基于分布式光储的主动配电网安全运行优化方法技术

本发明专利技术提供的一种基于分布式光储的主动配电网安全运行优化方法，包括如下步骤：S1.获取分布式光储的配电网与主网连接节点的节点信息以及配电网参数，并筛选出松弛节点；S2.构建配电网的运行评估模型，并对评估模型进行最优解求取；通过本发明专利技术，能够对光伏发电的主动配电网进行系统全面的分析，将配电网的各环节均考虑其中，从而确保分析结果的准确性，而且利于光伏发电产生电能安全稳定的并入电网，而且算法简单。

Optimization method of safety operation for active distribution network based on distributed optical storage

The invention provides a method for optimal operation of active distribution network security based on distributed optical storage, which comprises the following steps: distribution network and network S1. for distributed optical storage connection nodes information and distribution network parameters, and selected node relaxation evaluation model of S2. construction; operation of distribution network, and the optimal evaluation model the solution obtained by the invention can; comprehensive analysis system of active distribution network of photovoltaic power generation, each part of the distribution network are considered, so as to ensure the accuracy of the results, but also conducive to the photovoltaic power generation into the power grid security and stability, and simple algorithm.

【技术实现步骤摘要】
基于分布式光储的主动配电网安全运行优化方法
本专利技术涉及一种电力优化方法，尤其涉及一种基于分布式光储的主动配电网安全运行优化方法。
技术介绍
随着化石能源的枯竭以及化石能源对环境的严重影响，人们迫切需要环保的可再生能源，目前，现有的可再生清洁能源有水能、风能和太阳能，由于太阳能在使用过程中更加清洁，分布也更为广泛，因此，太阳能发电受到越来越多的重视。太阳能转换为电能一般通过光伏电池(又称光伏电池阵列)进行转化，光伏发电中，包括光伏电池、蓄电池、电子变换器(整流器和逆变器)、电容器以及负载等，由于光伏分布式发电对于环境的要求极高，因此，其输出功率波动大，为了使整个电网系统稳定运行，因此，需要对光伏发电的配电网的运行进行分析，现有技术中，对于光伏发电的配电网分析均是基于某一具体控制目标进行分析的，因此，在分析过程中将控制目标和其他因素相隔离开来，比如，对蓄电池的性能进行分析，那么仅仅是对蓄电池进行分析，而光伏电池、负载等因素则为忽略，因此，造成最终的分析结果不准确，不利于配电网的安全运行。因此，需要提出一种新的方法，能够对光伏发电的主动配电网进行系统全面的分析，将配电网的各环节均考虑其中，从而确保分析结果的准确性，而且利于光伏发电产生电能安全稳定的并入电网。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种基于分布式光储的主动配电网安全运行优化方法，能够对光伏发电的主动配电网进行系统全面的分析，将配电网的各环节均考虑其中，从而确保分析结果的准确性，而且利于光伏发电产生电能安全稳定的并入电网。本专利技术提供的一种基于分布式光储的主动配电网安全运行优化方法，包括如下步骤：S1.获取分布式光储的配电网与主网连接节点的节点信息以及配电网参数，并筛选出松弛节点；S2.构建配电网的运行评估模型，并对评估模型进行最优解求取。进一步，其特征在于：步骤S1中，配电网参数包括配电网导纳、配电网阻抗、配电网电阻以及配电网电抗，并将各参数形成相应的矩阵，其中，Y表示导纳矩阵，Z为阻抗矩阵且Z＝Y-1,R为电阻矩阵且R＝real(Z)，X为电抗绝阵且X＝imag(Z)。进一步，步骤S2中，根据如下方法构建电网的运行评估模型：S21.构建配电网节点电流注入状态方程：其中，Ure和Uim分别为节点电压的实部分量和虚部分量，Ire和Iim分别为节点电流的实部分量和虚部分量，△Ire和△Iim分别为节点电流的变化量的实部分量和虚部分量，E为单位矩阵；S22.根据电网节点电流注入状态量获取节点注入的有功功率Pi和无功功率Qi：其中，Rij为节点i到节点j之间的电阻，Xij为节点i到节点j之间的电抗，N表示配电网的节点个数；S23.将有功功率Pi和无功功率Qi对和微分，求得配电网的灵敏度矩阵：其中，J为配电网的灵敏度矩阵，△Pi和△Qi为节点i的有功功率和无功功率的变化量，i＝1,2，…，N；S24.对配电网的灵敏度矩阵进行去松弛化处理：由于松弛节点的电压为参考电压，那么松弛节点s有：由此，对于节点s：其电压具有如下方程：根据公式(5)得出如下矩阵：其中，Z2为公式(5)中不包含松弛节点s的系数矩阵；根据公式(1)和(4)以及矩阵(6)得出配电网中除松弛节点外的电压和电流方程：其中，J3和J4为雅克比矩阵中与目标变量相关的子矩阵；S25.将获取配电网中的可控设备和不可控设备的功率，并形成可控有功功率矩阵△Pu、可控无功功率矩阵△Qu、不可控有功率矩阵△Pv以及不可控无功功率矩阵△Qv：△Qv＝[△QLOAD]；其中，△PDG为配电网中分布式电源的有功功率变化量，△PBESS为配电网中蓄电池的有功功率变化量，△QCAP为配电网中电容器的无功功率变化量；△QDG为配电网中分布式电源的无功功率变化量，△PLOAD为配电网中负载的有功功率变化量，△PPV为配电网中光伏电池的有功功率变化量，△QLOAD为配电网中负载的无功功率变化量，并根据上述矩阵得到如下矩阵：其中，F为由配电网的确定的常数矩阵，△Pin为蓄电池的充电有功功率，△Pout为蓄电池的放电有功功率；S26.将各参数分为状态变量x1、扰动变量v1以及控制变量u1：x1＝[UreUimIreIimPDGPinPoutQCAPQDGEB]T；u1＝[△PDG△Pin△Pout△QCAP△QDG]T；v1＝[△PLOAD△PPV△QLOAD]；其中，EB为蓄电池的容量；此时，评估状态模型为：其中:其中:B0为矩阵中与可控设备相关的量组成的矩阵，D0为矩阵中与不可控设备相关的量组成的矩阵；将松弛节点的松弛因数ε加入到评估模型形成最终的评估模型：进一步，步骤S2中，通过cplex函数对状态评估模型求最优解。本专利技术的有益效果：通过本专利技术，能够对光伏发电的主动配电网进行系统全面的分析，将配电网的各环节均考虑其中，从而确保分析结果的准确性，而且利于光伏发电产生电能安全稳定的并入电网，而且算法简单。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述：图1为本专利技术的流程图。具体实施方式图1为本专利技术的流程图，如图所示，本专利技术提供的一种基于分布式光储的主动配电网安全运行优化方法，包括如下步骤：S1.获取分布式光储的配电网与主网连接节点的节点信息以及配电网参数，并筛选出松弛节点；S2.构建配电网的运行评估模型，并对评估模型进行最优解求取；通过本专利技术，能够对光伏发电的主动配电网进行系统全面的分析，将配电网的各环节均考虑其中，从而确保分析结果的准确性，而且利于光伏发电产生电能安全稳定的并入电网，而且算法简单。本实施例中，其特征在于：步骤S1中，配电网参数包括配电网导纳、配电网阻抗、配电网电阻以及配电网电抗，并将各参数形成相应的矩阵，其中，Y表示导纳矩阵，Z为阻抗矩阵且Z＝Y-1,R为电阻矩阵且R＝real(Z)，X为电抗绝阵且X＝imag(Z)，电阻R为阻抗Z的实部分量，电抗X为阻抗Z的虚部分量。本实施例中，步骤S2中，根据如下方法构建电网的运行评估模型：S21.构建配电网节点电流注入状态方程：其中，Ure和Uim分别为节点电压的实部分量和虚部分量，Ire和Iim分别为节点电流的实部分量和虚部分量，△Ire和△Iim分别为节点电流的变化量的实部分量和虚部分量，E为单位矩阵；S22.根据电网节点电流注入状态量获取节点注入的有功功率Pi和无功功率Qi：其中，Rij为节点i到节点j之间的电阻，Xij为节点i到节点j之间的电抗，N表示配电网的节点个数；S23.将有功功率Pi和无功功率Qi对和微分，求得配电网的灵敏度矩阵：其中，J为配电网的灵敏度矩阵，△Pi和△Qi为节点i的有功功率和无功功率的变化量，i＝1,2，…，N；S24.对配电网的灵敏度矩阵进行去松弛化处理：由于松弛节点的电压为参考电压，那么松弛节点s有：由此，对于节点s：其电压具有如下方程：根据公式(5)得出如下矩阵：其中，Z2为公式(5)中不包含松弛节点s的系数矩阵；根据公式(1)和(4)以及矩阵(6)得出配电网中除松弛节点外的电压和电流方程：其中，J3和J4为雅克比矩阵中与目标变量相关的子矩阵；S25.将获取配电网中的可控设备和不可控设备的功率，并形成可控有功功率矩阵△Pu、可控无功功率矩阵△Qu、不可控有功率矩阵△Pv以及不可控无功功率矩阵△Qv：△Qv＝[△QL本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于分布式光储的主动配电网安全运行优化方法，其特征在于：包括如下步骤：S1.获取分布式光储的配电网与主网连接节点的节点信息以及配电网参数，并筛选出松弛节点；S2.构建配电网的运行评估模型，并对评估模型进行最优解求取。

