一种基于重心理论的配电网分布式光伏承载力快速评估方法与系统技术方案

本发明专利技术提出的一种基于重心理论的配电网分布式光伏承载力快速评估方法与系统，能够根据分布式光伏接入节点不同，对复杂中压配电线路拓扑结构进行快速简化和等效，相应的约束条件简化为光伏接入节点电压和以接入节点为支路末端的线路功率，在评估时可直接通过数值计算得到承载力，无需进行复杂的潮流计算或依托优化方法求解，相比于传统方法计算量明显降低

【技术实现步骤摘要】
一种基于重心理论的配电网分布式光伏承载力快速评估方法与系统


[0001]本申请属于配电网新能源消纳评估
，具体是一种基于重心理论的配电网分布式光伏承载力快速评估方法与系统
。

技术介绍

[0002]在双碳目标与新型电力系统建设背景下，配电网必将成为海量分布式电源的重要接入点
。
目前配电网新能源以分布式光伏为主
。
规模化分布式光伏并网后使得配电网由单电源供电变成多电源供电，配电网从传统的放射状无源网络蜕变为含有大量分布式电源的有源网络
。
分布式光伏的无序接入导致了诸如局部节点电压越限
、
网损增加和越电压等级功率倒送等复杂问题，降低电网整体运行效率，严重影响电网的投资效益
。
与此同时，光照强度的不可预知性也极大提高了分布式光伏的并网技术和管控难度
。
[0003]配电网分布式光伏承载力评估，能够量化了解现状电网对光伏的最大接入能力，是促进规模化光伏并网的重要基础，对指导电网规划
、
引导光伏接入
、
推动新型电力系统建设均具有重要意义
。
[0004]当前，配电网分布式光伏承载力评估方法主要分为数学优化建模和场景分析两类
。
数学建模法主要是将评估问题转化成为带约束的混合整数线性
/
非线性规划问题进行求解，场景分析法是通过模拟大量随机场景得到满足精度要求的近似解
。
上述方法建模和求解过程均较为复杂，需要多次迭代计算，针对数量庞大的中压配电网评估耗时巨大，缺乏工程实用性
。
因此，为了提高承载力评估算法的计算效率，满足实际工程需求，需要研究配电网分布式光伏承载力快速评估方法
。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种基于重心理论的配电网分布式光伏承载力快速评估方法，能够同时兼顾精度和速度要求的承载力评估算法，快速
、
准确评估中压配电网各节点光伏承载力
。
[0006]本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
[0007]一种基于重心理论的配电网分布式光伏承载力快速评估方法，其特征在于：具体步骤包括：
[0008]步骤1：获取待评估中压配电网拓扑结构
、
线路参数
、
负荷
/
光伏接入位置
、
运行数据；
[0009]步骤2：对中压线路节点进行编号，依次开展各节点分布式光伏承载力量化评估计算；
[0010]步骤3：设从中压线路根节点到线路末端为潮流参考方向，以根节点到光伏接入节点
P
间配电线路为主干线路，其余部分为分支线路
。
将位于
P
点前的负荷全部等效接入至最近的主干线路，将位于
P
点后的负荷全部等效接入至
P
；
[0011]步骤4：计算更新后等效线路模型的负荷矩
、
光伏矩
、
光伏重心；
[0012]步骤5：以光伏接入节点
P
电压不越限和以节点
P
为末端的支路电流不过载为目标，计算得到该节点最大分布式光伏接入能力，即承载力；重新返回步骤3，直至完成对所有节点分布式光伏承载力的量化评估
。
[0013]进一步的，步骤2具体包括：
[0014]步骤
2.1
：对待评估中压线路节点进行编号：
1,2,
…
,P,
…
,n
，其中根节点节点号为
n
；
[0015]步骤
2.2
：从节点1开始，依次开展各节点分布式光伏承载力评估工作，至节点
n
‑1为止
。
[0016]进一步的，步骤3具体包括：
[0017]步骤
3.1
：设定潮流参考方向，从中压线路根节点
n
流向线路末端；
[0018]步骤
3.2
：简化中压线路拓扑，以根节点
n
到光伏接入节点
P
间配电线路为主干线路，其余部分为分支线路；
[0019]步骤
3.3
：将位于
P
点前的分支线路上的负荷全部等效接入至分支线路与主干线路交点，将位于
P
