考虑随机负荷的分布式电源配电网分析及优化控制方法技术

本发明专利技术属于电网新能源技术领域，尤其涉及一种考虑随机负荷的分布式电源配电网分析及优化控制方法。包括以下步骤：步骤1.构建系统元件的随机模型；步骤2.建立节点电压越限和之路潮流月线评估指标，以此来定量评价系统的安全风险水平；步骤3.通过对风电、光伏接入配电网进行规划，考虑成本在内来制定风险控制模型。本发明专利技术考虑了随机负荷的含分布式电源的配电网风险分析，将电源侧与负荷侧相结合的方法对配电网运行综合风险进行评估，找到系统运行时潜在的危险，使系统的可靠性和配网运行的效率得到显著提高，对配电网安全运行的稳定性具有积极的指导意义。有积极的指导意义。有积极的指导意义。

【技术实现步骤摘要】
考虑随机负荷的分布式电源配电网分析及优化控制方法


[0001]本专利技术属于电网新能源
，尤其涉及一种考虑随机负荷的分布式电源配电网分析及优化控制方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着电网逐步构建以新能源为主体的新型电力系统，风电、光伏等分布式新能源大规模的接入电网，与此同时，以电为主体的终端消费格局正在逐步建立。一方面，从发电侧看，分布式电源(Distributed Generation，DG)出力的随机性和不确定性，直接影响整个电网的安全性和可靠性，另一方面，从负荷侧，大量负荷随机性的接入，使得电网负荷特性曲线不确定，高峰负荷或不断上升，电网运行复杂。
[0003]传统的风险评估分析方法主要沿袭了可靠性评估方法，按照解析法或模拟法等方法根据配电网实际情况进行分析，主要依赖于专家评价方法来确定权重系数，电源侧和负荷侧的随机性结合不够完备。
[0004]由于已有的配电网风险评估方法难以适用，因此，将对电力系统的安全运行带来新的风险挑战，针对配电网系统的运行，构建一个考虑随机负荷的含分布式电源的配电网运行综合风险评估体系是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术中存在的不足之处，本专利技术提供了一种考虑随机负荷的分布式电源配电网分析及优化控制方法。其目的是为了实现提高系统的可靠性和配网运行效率的专利技术目的。
[0006]本专利技术为了实现上述目的所采用的技术方案是：
[0007]一种考虑随机负荷的分布式电源配电网分析及优化控制方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1.构建系统元件的随机模型；
[0009]步骤2.建立节点电压越限和支路潮流越限评估指标，以此来定量评价系统的安全风险水平；
[0010]步骤3.通过对风电、光伏接入配电网进行规划，考虑成本在内来制定风险控制模型。
[0011]更进一步的，步骤1所述构建系统元件的随机模型，包括：风电、光伏的随机模型和负荷随机模型。
[0012]更进一步的，所述风电、光伏的随机模型，包括：
[0013]风电出力主要由风速大小所决定，其中风速的统计特性服从于双参数Weibull分布；F代表规划综合收益目标函数，P
r
分别为风机额定输出功率，v为风速,v
co
、v
ci
和v
cr
分别为切出、切入和额定风速,k
w
和c
w
分别表示尺度和形状参数，因此P
w
风机有功出力的分布函数表达式为：
[0014][0015]太阳光照强度因所处的地理环境和位置的不同而不同，通过大量数据的测量，用Beta分布表示一天内的太阳光照强度分布，则光伏发电输出的有功功率的概率密度函数为：
[0016][0017][0018]其中,Γ(g)为Gamma函数；α和β为Bate分布的两个参数，表征函数形状；P
solar
和P
solar max
分别为光伏电池阵列的实际出力和最大出力；r表示太阳的辐射度；η和A分别为电能转换效率和电池阵列的总体面积；
[0019]所述负荷随机模型，包括：
[0020]负荷概率模型W可分为离散型模型和连续型模型，对于离散型负荷可通过一系列离散的数据来表示，包括各离散点的负荷功率值及其相对应的概率；对于连续型负荷采用正态分布近似来表征负荷的不确定性，其有功P
LD
和无功Q
LD
概率模型为：
[0021][0022]其中,μ
LP,t
和μ
LQ,t
分别表示为t时刻常规负荷有功功率和无功功率的期望值；λ
LP,t
和λ
LQ,t
分别表示为t时刻常规负荷有功功率和无功功率的变异系数。
[0023]更进一步的，步骤2所述建立节点电压越限和支路潮流越限评估指标，以此来定量评价系统的安全风险水平，包括：建立风险指标体系；
[0024]电网节点重要度综合考虑节点度数、介数和节点所接常规负荷的比重，支路重要度以线路度数和介数来衡量：
[0025]ρ
v,i
＝α1D
v,j
+α2B
v,j
+α3N
Pj
(9)
[0026]ρ
l,i
＝β1D
l,j
+β2B
l,j
(10)
[0027]其中,D
v,j
和B
v,j
分别为节点度数和介数,N
Pj
表示节点注入功率；D
l,j
和B
l,j
分别为线
路度数和介数；ρ
v,i
和ρ
l,i
分别为节点i的节点重要度和支路i的支路重要度；α1、α2和α3为权重系数，α1+α2+α3＝1；β1和β2为权重系数,β1+β2＝1；权重值大小通过层次分析法来确定。
