近计入计算的节点数量，I
i,m
为运行方式m下节点i的短路电流，I
i0
为节点i短路电流限值。
[0017]进一步地，利用蒙特卡洛法生成相关场景样本并进行聚类削减，得到多个典型运行方式，所述间歇不确定性指标使用多个典型运行方式下的频率变化率Δf，计算式为：
[0018][0019]其中，N
m
为典型运行方式数量，为运行方式m下光伏系统频率变化波形图中频率波动最大值，f
min
为运行方式m下光伏系统频率变化波形图中频率波动最小值。
[0020]进一步地，所述系统经济效益指标C1的计算式如下：
[0021]C1＝R
T
‑
C
T
[0022][0023]C
T
＝C
OM
+C
R
+C
I
[0024]C
OM
＝Y(O
PV
+O
BSS
)+E
X
[0025]O
PV
＝λ1C
PV
[0026]O
BSS
＝λ2C
BSS
[0027]C
R
＝βC
I
[0028]其中，Y表示系统运行周期，R
ei
是第i年发电收益；R
r
是设备回收收益；C
I
是初始投资成本，C
OM
是维护更换成本，C
R
是退役成本；O
PV
是光伏系统年均维护成本，O
BSS
是储能系统年均维护成本，E
X
是系统设备更换成本；λ1是光伏系统年维护系数，λ2是储能系统年维护系数，C
PV
是光伏系统初始投资成本，C
BSS
是储能系统初始投资成本，β是退役成本系数；
[0029]所述碳排放权交易经济效益指标C2的计算式如下：
[0030][0031]E
P
＝E
c
+Tr1+CA+OM+Tr2+De
[0032]其中，E
P
表示光伏
‑
储能系统全生命周期碳排放量，E
L
表示免费排放额，λ表示碳交
易市场的基准价格，d表示预设置的碳排放量区间长度，σ为每个阶梯碳交易价格的增长幅度，每上升一个阶梯，碳交易价格增加λσ；E
c
是系统产品生产阶段碳排放量，Tr1是生产运输阶段碳排放量，CA是建设与安装阶段碳排放量，OM是运行维护碳排放量，Tr2是退役运输阶段碳排放量，De是系统退役阶段碳排放量。
[0033]进一步地，所述储能调峰收益指标B
F
的计算式如下：
[0034][0035]其中，P
H
、P
M
、P
L
分别表示预设置的峰谷电价中的高电价、平电价和低电价，C
ESS
表示储能装置的容量。
[0036]进一步地，利用权重矩阵以及逼近理想序列法对接入方案进行评估具体为：
[0037]步骤1、将原始矩阵正向化，得到正向化矩阵；
[0038]步骤2、正向化矩阵标准化；
[0039]步骤3、计算各指标的得分，分别计算各个接入方案与正理想解的相对接近度作为评估结果。
[0040]进一步地，步骤1具体为：
[0041]获取原始矩阵A：
[0042][0043]其中，a
xy
表示接入方案x的指标y的值，h表示接入方案的数量，k表示评价指标的数量；
[0044]分别对各个接入方案的各个指标进行正向化，如下：
[0045]若指标为极大型指标，则指标不用转化，若指标为中间型指标、极小型指标或区间型指标，则将指标转化为极大型指标，转化公式如下：
[0046]中间型指标转化为极大型指标为：
[0047][0048]其中，M无实际含义，表示过渡值；a
hk
表示指标转化前的值；a
hk
·
best
表示该指标的理论最佳值；表示指标转化后的值；
[0049]极小型指标转化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种屋顶分布式光伏接入方案优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立接入方案决策体系，所述接入方案决策体系包括目标层、准则层和指标层，所述目标层为接入方案，所述准则层包括安全稳定性方面、光伏间歇性方面、经济性方面和辅助服务方面，所述指标层包括多个指标，其中，暂态稳定指标和短路电流水平指标从属于安全稳定性方面，间歇不确定性指标从属于光伏间歇性方面，系统经济效益指标和碳排放权交易经济效益指标从属于经济性方面，储能调峰收益指标从属于辅助服务方面；获取多个屋顶分布式光伏接入方案；S2、计算各个接入方案的各个指标值，建立原始数据矩阵；S3、结合模糊层次分析法求取权重矩阵，利用权重矩阵以及逼近理想序列法对各个接入方案进行评估；S4、若存在满足预设置条件的接入方案，则输出满足预设置条件的接入方案，否则，根据评估结果改进屋顶分布式光伏接入方案，重复步骤S2
‑
S4，直至得到满足预设置条件的接入方案。2.根据权利要求1所述的一种屋顶分布式光伏接入方案优化方法，其特征在于，利用蒙特卡洛法生成相关场景样本并进行聚类削减，得到多个典型运行方式，所述暂态稳定指标使用多个典型运行方式下预想三相短路故障的平均临界切除时间A1，计算式为：其中，N
m
为典型运行方式数量，N
c
为待校核故障数量，T
cct,i,m
为运行方式m下短路故障i的极限切除时间；所述短路电流水平指标使用多个典型运行方式下的平均短路电流裕度A2，计算式为：其中，N
m
为典型运行方式数量，N为接入点附近计入计算的节点数量，I
i,m
为运行方式m下节点i的短路电流，I
i0
为节点i短路电流限值。3.根据权利要求1所述的一种屋顶分布式光伏接入方案优化方法，其特征在于，利用蒙特卡洛法生成相关场景样本并进行聚类削减，得到多个典型运行方式，所述间歇不确定性指标使用多个典型运行方式下的频率变化率Δf，计算式为：其中，N
m
为典型运行方式数量，为运行方式m下光伏系统频率变化波形图中频率波动最大值，f
min
为运行方式m下光伏系统频率变化波形图中频率波动最小值。4.根据权利要求1所述的一种屋顶分布式光伏接入方案优化方法，其特征在于，所述系统经济效益指标C1的计算式如下：C1＝R
T
‑
C
T
C
T
＝C
OM
+C
R
+C
I
C
OM
＝Y(O
PV
+O
BSS
)+E
X
O
PV
＝λ1C
PV
O
BSS
＝λ2C
BSS
C
R
＝βC
I
其中，Y表示系统运行周期，R
ei
是第i年发电收益；R
r
是设备回收收益；C
I
是初始投资成本，C
OM
是维护更换成本，C
R
是退役成本；O
PV
是光伏系统年均维护成本，O
BSS
是储能系统年均维护成本，E
X
是系统设备更换成本；λ1是光伏系统年维护系数，λ2是储能系统年维护系数，C
PV
是光伏系统初始投资成本，C
BSS
是储能系统初始投资成本，β是退役成本系数；所述碳排放权交易经济效益指标C2的计算式如下：E
P
＝E
c
+Tr1+CA+OM+Tr2+De其中，E
P
表示光伏
‑
储能系统全生命周期碳排放量，E
L
表示免费排放...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫向阳，齐桓若，康祎龙，郭放，陈晨，郭飞，张亮，殷毅，宋景博，郭夫然，宋晓帆，薛文杰，李凯，王顺然，刁旭，唐亚可，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：