点后的负荷全部等效接入至节点
P
；
[0020]步骤
3.4
：重新计算简化中压线路系统参数，线路电阻
、
线路电抗
。
[0021]进一步的，步骤4具体包括：
[0022]步骤
4.1
：等效线路模型的负荷有功矩计算为：
[0023][0024]式中
M
LP
为负荷的有功矩，
P
iLD
为节点
i
处负荷的有功功率，为节点
i
到根节点
n
的线路电阻值；
[0025]步骤
4.2
：等效线路模型的负荷无功矩计算为：
[0026][0027]式中
M
LQ
为负荷的无功矩，为节点
i
处负荷的无功功率，为节点
i
到根节点
n
的线路电抗值；
[0028]步骤
4.3
：等效线路模型的光伏矩计算为：
[0029][0030]式中
M
PV
为光伏矩，
P
iPV
为接入节点
i
处的光伏有功功率，
R
iPV
为节点
i
到根节点
n
的线路电阻值；
[0031]光伏重心
R
PV
计算为：
[0032][0033]当考虑光伏单点接入问题时，
[0034]进一步的，步骤5具体包括：
[0035]步骤
5.1
：光伏接入节点
P
处线电压计算为
[0036][0037]式中
V
P
为节点
P
线电压，
V
n
为根节点线电压；
[0038]步骤
5.2
：以节点
P
为支路末端的支路电流
I
P
计算为
[0039][0040]式中
P
sumP
为节点
P
处等效负荷有功功率之和，
Q
sumP
为节点
P
处等效负荷无功功率之和；
[0041]步骤
5.3
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于重心理论的配电网分布式光伏承载力快速评估方法，其特征在于：具体步骤包括：步骤1：获取待评估中压配电网拓扑结构
、
线路参数
、
负荷
/
光伏接入位置
、
运行数据；步骤2：对中压线路节点进行编号，依次开展各节点分布式光伏承载力量化评估计算；步骤3：设从中压线路根节点到线路末端为潮流参考方向，以根节点到光伏接入节点
P
间配电线路为主干线路，其余部分为分支线路
。
将位于
P
点前的负荷全部等效接入至最近的主干线路，将位于
P
点后的负荷全部等效接入至
P
；步骤4：计算更新后等效线路模型的负荷矩
、
光伏矩
、
光伏重心；步骤5：以光伏接入节点
P
电压不越限和以节点
P
为末端的支路电流不过载为目标，计算得到该节点最大分布式光伏接入能力，即承载力；重新返回步骤3，直至完成对所有节点分布式光伏承载力的量化评估
。2.
根据权利要求1所述的一种基于重心理论的配电网分布式光伏承载力快速评估方法，其特征在于：步骤2具体包括：步骤
2.1
：对待评估中压线路节点进行编号：
1,2,
…
,P,
…
,n
，其中根节点节点号为
n
；步骤
2.2
：从节点1开始，依次开展各节点分布式光伏承载力评估工作，至节点
n
‑1为止
。3.
根据权利要求1所述的一种基于重心理论的配电网分布式光伏承载力快速评估方法，其特征在于：步骤3具体包括：步骤
3.1
：设定潮流参考方向，从中压线路根节点
n
流向线路末端；步骤
3.2
：简化中压线路拓扑，以根节点
n
到光伏接入节点
P
间配电线路为主干线路，其余部分为分支线路；步骤
3.3
：将位于
P
点前的分支线路上的负荷全部等效接入至分支线路与主干线路交点，将位于
P
点后的负荷全部等效接入至节点
P
；步骤
3.4
：重新计算简化中压线路系统参数，线路电阻
、
线路电抗
。4.
根据权利要求1所述的一种基于重心理论的配电网分布式光伏承载力快速评估方法，其特征在于：步骤4具体包括：步骤
4.1
：等效线路模型的负荷有功矩计算为：式中
M
LP
为负荷的有功矩，
P
iLD
为节点
i
处负荷的有功功率，
R
iLD
为节点
i
到根节点
n
的线路电阻值；步骤
4.2
：等效线路模型的负荷无功矩计算为：...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯怿彬，李鹏，刘洪，许家玉，谢宇哲，方建迪，秦如意，俞佳捷，叶夏明，公正，陈思培，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：