[0028]更进一步的，步骤3所述通过对风电、光伏接入配电网进行规划，考虑成本在内来制定风险控制模型，包括：电网短期安全风险、系统风险及分布式电源优化。
[0029]更进一步的，所述电网短期安全风险，包括：节点电压越限运行风险和支路功率过载运行风险。
[0030]更进一步的，所述节点电压越限运行风险，包括：
[0031][0032]其中,为节点i的电压越限运行风险值，ρ
v,i
为节点i的节点重要度，n
v,i
(t)为第t时刻节点i的电压状态数；P(S
v,j
)为第j个电压状态的概率；S
v,j
(t)为t时刻节点i第j个电压状态的电压损失严重度，其计算公式如下：
[0033][0034]其中，V,V
max
和V
min
分别为电压合格范围及其上下限的标幺值；
[0035]所述支路功率过载运行风险，包括：
[0036][0037]其中,为支路i功率过载运行风险值，ρ
l，i
为支路i的支路重要度，n
l,i
(t)为第t时刻支路i的潮流状态数；P(S
l,j
)为第j个潮流状态的概率；S
l,j
(t)为t时刻支路i第j个潮流状态的电压损失严重度，其计算公式如下：
[0038][0039]其中,L
i
为线路实际有功与额定有功的比值。
[0040]更进一步的，所述系统风险从节点电压越限总风险值和支路潮流过载总风险值两方面考虑；
[0041]以R
SRI
表征系统运行短期综合安全风险系数，以表征配电网系统电压越限及其分布不确定性引起的电压风险，以表征配电网系统潮流越限及其分布不确定性引起的潮流风险，即
[0042][0043]其中,γ1和γ2为安全风险权重系数，γ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.考虑随机负荷的分布式电源配电网分析及优化控制方法，其特征是：包括以下步骤：步骤1.构建系统元件的随机模型；步骤2.建立节点电压越限和支路潮流越限评估指标，以此来定量评价系统的安全风险水平；步骤3.通过对风电、光伏接入配电网进行规划，考虑成本在内来制定风险控制模型。2.根据权利要求1所述的考虑随机负荷的分布式电源配电网分析及优化控制方法，其特征是：步骤1所述构建系统元件的随机模型，包括：风电、光伏的随机模型和负荷随机模型。3.根据权利要求2所述的考虑随机负荷的分布式电源配电网分析及优化控制方法，其特征是：所述风电、光伏的随机模型，包括：风电出力主要由风速大小所决定，其中风速的统计特性服从于双参数Weibull分布；F代表规划综合收益目标函数，P
r
分别为风机额定输出功率，v为风速,v
co
、v
ci
和v
cr
分别为切出、切入和额定风速,k
w
和c
w
分别表示尺度和形状参数，因此P
w
风机有功出力的分布函数表达式为：太阳光照强度因所处的地理环境和位置的不同而不同，通过大量数据的测量，用Beta分布表示一天内的太阳光照强度分布，则光伏发电输出的有功功率的概率密度函数为：分布表示一天内的太阳光照强度分布，则光伏发电输出的有功功率的概率密度函数为：其中,Γ(g)为Gamma函数；α和β为Bate分布的两个参数，表征函数形状；P
solar
和P
solar max
分别为光伏电池阵列的实际出力和最大出力；r表示太阳的辐射度；η和A分别为电能转换效率和电池阵列的总体面积；所述负荷随机模型，包括：负荷概率模型W可分为离散型模型和连续型模型，对于离散型负荷可通过一系列离散的数据来表示，包括各离散点的负荷功率值及其相对应的概率；对于连续型负荷采用正态分布近似来表征负荷的不确定性，其有功P
LD
和无功Q
LD
概率模型为：
其中,μ
LP,t
和μ
LQ,t
分别表示为t时刻常规负荷有功功率和无功功率的期望值；λ
LP,t
和λ
LQ,t
分别表示为t时刻常规负荷有功功率和无功功率的变异系数。4.根据权利要求1所述的考虑随机负荷的分布式电源配电网分析及优化控制方法，其特征是：步骤2所述建立节点电压越限和支路潮流越限评估指标，以此来定量评价系统的安全风险水平，包括：建立风险指标体系；电网节点重要度综合考虑节点度数、介数和节点所接常规负荷的比重，支路重要度以线路度数和介数来衡量：ρ
v,i
＝α1D
v,j
+α2B
v,j
+α3N
Pj
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)ρ
l,i
＝β1D
l,j
+β2B
l,j
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(10)其中,D
v,j
和B
v,j
分别为节点度数和介数,N
Pj
表示节点注入功率；D
l,j
和B
l,j
分别为线路度数和介数；ρ
v,i
和ρ
l,i
分别为节点i的节点重要度和支路i的支路重要度；α1、α2和α3为权重系数，α1+α2+α3...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘禹彤，齐阳，张娜，程孟增，杨朔，徐熙林，杨天蒙，叶小忱，杨方圆，李金起，王宗元，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：