【技术特征摘要】
1.一种基于分布式光储的主动配电网安全运行优化方法，其特征在于：包括如下步骤：S1.获取分布式光储的配电网与主网连接节点的节点信息以及配电网参数，并筛选出松弛节点；S2.构建配电网的运行评估模型，并对评估模型进行最优解求取。2.根据权利要求1所述基于分布式光储的主动配电网安全运行优化方法，其特征在于：步骤S1中，配电网参数包括配电网导纳、配电网阻抗、配电网电阻以及配电网电抗，并将各参数形成相应的矩阵，其中，Y表示导纳矩阵，Z为阻抗矩阵且Z＝Y-1,R为电阻矩阵且R＝real(Z)，X为电抗绝阵且X＝imag(Z)。3.根据权利要求2所述基于分布式光储的主动配电网安全运行优化方法，其特征在于：步骤S2中，根据如下方法构建电网的运行评估模型：S21.构建配电网节点电流注入状态方程：其中，Ure和Uim分别为节点电压的实部分量和虚部分量，Ire和Iim分别为节点电流的实部分量和虚部分量，△Ire和△Iim分别为节点电流的变化量的实部分量和虚部分量，E为单位矩阵；S22.根据电网节点电流注入状态量获取节点注入的有功功率Pi和无功功率Qi：其中，Rij为节点i到节点j之间的电阻，Xij为节点i到节点j之间的电抗，N表示配电网的节点个数；S23.将有功功率Pi和无功功率Qi对和微分，求得配电网的灵敏度矩阵：其中，J为配电网的灵敏度矩阵，△Pi和△Qi为节点i的有功功率和无功功率的变化量，i＝1,2，…，N；S24.对配电网的灵敏度矩阵进行去松弛化处理：由于松弛节点的电压为参考电压，那么松弛节点s有：由此，对于节点s：其电压具有如下方程：

【专利技术属性】
技术研发人员：林今，郭万方，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11