配电网广义电源变电可信容量评估方法、装置和计算设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种配电网广义电源变电可信容量评估方法，适于在计算设备中执行，该方法包括：建立配电网的广义电源出力模型，该模型包括风电机组模型、光伏发电系统模型、储能系统模型和可控负荷模型；基于预定模拟算法，以年期望缺供电量为可靠性水平的评价指标，根据高压配电网的接线模式建立配电网的可靠性计算时序模型，该模型分别生成了风电机组模型、光伏发电系统模型和储能系统模型的时序变化序列；分别计算广义电源接入配电网前后的第一、第二可靠性水平，并通过调整配电网的负荷大小，使得第二可靠性水平等于第一可靠性水平，此时所增加的负荷大小即为所述变电可信容量。本发明专利技术还公开了对应的评估装置和用于执行该方法的计算设备。

【技术实现步骤摘要】
配电网广义电源变电可信容量评估方法、装置和计算设备
本专利技术涉及电力系统领域，尤其涉及一种配电网广义电源变电可信容量评估方法、装置和计算设备。
技术介绍
随着分布式电源、储能及需求侧响应(DG)资源渗透率的不断提高，其可作为配电网中的电源代替变电容量承担部分负荷，因此将配电网中的分布式能源统称为广义电源(GeneralizedPowerSource，GPS)。评估配电网中广义电源替代变电容量的容量价值，不仅可以为主动配电网中变电站规划提供支撑，从而提高电网资产设备利用率，而且可以有效评估广义电源对电力系统的贡献，为市场机制和电价政策的制定提供决策支持。如何能在变电容量规划阶段考虑到分布式电源的替代容量，根据扣除后的变电站容量进行选址和定容将会适应更大规模分布式能源并网的规划场景，其中可信容量的求解技术方法具有重要研究意义。近年来，国内外针对用可信容量来评估间歇性能源对系统容量充裕度所做贡献的研究取得了一定的成果，但目前已有的研究大多是在大电网层面考察间歇性能源替代常规发电机组的有效容量，可靠性不变是指发电系统充裕性不变，缺乏对可信容量在配电网层面的研究。而且，针对配电网层面，在一个变电站供电范围内，分布式能源能够替代的变电容量的研究方法是把容载比作为可靠性指标。分布式能源接入后，在容载比不变的情况下，将能够多增加的负荷量定义为可信容量，并在变电站容量中扣除可信容量。这样会导致同一区域内的变电站规模不同，不利于故障下的负荷转移，且未考虑高压配网结构。
技术实现思路
为此，本专利技术提供一种配电网广义电源变电可信容量评估方法、装置和计算设备，以力图解决或至少缓解上面存在的问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种配电网广义电源变电可信容量评估方法，适于在计算设备中执行，所述方法包括：建立配电网的广义电源出力模型，所述广义电源出力模型包括风电机组模型、光伏发电系统模型、储能系统模型和可控负荷模型；基于预定模拟算法，以年期望缺供电量为可靠性水平的评价指标，根据高压配电网的接线模式建立配电网的可靠性计算时序模型，该模型分别根据风电机组模型、光伏发电系统模型和储能系统模型生成对应的时序变化序列；计算广义电源接入配电网前的第一可靠性水平，并根据可靠性计算时序模型计算初始负荷下广义电源接入配电网后的第二可靠性水平；以及通过调整配电网的负荷大小，使得第二可靠性水平等于第一可靠性水平，此时所增加的负荷大小即为该配电网内广义电源的变电可信容量。可选地，在根据本专利技术的方法中，配电网的负荷量L(t)为：L(t)＝Ly×Pwk×Pd×Ph(t)其中，Ly是年峰荷，Pwk是52周的平均峰荷，Pd是日平均峰荷占周峰荷百分比，Ph(t)为运行天24小时平均峰荷占日峰荷百分比。可选地，在根据本专利技术的方法中，可靠性计算时序模型还通过对配电网中的电源元件和非电源元件进行序贯模拟来生成故障状态序列。