一种含新能源场站的配电网拓扑结构优化方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种含新能源场站的配电网拓扑结构优化方法及系统包括：根据配电网的典型拓扑结构，获取含新能源场站的配电网拓扑单元的有功平衡方程及拓扑约束；根据实际配电网结构和有功平衡方程及拓扑约束，获取拓扑单元组合的有功平衡方程；通过拓扑单元组合的有功平衡方程和配电网拓扑结构优化的成本，以优化转供总成本最小为目标建立配电网优化转供模型；采用改进型非劣排序遗传算法求解配电网优化转供模型，获取调整配电网运行方式的最优转供方案；本发明专利技术考虑了可再生能源发电对配电网拓扑结构优化转供的影响，在缓解过载问题的同时促进了新能源消纳，对于推动新能源在电网中的应用具有重要的实用价值。的应用具有重要的实用价值。的应用具有重要的实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种含新能源场站的配电网拓扑结构优化方法及系统


[0001]本专利技术涉及配电网拓扑结构优化
，具体为一种含新能源场站的配电网拓扑结构优化方法及系统。

技术介绍

[0002]风力发电机、光伏发电装置大规模接入电网，使得人们对用电可靠性提出了更高的要求。负荷高峰期，配电网易出现设备过载与输电阻塞问题，为降低停电风险，电网调度中心常采取转供措施，实现负荷的站间转移，提高配电网的供电可靠性。针对如何快速、经济地完成电网超载负荷协调转供，为调度员提供统一的辅助决策方案，在现有的研究中提出采用二次转供降低“薄弱环节”负载率，提高停电区域的供电恢复量。在拓扑研究方面，当前研究学者多利用导向因子进行配电网拓扑重构，达到均衡负荷的目标。也有学者利用直流互联线路连接低压配电台区，在各台区间按配电变压器容量分配负荷。
[0003]前述研究多是针对不含可再生能源机组的传统配电网拓扑进行转供研究，并没有考虑新能源出力对配电网优化转供策略的影响。近年来，光伏发电和陆上风电的发电成本大幅下降，使得光伏、风力等可再生能源发电为用户提供电力的成本降低。因此，配电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含新能源场站的配电网拓扑结构优化方法，其特征在于，包括：根据配电网的典型拓扑结构，获取含新能源场站的配电网拓扑单元的有功平衡方程及拓扑约束；根据实际配电网结构和所述有功平衡方程及拓扑约束，获取拓扑单元组合的有功平衡方程；通过所述拓扑单元组合的有功平衡方程和配电网拓扑结构优化的成本，以优化转供总成本最小为目标建立配电网优化转供模型；采用改进型非劣排序遗传算法求解所述配电网优化转供模型，获取调整配电网运行方式的最优转供方案。2.如权利要求1所述的含新能源场站的配电网拓扑结构优化方法，其特征在于：所述配电网拓扑单元的有功平衡方程及拓扑约束的获取包括，配电网的典型拓扑结构的接线类型包括单电源供电接线方式、串供接线方式、T型串供接线方式和H型串供接线方式；所述单电源供电接线方式为单电源点变电站通过出线开关串接若干个分段开关，负荷通过分段开关接点处连入配电网，新能源场站位于第l个与l+1个开关之间，站内的可再生能源机组为风力发电机与光伏发电装置，所述新能源场站配备一定容量的储能装置平抑可再生能源机组的出力波动，为提高新能源消纳能力，可再生能源机组出力优先供给负荷，再给储能装置充电，且仅允许储能装置吸收可再生能源机组的盈余功率，即禁止电源点变电站给储能装置充电；当所有开关均为运行状态时，所述单电源供电接线方式的有功平衡方程表示为：；其中，表示t时段电源点变电站A的输出功率，表示t时段风力发电机的出力，表示t时段光伏发电装置的出力，表示t时段储能装置的充放电功率，为正表示储能放电，为负表示储能充电，构成新能源场站在t时段的组合出力，，表示t时段开关节点i处的负荷，N表示总开关数；新能源场站需满足的约束包括：；其中，表示风机的额定最大出力，表示光伏发电装置的额定最大出力，表示储能装置的额定最大充放电值，和表示储能装置可用容量的上限、下限值，表示储能装置在t
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1时段的可用容量，表示t时段的持续时间；将所述单电源供电接线方式的有功平衡方程加入开关状态，得到，其中，表示开关i在t时段处于运行状态，为断开状态，为保证所有负荷均有电源点供电，由开关状态表示含新能源场站的单电源供电接线方式需满足的拓扑结构约束包括。
