考虑分布式资源可信容量的变电容量计算方法技术

本发明专利技术涉及配电网承载力评估技术领域，特别涉及考虑分布式资源可信容量的变电容量计算方法，包括以下步骤：1）确定变电可信容量；2）高压配电网典型接线模式及转供方式分析；3）计及分布式资源的配电网可靠性评估；4）变电可信容量评估方法。与现有技术相比，通过本发明专利技术的计算方法能确定变电可信容量，增加分布式电源负荷量，提高系统的可靠性。提高系统的可靠性。提高系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
考虑分布式资源可信容量的变电容量计算方法


[0001]本专利技术涉及配电网承载力评估
，特别涉及考虑分布式资源可信容量的变电容量计算方法。

技术介绍

[0002]根据《能源发展战略行动计划(2014～2020年)》，全国2020年非化石能源比例将达到15％，风电、光伏装机容量分别不少于2亿、1亿千瓦；根据《新城镇新能源新生活建设行动计划》，全国2020年建成100个新能源示范城市、200个绿色能源示范县、30个分布式光伏示范园区，新能源、分布式电源在城镇电力消费中达到30％以上。预计2020年全国分布式电源装机容量(不含小水电)达到1.5亿千瓦。如此高渗透率的新能源和分布式电源的接入，如不加以有效规划控制，势必导致配电网保护配置复杂、电能质量降低，影响其供电安全水平。电动汽车、储能等非线性多元化负荷的接入，都将导致配电网电能质量降低，尤其是大量电动汽车集中快速充电，将引起配电网中的中低压线路和配变过载，进一步拉大负荷峰谷差。随着分布式电源和多样性负荷的接入，配电网由“无源”变为“有源”，潮流由“单向”变为“多向”，呈现出愈加复杂的“多源性”特征。配电网迫切需要建成高度融合信息、通信、控制技术的源
‑
网
‑
荷协调运行系统，通过对新能源、分布式电源和多样性负荷的有效监测和优化调控，充分消纳新能源和分布式电源，降低负荷峰谷差，提高电网的运行效率，实现传统配电网向现代主动配电网的升级。
[0003]主动配电网的主动性体现在对分布式能源的主动调节，传统的对分布式能源的处理是即发即用，而主动配电网可通过加入储能消纳环节、改变功率因数，从而实现大量分布式电源接入，增加配电系统的电源容量，提高系统的可靠性。也就是说分布式能源可在一定程度上替代上级电源负担部分负荷。但是由于间歇性分布式电源具有较强的随机性和波动性，难以进行有效控制，因此等容量的分布式电源远小于上级电源所带负荷量。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种考虑分布式资源可信容量的变电容量计算方法，其技术方案如下：
[0005]考虑分布式资源可信容量的变电容量计算方法，包括以下步骤：
[0006]1)确定变电可信容量；
[0007]2)高压配电网典型接线模式及转供方式分析；
[0008]3)计及分布式资源的配电网可靠性评估；
[0009]4)变电可信容量评估方法。
[0010]步骤1)中所述确定变电可信容量是采用一定负荷水平下的有效载荷能力指标评估分布式电源的变电可信容量，表达式如下：
[0011]R(C
T
,L0)＝R(C
T
,C
DG
,L0+ΔL)
ꢀꢀ
(1
‑
1)
[0012]式中，R(
·
)为高压配电网可靠性估算函数，其可靠性指标可以取系统平均停电频
率SAIFI、系统平均停电持续时间SAIDI或电量不足期望值EENS；C
T
，C
DG
分别为一定接线模式下变电容量、分布式电源接入容量；L0，ΔL分别为供电分区内各变电站10kV原始负荷总和与新增负荷总和。当式(1)成立时，对应的ΔL，即为供电分区内变电站分布式电源C
MG
的变电可信容量。
[0013]步骤2)中所述压配电网典型接线模式及转供方式分析是指当高压配电网发生故障造成负荷失电时，失电负荷首先由高压配电网转供；转供线路故障或转供负荷越限时，通过中压侧站间联络转供，高压转供与中压转供共同决定了系统的可靠性水平，分析不同的接线模式在元件故障后的负荷转移差异，所导致可靠性差异，从而得出分析结果。
[0014]步骤3)中所述计及分布式资源的配电网可靠性评估，采用主动配电网可靠性计算时序模型，选用年期望缺供电量作为可靠性评估指标，其表达式为：
[0015][0016]式中，N代表总模拟年数；E
ns
代表一次故障状态下的缺供电量；q和p分别为电源元件故障状态模拟次数和非电源元件故障状态模拟次数；
[0017]计算步骤如下：
[0018]步骤3.1)根据分布式电源的类型，生成其与配电网交换功率时序变化序列，根据电源出力模型，在模拟总时长T范围内，生成电源的时序变化序列，并根据负荷的性质以及储能正常运行状态下的运行策略，生成储能系统SOC的时序变化序列，根据电价和成本水平，生成其他各电源元件出力时序序列；
