【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及配电网成本优化与分布式电源规划领域，具体涉及基于集群划分的配电网分布式光伏储能选址定容规划方法。
技术介绍
1、随着分布式光伏发电dpv(distributed photo-voltaic generation)的快速发展，dpv在时间分布上的不确定性使得输电断面潮流波动与节点电压越限等问题日益突出，这不仅限制了光伏消纳，也严重影响了配电网的安全稳定运行。现有的分布式光储规划方法专注于电源和储能规划问题，未对配电网的运行控制问题进行研究；并且当配电网络结构复杂，分布式光伏单机容量小、数量多时，微电网模式、集中控制等传统的分布式光储调控方法操作困难。因此，针对dpv大规模并入配电网，设计一种解决dpv快速发展带来的负面影响并且改善配电网的运行控制对电力行业有积极的作用。
2、分布式光伏大规模并网，有利于提高配电网的安全经济运行能力。在技术方面，分布式光伏的大规模接入配电网，在进行合理优化配置的前提下，可以降低配电网网损、改善电能质量、为配电网的运行提供有力的功率支撑，进而提高供电的安全性、稳定性和灵活性。在经济方面，分布式光伏的大规模接入配电网可以有效减少网架扩展规划成本、提高能源利用效率、减少火力发电从而增加我国的化石能源储配量等。
3、分布式光伏的大规模接入配电网，能够为配电网中的的各个负荷节点提供一定的功率和电压支撑能力，缓解供电紧张，调整能源结构。但是，同时也给配电网的规划问题，特别是分布式光伏的选址定容规划问题带来了巨大的挑战。由于分布式光伏出力的随机性、间歇性，其大规模接入配电网，
4、分布式光伏的大规模接入配电网，会对配电网的安全稳定运行状态带来一定的冲击。因此，分布式光伏选址定容规划不可或缺的。合理的分布式光伏选址定容规划能够改善配电网的电能质量，维持配电网的电压稳定，同时带来可观的经济效益。鉴于此，探索一种能够应对分布式光伏大规模接入配电网这一问题，对配电网中分布式光伏的接入容量、位置进行合理的规划，从而使配电网运行更加安全、可靠、经济的方法尤为重要。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术拟提供了基于集群划分的配电网分布式光伏储能选址定容规划方法，拟解决分布式光伏选址定容规划问题。
2、基于集群划分的配电网分布式光伏储能选址定容规划方法，包括以下步骤：
3、s1、获取选定的配电网的结构及相关参数，所述相关参数包括线路参数、节点参数、基准电压；
4、s2、以配电网中的首节点作为参考点，基于配电网各节点间无功电压灵敏度电气距离，计算参考点与各节点的空间电气距离，结合配电网结构，得到配电网集群划分结果；
5、s3、依据配电网结构、配电网相关参数以及集群划分结果，建立分布式光储的上层规划模型，所述上层规划模型包括：配电网的年综合成本为目标函数，分别考虑配电网中分布式光储的各类成本、分布式光储及配电网运行约束；
6、s4、依据配电网结构、配电网相关参数以及集群划分结果，在分布式光储的上层规划模型的基础上建立分布式光储的下层规划模型，所述下层规划模型包括：配电网的总网损值为目标函数，考虑集群容量约束以及配电网运行约束；
7、s5、采用双层迭代粒子群算法对分布式光储的双层规划模型进行求解，直至满足迭代次数，输出求解结果。
8、优选的，所述s2中空间电气距离确定方法为：从节点i和节点j出发，遍历两者与所有节点的电气距离，求两者差的平方的根，即空间电气距离：
9、
10、其中，di1为节点i与第一个节点的距离，其他以此类推。
11、优选的，所述s2中集群划分结果的划分步骤为：选取分布式光伏出力的典型日，计算各节点间的无功电压灵敏度，根据无功电压灵敏度计算各节点间的电气距离，再进一步计算各节点到配电网首节点的空间电气距离，结合配电网中各节点的地理位置进行集群划分；同一个集群内部的节点的功率需要相对平衡，集群内部节点的无功功率能够平衡，有功功率时序互补匹配；集群的数量要适中，并且各个集群内部的节点数量不能差距过大；同一个节点只能属于一个集群，同一个集群内部的节点不应出现空间位置上的孤立现象。
12、优选的，所述s3中的上层规划模型对配电网划分后的集群进行规划，对集群内部接入的分布式光伏容量和储能容量进行规划，所述目标函数为配电网的年综合费用：
13、ctotal＝cin+cop-csub+cp
14、式中，ctotal是配电网的年综合费用；cin是分布式光伏与储能的平均年安装成本，由分布式光伏发电设备和储能的安装费用除以理论可使用年数得到；cop是分布式光伏与储能的年运维成本；csub是每年光伏发电的补贴；cp是配电网从主网购电的成本；
15、优选的，分布式光伏和储能的平均年安装成本cin：
16、
17、
18、
19、式中，是分布式光伏的平均年安装成本，是储能的平均年安装成本。nc是配电网集群数量，r是贴现率，ydpv是分布式光伏的理论可使用年数，yess是储能的理论可使用年数，是分布式光伏的单位容量安装成本，是储能的单位容量安装成本，是储能的单位功率安装成本，pdpv,n是集群n接入的分布式光伏的总容量，eess,n是集群n接入的储能的容量，pess,n是集群n接入的储能的功率。
