一种确定配电网馈线接纳分布式电源能力的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种确定配电网馈线接纳分布式电源能力的方法和装置，该方法根据配电网馈线接纳节点的负荷信息、线路参数确定馈线损耗；根据馈线损耗确定馈线线路的三相电压变化量；利用电压变化量中电压变化最大的单相确定电压约束下分布电源接入的最大有功值；将最大有功值对应的馈线电流与电路电流限值比较，确定馈线接纳分布式电源能力；该装置包括馈线信息采集单元、电压压降单元、量化计算单元和结果分析单元。本发明专利技术提供的技术方案可用于电网中分布式电源调度运行控制中，能保证分布式电源的安全接入和电网的安全运行，提高了配电网对分布式电源的接纳能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及配电网运行与控制
，具体涉及一种确定配电网馈线接纳分布式电源能力的方法和装置。
技术介绍
随着人们生活水平的逐步改善，对环境的要求不断提高、对电力生产低碳、清洁要求的日益增强，以风能和太阳能为主的分布式清洁、可再生能源迅速发展，大量分布式电源的接入，使传统的单电源辐射状配电网变成遍布电源的复杂网络，不仅改变了电网的潮流分布，且给配电网运行和控制带来一系列的影响，如电网节点电压、网络潮流、电能质量、电网可靠性、网络损耗、系统备用以及电网调度等方面。随着分布式电源数量和容量的不断扩大随之出现的电压和电流问题不容忽视，所在的区域附近产生过电压是分布式电源(DistributedGeneration)接入配电网最常见的问题，严重情况下会导致分布式电源脱网。我国的分布式电源装机容量较高，充分消纳新能源电能是我们利用新能源必须解决的技术问题。国内近年开展的主动配电网技术研究的主要发展目标之一是提升电网对分布式清洁能源的消纳能力，而电网安全接纳分布式电源的容量是电力规划及运行人员十分关心的问题。确定馈线接纳分布式电源能力时，现一般采用潮流仿真计算方法，应用时需要根据具体的情况来建模仿真，得出的结果需要通过不断反复的潮流计算结果校核来确定，耗费时间长且难以及时应用于电网的分布式电源调度运行控制中。另外，分布式电源接纳能力与馈线上负荷的大小以及线路的阻抗有直接的关系，在分布式接纳能力分析中常采用单点定值法分析负荷，分布式电源接纳能力也会因负荷的时变性而具有时变性，不考虑负荷变化因素的极端情况下的分布式电源接纳能力计算结果是比较片面和保守的，不能充分发挥利用分布式电源接入的潜力。为快速精确计算配电网馈线接纳分布式电源能力，需要提供一种区别于传统方法的馈线接纳分布式电源能力的分析方法。
技术实现思路
为满足现有技术发展的需要，本专利技术提供了一种确定馈线接纳分布式电源能力的方法，该方法充分考虑馈线三相互感、馈线损耗以及负荷的时变特性，为分布式电源接入配电网的规划和运行控制提供有力的依据，提高含大量分布式电源的配电网的安全性、经济性和可靠性。本专利技术提供的确定配电网馈线接纳分布式电源能力的方法，其改进之处在于，所述方法包括：S1、根据配电网馈线接纳节点的负荷信息和线路参数确定馈线损耗；S2、根据馈线损耗确定馈线线路的三相电压变化量；S3、按电压变化量中变化最大的单相线路的电压确定电压约束下分布式电源接入馈线的最大有功值；S4、将最大有功值对应的馈线电流与电路电流限值比较，确定馈线接纳分布式电源的能力。进一步的，所述步骤S1中，采集馈线上不同节点的有功负荷和无功负荷信息、三相线路自阻抗和互感阻抗、馈线电压上限值Vupper和最大电流限值Imax。进一步的，按下式(1)计算分布式电源接入馈线的节点j+1与相邻节点j间的电压：其中，Vaj，Vbj和Vcj：分别为节点j的a、b和c三相电压；Vaj+1，Vbj+1和Vcj+1：分别为a、b和c三相线路的节点j+1的电压；Iaj,j+1，Ibj,j+1和Icj,j+1：分别为a、b和c三相线路的节点j和节点j+1间的电流；Zaa，Zbb和Zcc：分别为a、b和c三相线路间单位长度自阻抗；Zab，Zac，Zba，Zbc，Zca，Zcb：分别为a、b和c三相线路间单位长度的互感阻抗；lj,j+1：相邻节点间的长度。进一步的，所述步骤S1中馈线损耗包括：按下式(2)计算的三相线路复功率损耗：式中：*表示共轭复数；SaLoss,j，SbLoss,j，ScLoss,j分别为a相、b相和c相中节点j和j+1的复功率损耗；和，按下式(3)计算的馈线a、b和c相馈线节点j和j+1损耗的电流IaLoss,j，IbLoss,j，IcLoss,j:其中，J为虚数单位，实部为线路有功功率，虚部为线路无功功率；PLoad,i和QLoad,i：分别为第i个节点的负荷有功功率和无功功率；V0：为馈线母线节点电压；N：馈线末节点。