3.如权利要求2所述的含新能源场站的配电网拓扑结构优化方法，其特征在于：所述串供接线方式为两端电源点变电站通过出线开关串接，中间的馈电线路分布着若干分段开关，两端的电源点变电站分别编号为A1、A2，新能源场站位于第l个与l+1个开关之间；当第j个开关为断开状态，其余开关为运行状态，此时新能源场站依然处于并网模式，所述串供接线方式的有功平衡方程表示为、，其中，和分别表示电源点变电站A1、A2在t时段的输出功率；当第j个开关、第r个开关为断开状态，且r≤l≤j，其余开关为运行状态，此时新能源场站处于离网模式，所述串供接线方式的有功平衡方程表示为、、；为保证所有开关节点处的负荷均有电源点供电，串供接线方式需满足的拓扑结构约束包括。4.如权利要求2所述的含新能源场站的配电网拓扑结构优化方法，其特征在于：所述T型串供接线方式为三个电源点变电站A1、A2、A3分别通过出线开关、分段开关构成的“T”字型接线方式，T接点位于第l个开关与第l+1个、第N+m个开关之间，则A1到T接点间有l个开关，A2到T接点间有N
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l个开关，A3到T接点间有m个开关，在T型串供接线方式下，新能源场站可位于T接点，也可不位于T接点，而是位于某条支路的第h个开关与第h+1个开关之间；对于新能源场站位于T接点的接线方式，当两条支路上的分段开关断开，即第j个开关与第r个开关为断开状态，其余开关为运行状态，导致T接点侧两条支路与新能源场站断开，仅剩一条支路连接新能源场站，则所述T型串供接线方式的有功平衡方程表示为、、；需满足的拓扑结构约束包括、、、；对于新能源场站位于T接点的接线方式，当三条支路上的分段开关断开，即第j个、第r个开关和第k个开关为断开状态，其余开关为运行状态，导致T接点侧三条支路均与新能源场站断开，则所述T型串供接线方式的有功平衡方程表示为、、、；需满足的拓扑结构约束包括、、、；对于新能源场站不位于T接点的接线方式，当两条支路上的分段开关断开，即第j个开关与第r个开关为断开状态，其余开关为运行状态，导致T接点侧两条支路与新能源场站断开，此时仅剩一条支路连接新能源场站，则所述T型串供接线方式的有功平衡方程表示为、、；需满足的拓扑结构约束包括、、
、；对于新能源场站位于不位于T接点的接线方式，当三条支路上的分段开关断开，即第j个开关、第r个开关、第k个开关为断开状态，其余开关为运行状态，导致T接点侧三条支路均与新能源场站断开，则所述T型串供接线方式的有功平衡方程表示为、、、；需满足的拓扑结构约束包括、、、、。5.如权利要求2所述的含新能源场站的配电网拓扑结构优化方法，其特征在于：所述H型串供接线方式为四个电源点变电站A1、A2、A3、A4通过出线开关与分段开关构成含新能源场站的“H”字型接线方式，H接点位于第l个开关与l+1个开关、第N+q个开关与N+q+1个开关之间，则A1到H接点间有l个开关，A2到H接点间有N
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l个开关，A3到H接点间有q个开关，A4到H接点间有m
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q个开关，所述新能源场站可位于H接点，也可不位于H接点，而是位于某条支路的第h个开关与第h+1个开关之间；对于新能源场站位于H接点的接线方式，当三条支路上的分段开关断开，即第j个开关、第r个开关与、第p个开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：闪鑫，李得民，王毅，韦磊，杨科，邱进哲，彭龙，陆娟娟，曹国芳，朱红，罗玉春，郭帆，许洪华，陈冰松，胡子健，许翔泰，冯秋侠，翟晓宇，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司南京供电分公司国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：