可选地，在根据本专利技术的方法中，年期望缺供电量RG为：其中，N代表总模拟年数，Ens.n代表一次故障状态下的缺供电量；q和p分别为电源元件和非电源元件的故障状态模拟次数。可选地，在根据本专利技术的方法中，风电机组模型包括风电机组出力与风速之间的关系：其中，vci，vr，vco及Pr分别为风电机组的切入风速、额定风速、切出风速及风电机组的额定功率，f(v)是风速在vci和vco之间时风电机组风速与风电功率之间的函数关系。可选地，在根据本专利技术的方法中，光伏发电系统模型包括光伏发电系统的有功出力与太阳光辐射强度之间的关系：其中，S为光伏电池板的有效面积，I(t)为t时刻电池板接收到的光强，ηc为太阳能电源板的转换效率；Kc为阈值常数。可选地，在根据本专利技术的方法中，储能系统模型包括储能系统的充放电功率函数：其中，与分别表示t时刻储能电池的充电功率与放电功率，pex为净交换功率，即负荷需求与需求侧响应出力的差值，ηc、ηd分别为储能系统的充放电效率，γc、γd分别为单位时间内充、放电的最大功率与储能电池额定容量的比值，Snom为额定容量。可选地，在根据本专利技术的方法中，当出现故障时，其中，pload.t，ploss.t，pDG.i.t分别为t时刻停电区域内的总负荷功率、网损功率和第i组需求侧响应的上网功率；pT.t为停电区域可转供的负荷量；NDG为停电区域内需求侧响应的总数量。可选地，在根据本专利技术的方法中，储能系统模型还包括储能系统的充放电功率约束和荷电状态约束：Soc.min≤Soc.t≤Soc.max其中，Soc.t、Soc.mmin、Soc.max分别是t时刻储能系统的荷电状态、荷电状态最小值和荷电状态最大值，ΔT为时间差。可选地，在根据本专利技术的方法中，当出现停电故障且需要储能系统执行故障策略时，系统所需削减的可控负荷总量pIL.t为：其中，Tout为停电时间。可选地，在根据本专利技术的方法中，接线模式包括直接接线、单侧电源T型接线、双电源T型接线、双电源π型接线。根据本专利技术的又一方面，提供了一种配电网广义电源变电可信容量评估装置，适于驻留在计算设备中执行，该装置包括：第一模型构建模块，适于建立配电网的广义电源出力模型，该模型包括风电机组模型、光伏发电系统模型、储能系统模型和可控负荷模型；第二模型构建模块，适于基于预定模拟算法，以年期望缺供电量为可靠性水平的评价指标，根据高压配电网的接线模式建立配电网的可靠性计算时序模型，该模型分别根据风电机组模型、光伏发电系统模型和储能系统模型生成对应的时序变化序列；以及可信容量计算模块，适于计算广义电源接入配电网前的第一可靠性水平，根据可靠性计算时序模型计算初始负荷下广义电源接入配电网后的第二可靠性水平，并通过调整配电网的负荷大小，使得第二可靠性水平等于第一可靠性水平，此时所增加的负荷大小即为该配电网内广义电源的变电可信容量。可选地，在根据本专利技术的装置中，配电网的负荷量L(t)为：L(t)＝Ly×Pwk×Pd×Ph(t)其中，Ly是年峰荷，Pwk是52周的平均峰荷，Pd是日平均峰荷占周峰荷百分比，Ph(t)为运行天24小时平均峰荷占日峰荷百分比。可选地，在根据本专利技术的装置中，可靠性计算时序模型还通过对配电网中的电源元件和非电源元件进行序贯模拟来生成故障状态序列。可选地，在根据本专利技术的装置中，年期望缺供电量RG为：其中，N代表总模拟年数，Ens.n代表一次故障状态下的缺供电量，q和p分别为电源元件和非电源元件的故障状态模拟次数。可选地，在根据本专利技术的装置中，风电模型包括风电机组出力与风速之间的关系：其中，vci，vr，vco及Pr分别为风电机组的切入风速、额定风速、切出风速及风电机组的额定功率，ff(v)是风速在vci和vco之间时风电机组风速与风电功率之间的函数关系。