进一步的，所述步骤S2中，按下式(4)计算馈线各相线路节点j和j+1间的电压变化量ΔUaj,j+1，ΔUbj,j+1和ΔUcj,j+1：ΔUaj,j+1＝real(Iaj,j+1Zaa+Ibj,j+1Zab+Icj,j+1Zac)*lj,j+1ΔUbj,j+1＝real(Ibj,j+1Zbb+Iaj,j+1Zba+Icj,j+1Zbc)*lj,j+1(4)ΔUcj,j+1＝real(Icj,j+1Zcc+Iaj,j+1Zca+Ibj,j+1Zcb)*lj,j+1其中，real：取复数的实部；三相线路节点j和节点j+1间的电流Iaj,j+1，Ibj,j+1和Icj,j+1分别按下式(5)计算：式中，Uj+1为节点j+1处电压；Pj+1,N为节点j+1与馈线末节点N间的有功功率；Qj+1,N：为节点j+1与馈线末节点N之间的无功功率；J为虚数单位；Pj+1,N和Qj+1,N：按下式(6)计算：式中，PLoad,i和QLoad,i：分别为节点i的负荷有功功率和无功功率；PLoss,i和QLoss,i：分别为节点i的线路有功损耗和无功损耗。进一步的，所述步骤S3中，比较分布式电源接入馈线后三相线路的电压变化量，确定电压变化量最大的单相线路m，按下式(7)表示馈线接入点的分布式电源最大接入电压：Vupper-V0＝ΔUm1,2+ΔUm2,3+......ΔUmj-1,j+ΔUmj,j+1(7)其中，m＝a，b，c馈线单相线路；ΔUmj,j+1：馈线单相线路m的节点j和j+1间的电压变化量，j＝1，2，3…，N-1；其中，单相线路m接入分布式电源后的电流计算式如下式(8)所示式中，Pmdg,j+1：m相线路节点j+1处接入的分布式电源功率值；PmLoad,i和QmLoad,i：分别为单相线路m的节点i的负荷有功功率和无功功率；PmLoss,i和QmLoss,i：分别为单相线路m的节点i的负荷有功损耗和无功损耗；将式(4)和(8)分别代入式(7)中，即可求得Pmdg,j+1。则，馈线在节点j+1处接入的分布电源最大有功值：V＝3×Pmdg,j+1。进一步的，所述步骤S4中，按下式(9)计算分布电源的电流值Im*j,j+1：式中，Uj+1：为节点j+1处电压；PmLoad,i和QmLoad,i：分别为单相线路m节点i的负荷有功功率和无功功率。进一步的，馈线接纳分布式电源能力的确定包括：按分布式电源的最大有功值确定馈线接纳能力，并将所述电流值Im*j,j+1与馈线最大电流限值Imax比较，确定馈线接入分布电源的最大有功值：1)若Im*j,j+1<Imax，则馈线上接入分布电源的最大有功值为V＝3×Pmdg,j+1；或，2)若Im*j,j+1>Imax，根据下式(10)计算馈线接入的分布式电源的最大有功值Pm*dg,j+1：则，馈线线路接入分布式电源的接纳能力为V*＝3×Pm*dg,j+1。一种确定配电网馈线接纳分布式电源能力的装置，所述装置包括：馈线信息采集单元，用于根据配电网馈线接纳节点的负荷信息和线路信息确定馈线的损耗；电压压降单元，用于根据馈线损耗确定馈线线路的三相电压变化量；量化计算单元，用于按电压变化量中变化最大的单相线路电压确定电压约束下分布电源接入馈线最大有功值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定配电网馈线接纳分布式电源能力的方法，其特征在于，所述方法包括：S1、根据配电网馈线接纳节点的负荷信息和线路参数确定馈线损耗；S2、根据馈线损耗确定馈线线路的三相电压变化量；S3、按电压变化量中变化最大的单相线路的电压确定电压约束下分布式电源接入馈线的最大有功值；S4、将最大有功值对应的馈线电流与电路电流限值比较，确定馈线接纳分布式电源的能力。

【技术特征摘要】
1.一种确定配电网馈线接纳分布式电源能力的方法，其特征在于，所述方法包括：S1、根据配电网馈线接纳节点的负荷信息和线路参数确定馈线损耗；S2、根据馈线损耗确定馈线线路的三相电压变化量；S3、按电压变化量中变化最大的单相线路的电压确定电压约束下分布式电源接入馈线的最大有功值；S4、将最大有功值对应的馈线电流与电路电流限值比较，确定馈线接纳分布式电源的能力。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，采集馈线上不同节点的有功负荷和无功负荷信息、三相线路自阻抗和互感阻抗、馈线电压上限值Vupper和最大电流限值Imax。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按下式(1)计算分布式电源接入馈线的节点j+1与相邻节点j间的电压：VajVbjV...

【专利技术属性】
技术研发人员：范士雄，于汀，蒲天骄，李立新，於益军，卫泽晨，李时光，韩巍，王伟，刘幸蔚，吴新景，杜佳桐，吴锟，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京;11