20、分布式光伏和储能的年运维成本cop：
21、cop＝copdpv-copess
22、
23、
24、pdpv,n,t＝pdpv,n×kdpv,t
25、式中，是分布式光伏的年运维成本；是储能的年运维成本；是分布式光伏的单位发电量运维成本；是储能的单位充放电量运维成本；pdpv,n,t、|pess,n,t|分别是是t时刻，集群n的分布式光伏发电量、储能充放电功率的绝对值，pess,n,t的值为正时，储能放电，pess,n,t的值为负时，储能充电；kdpv，t为t时刻的分布式光伏出力系数；t为一年内的小时数。
26、每年光伏发电的补贴csub：
27、
28、式中，是分布式光伏的单位发电量补贴额度。
29、配电网从主网购电的成本cp：
30、
31、式中，cp，t是t时刻的主网实时电价；pt是t时刻配电网注入的电量。
32、优选的，所述分布式光储及配电网运行约束包括分布式光伏与储能的安装容量约束、储能充放电功率约束，储能的额定功率约束、功率平衡约束。
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1.基于集群划分的配电网分布式光伏储能选址定容规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于集群划分的配电网分布式光伏储能选址定容规划方法，其特征在于，所述S2中空间电气距离确定方法为：从节点i和节点j出发，遍历两者与所有节点的电气距离，求两者差的平方的根，即空间电气距离：
3.根据权利要求1所述的基于集群划分的配电网分布式光伏储能选址定容规划方法，其特征在于，所述S2中集群划分结果的划分步骤为：选取分布式光伏出力的典型日，计算各节点间的无功电压灵敏度，根据无功电压灵敏度计算各节点间的电气距离，再进一步计算各节点到配电网首节点的空间电气距离，结合配电网中各节点的地理位置进行集群划分；同一个集群内部的节点的功率需要相对平衡，集群内部节点的无功功率能够平衡，有功功率时序互补匹配；集群的数量要适中，并且各个集群内部的节点数量不能差距过大；同一个节点只能属于一个集群，同一个集群内部的节点不应出现空间位置上的孤立现象。
4.根据权利要求1所述的基于集群划分的配电网分布式光伏储能选址定容规划方法，其特征在于，所述S3中的上层规划模型对配
5.根据权利要求4所述的基于集群划分的配电网分布式光伏储能选址定容规划方法，其特征在于，分布式光伏和储能的平均年安装成本Cin：
6.根据权利要求1所述的基于集群划分的配电网分布式光伏储能选址定容规划方法，其特征在于，所述分布式光储及配电网运行约束包括分布式光伏与储能的安装容量约束、储能充放电功率约束，储能的额定功率约束、功率平衡约束。
7.根据权利要求6所述的基于集群划分的配电网分布式光伏储能选址定容规划方法，其特征在于，分布式光伏的安装容量约束：
8.根据权利要求1所述的基于集群划分的配电网分布式光伏储能选址定容规划方法，其特征在于，所述S4中的下层规划模型对配电网划分后的集群的内部节点进行规划，对集群的内部节点的分布式光伏容量进行确定，同时确定储能的位置，所述目标函数为配电网的系统网损：
9.根据权利要求8所述的基于集群划分的配电网分布式光伏储能选址定容规划方法，其特征在于，所述集群内部可接入分布式光伏总量约束：
...【技术特征摘要】
1.基于集群划分的配电网分布式光伏储能选址定容规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于集群划分的配电网分布式光伏储能选址定容规划方法，其特征在于，所述s2中空间电气距离确定方法为：从节点i和节点j出发，遍历两者与所有节点的电气距离，求两者差的平方的根，即空间电气距离：
3.根据权利要求1所述的基于集群划分的配电网分布式光伏储能选址定容规划方法，其特征在于，所述s2中集群划分结果的划分步骤为：选取分布式光伏出力的典型日，计算各节点间的无功电压灵敏度，根据无功电压灵敏度计算各节点间的电气距离，再进一步计算各节点到配电网首节点的空间电气距离，结合配电网中各节点的地理位置进行集群划分；同一个集群内部的节点的功率需要相对平衡，集群内部节点的无功功率能够平衡，有功功率时序互补匹配；集群的数量要适中，并且各个集群内部的节点数量不能差距过大；同一个节点只能属于一个集群，同一个集群内部的节点不应出现空间位置上的孤立现象。
4.根据权利要求1所述的基于集群划分的配电网分布式光伏储能选址定容规划方法，其特征在于，所述s3中的上层规划模型对配电网...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭灵瑜，杜洋，方陈，杨忠光，陈洪涛，熊祥鸿，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：
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