[0019]步骤3.2)生成故障状态序列，对系统中的电源元件和非电源元件同时进行序贯模拟，不考虑双重及以上故障，当非电源元件故障状态出现时，进行步骤3故障评估时选择方式a，p加1；当电源元件故障状态出现时，步骤3故障评估时选择方式b，q加1；
[0020]步骤3.3)故障评估：
[0021]步骤3.4)指标评估，将电源元件及非电源元件故障状态计算指标统一，如式(1
‑
2)，求得分布式资源接入后的系统可靠性指标。
[0022]步骤3.3)中所述故障评估，是指根据非电源元件故障情况，查询故障模式分析表库，确定失负荷区域，进而根据步骤1所得DG出力序列，确定失负荷区域内DG在系统故障期间的出力情况，确定需转供的负荷大小及转供路径；无法完成转供时，失负荷区域内的储能实施故障运行策略，供给部分负荷；仍无法满足所有负荷用电时，确定需削减用电的可控负荷量，实施了上述所有措施后仍无法实现供电的负荷即为此次故障的失电负荷，记录该次故障状态的缺供电量E
ns
。
[0023]步骤3.3)中所述故障评估，是指根据电源元件故障情况，确定故障区域，除去故障电源，根据步骤1所得DG出力序列，确定故障区域剩余DG在故障过程中的出力情况，确定需转供的负荷大小及转供路径；无法完成转供时，失负荷区域内的储能实施故障运行策略，供给部分负荷；仍无法满足所有负荷用电时，确定需削减用电的可控负荷量，实施了上述所有措施后仍无法实现供电的负荷即为此次故障的失电负荷，记录该次故障状态的缺供电量E
ns
。
[0024]步骤4)中所述变电可信容量评估方法，采用弦截法进行可信容量的评估，包括以下步骤：
[0025]步骤4.1)输入系统高压配电网网架结构及变电站站间联络约束，根据由线性最优规划求得该接线结构下系统的最大安全负荷，通过计算机自动遍历，建立所有非电源元件的故障模式影响分析表库并确定转供方式；
[0026]步骤4.2)计算未配置分布式资源时原始系统中的可靠性水平R0；
[0027]步骤4.3)采用蒙特卡洛模拟法计算配置分布式资源后的配电网可靠性水平R
G
；
[0028]步骤4.4)利用弦截法，不断调整负荷大小，使得配置了分布式资源后系统的可靠性水平R
G
等于原始系统可靠性水平R0，求得此时的最大安全负荷L
p
与初始最大安全负荷L0两者的差值即系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.考虑分布式资源可信容量的变电容量计算方法，其特征在于包括以下步骤：1)确定变电可信容量；2)高压配电网典型接线模式及转供方式分析；3)计及分布式资源的配电网可靠性评估；4)变电可信容量评估方法。2.根据权利要求1所述的考虑分布式资源可信容量的变电容量计算方法，其特征在于：步骤1)中所述确定变电可信容量是采用一定负荷水平下的有效载荷能力指标评估分布式电源的变电可信容量，表达式如下：R(C
T
,L0)＝R(C
T
,C
DG
,L0+ΔL)
ꢀꢀꢀꢀ
(1
‑
1)式中，R(
·
)为高压配电网可靠性估算函数，其可靠性指标可以取系统平均停电频率SAIFI、系统平均停电持续时间SAIDI或电量不足期望值EENS；C
T
，C
DG
分别为一定接线模式下变电容量、分布式电源接入容量；L0，ΔL分别为供电分区内各变电站10kV原始负荷总和与新增负荷总和。当式(1)成立时，对应的ΔL，即为供电分区内变电站分布式电源C
MG
的变电可信容量。3.根据权利要求1所述的考虑分布式资源可信容量的变电容量计算方法，其特征在于：步骤2)中所述高压配电网典型接线模式及转供方式分析，是指当高压配电网发生故障造成负荷失电时，失电负荷首先由高压配电网转供；转供线路故障或转供负荷越限时，通过中压侧站间联络转供，高压转供与中压转供共同决定了系统的可靠性水平，分析不同的接线模式在元件故障后的负荷转移差异，所导致可靠性差异，从而得出分析结果。4.根据权利要求1所述的考虑分布式资源可信容量的变电容量计算方法，其特征在于：步骤3)中所述计及分布式资源的配电网可靠性评估，采用主动配电网可靠性计算时序模型，选用年期望缺供电量作为可靠性评估指标，其表达式为：式中，N代表总模拟年数；E
ns
代表一次故障状态下的缺供电量；q和p分别为电源元件故障状态模拟次数和非电源元件故障状态模拟次数；计算步骤如下：步骤3.1)根据分布式电源的类型，生成其与配电网交换功率时序变化序列，根据电源出力模型，在模拟总时长T范围内，生成电源的时序变化序列，并根据负荷的性质以及储能正常运行状态下的运行策略，生成储能系统SOC的时序变化序列，根据电价和成本水平，生成其他各电源元件出力时序序列；步骤3.2)生成故障状态序列，对系统中的电源元件和非电源元件同时进行序贯模拟，不考虑双重及以上故...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐明忻，王俊生，韩永强，姜晓琳，刘文博，孙天行，范晓龙，周洋，
申请(专利权)人：国网内蒙古东部电力设计有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：