根据本专利技术的又一方面，提供了一种计算设备，包括：一个或多个处理器；存储器；和一个或多个程序，其中所述一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行如上所述的配电网广义电源变电可信容量评估方法的指令。根据本专利技术的又一方面，提供了一种存储一个或多个程序的可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当计算设备执行时，使得所述计算设备执行如上所述的配电网广义电源变电可信容量评估方法。根据本专利技术的技术方案，首先建立本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配电网广义电源变电可信容量评估方法，适于在计算设备中执行，所述方法包括：建立配电网的广义电源出力模型，所述广义电源出力模型包括风电机组模型、光伏发电系统模型、储能系统模型和可控负荷模型；基于预定模拟算法，以年期望缺供电量为可靠性水平的评价指标，根据高压配电网的接线模式建立配电网的可靠性计算时序模型，该模型分别根据所述风电机组模型、光伏发电系统模型和储能系统模型生成对应的时序变化序列；计算广义电源接入配电网前的第一可靠性水平，并根据所述可靠性计算时序模型计算初始负荷下广义电源接入配电网后的第二可靠性水平；以及通过调整配电网的负荷大小，使得第二可靠性水平等于第一可靠性水平，此时所增加的负荷大小即为该配电网内广义电源的变电可信容量。

【技术特征摘要】
1.一种配电网广义电源变电可信容量评估方法，适于在计算设备中执行，所述方法包括：建立配电网的广义电源出力模型，所述广义电源出力模型包括风电机组模型、光伏发电系统模型、储能系统模型和可控负荷模型；基于预定模拟算法，以年期望缺供电量为可靠性水平的评价指标，根据高压配电网的接线模式建立配电网的可靠性计算时序模型，该模型分别根据所述风电机组模型、光伏发电系统模型和储能系统模型生成对应的时序变化序列；计算广义电源接入配电网前的第一可靠性水平，并根据所述可靠性计算时序模型计算初始负荷下广义电源接入配电网后的第二可靠性水平；以及通过调整配电网的负荷大小，使得第二可靠性水平等于第一可靠性水平，此时所增加的负荷大小即为该配电网内广义电源的变电可信容量。2.如权利要求1所述的方法，其中，配电网的负荷量L(t)为：L(t)＝Ly×Pwk×Pd×Ph(t)其中，Ly是年峰荷，Pwk是52周的平均峰荷，Pd是日平均峰荷占周峰荷百分比，Ph(t)为运行天24小时平均峰荷占日峰荷百分比。3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述可靠性计算时序模型还通过对配电网中的电源元件和非电源元件进行序贯模拟来生成故障状态序列。4.如权利要求3所述的方法，其中，年期望缺供电量RG为：其中，N代表总模拟年数，Ens.n代表一次故障状态下的缺供电量；q和p分别为电源元件和非电源元件的故障状态模拟次数。5.如权利要求1所述的方法，其中，所述风电机组模型包括风电机组出力与风速之间的关系：其中，vci，vr，vco及Pr分别为风电机组的切入风速、额定风速、切出风速及风电机组的额定功率，f(v)是风速在vci和vco之间时风电机组风速与风电功率之间的函数关系。6.如权利要求1所述的方法，其中，所述光伏发电系统模型包括光伏发电系统的有功出力与太阳光辐射强度之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩璟琳，胡诗尧，安佳坤，邵华，凌云鹏，刘雪飞，杨占峰，韩伟，吴志力，宋毅，申泽渊，张知，翟广心，刘宗歧，刘译聪，郝永康，刘文霞，
申请(专利权)人：国网河北省电力有限公司经济技术研究院，国网河北省电力有限公司，国家电网有限公司，华北电力大学，
类型：发明
国别省市：河北,13