一种电力系统最佳DG接入位置和容量的计算方法技术方案

本发明专利技术涉及一种电力系统最佳DG接入位置和容量的计算方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、输入数据，进行配电网潮流计算；步骤2、基于步骤1的计算结果，通过敏感指数(SI)确定DG最佳位置；步骤3、通过配电系统的总有功功率损耗确定DG最佳容量。本发明专利技术能够将功率损失降到最低，并改善电压分布。并改善电压分布。并改善电压分布。

【技术实现步骤摘要】
一种电力系统最佳DG接入位置和容量的计算方法


[0001]本专利技术属于电网运行规划
，尤其是一种电力系统最佳DG接入位置和容量的计算方法。

技术介绍

[0002]燃烧化石燃料发电产生的高浓度二氧化碳已经引起了对环境健康的关注。这些对环境的担忧导致了广泛的研究，以寻找发电的替代方法。这导致了可再生能源分布式发电(REDG)的引入作为替代。使用REDG的优点是可以自然地将能源转换为另一种能源，例如风能和光伏，从而将对环境的影响降到最低。REDH的灵活性使其能够便捷接入现有配电网。但是，将REDG纳入配电网后，传统的潮流动态由单向变为双向，可能导致能耗的不平衡。这些动态变化也会影响电压、频率和无功功率。因此，必须提出一种新的方式重新评估和管理整个电网。
[0003]为了减少REDG与电网集成的负面影响，提高系统的效率，在制定最优解时必须采用运行约束。DG容量和位置的优化选择是配电网规划和运行的关键。DG的最佳容量和位置可以提高电力传输能力，降低电力损耗，改善电能质量，并降低成本。而在任意位置安装DG有可能会对系统的运行造成不利影响。为了从DG中获得技术效益，找到合适的尺寸和位置是很重要的。
[0004]反而言之，如果不能优化接入到电网中的DG的容量和位置，可能会导致更多的电力损失和电压不稳定情况。
[0005]经检索，未发现与本专利技术相同或相近似的现有技术的公开文献。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出一种电力系统最佳DG接入位置和容量的计算方法，能够将功率损失降到最低，并改善电压分布。
[0007]本专利技术解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：
[0008]一种电力系统最佳DG接入位置和容量的计算方法，包括以下步骤：
[0009]步骤1、输入数据，进行配电网潮流计算；
[0010]步骤2、基于步骤1的计算结果，通过敏感指数(SI)确定DG最佳位置；
[0011]步骤3、通过配电系统的总有功功率损耗确定DG最佳容量。
[0012]而且，所述步骤1的具体方法为：
[0013]将电网的运行参数输入至潮流计算矩阵：支路阻抗、电纳、变比、系统内发电机功率、节点负荷功率、节点电压值、节点相角值、无功补偿装置情况，并求解雅可比矩阵，计算网络的潮流运行结果。
[0014]而且，所述步骤2的具体步骤包括：
[0015](1)敏感指数(SI)表示由REDG注入功率引起的总功率损耗和电压不合格情况，在数学上定义为：
[0016][0017][0018]其中，
[0019]式中，阻抗矩阵[Z
bus
]矩阵的第ij个元素定义为Z
ij
＝r
ij
+x
ij
；γ
i
为加权因子；母线的有功功率和无功功率分别由P
i
＝P
DGi
‑
P
Di
和Q
i
＝Q
DGi
‑
Q
Di
表示；其中P
DGi
和Q
DGi
是母线i上DG注入的功率；P
Di
和Q
Di
是母线i上的负载；加权系数用于强调DG放置与功率损耗和电压差异相关的关键特征；
[0020](2)有功功率相对于DG注入有功功率的灵敏度则用损耗公式来计算：
[0021][0022]式(1)中的电压敏感系数用于将母线电压的波动与DG功率注入关联起来；每个系数都将注入功率和母线i电压幅值之间的相关关系线性化；
[0023](3)用改进后的雅可比矩阵表示这些灵敏度的计算方法为：
[0024][0025]假设功率因数为整数，则ΔQ＝0，J
Qθ
Δθ+J
Qθ
ΔV＝0，然后将Δθ代入上式并整理，可得：
[0026][0027](4)求得电压灵敏度系数后，从而可确定所有母线的灵敏度指数(SI)，具有最高SI的母线就是DG的最佳选址。
[0028]而且，所述步骤3的具体方法为：
[0029]如果式(2)相对母线i处DG的有功功率的偏导数趋于零，则该式变为：
[0030][0031]因此：
[0032][0033]DG的最佳位置由最高SI决定，最佳容量由式(7)获得。
[0034]本专利技术的优点和有益效果：
[0035]本专利技术提出一种电力系统最佳DG接入位置和容量的计算方法，来确定DG的大小和位置，以减少有功功率损失和提高配电网电压分布。本专利技术利用敏感系数计算DG的容量和位置，并利用IEEE 24母线系统验证了该方法的有效性，在IEEE 24节点网络上对所提出的分析方法进行了测试。结果表明，本专利技术所提方法能计算出DG的最佳容量与位置。计算结果表明，当DG在最优位置以最佳容量接入电网时，系统的运行损耗最小，并且系统电压也有显
著改善。
附图说明
[0036]图1为本专利技术的处理流程图；
[0037]图2为为本专利技术的IEEE 24节点实施例图；
[0038]图3为为本专利技术的不同母线上的敏感指数示意图；
[0039]图4为不同情况的电压曲线图；
[0040]图5为接入DG后每条母线的总有功功率损耗示意图。
具体实施方式
[0041]以下结合附图对本专利技术作进一步详述：
[0042]一种电力系统最佳DG接入位置和容量的计算方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0043]将REDG引入配电网具有显着的优势，例如减少化石燃料的排放，改善电能质量，可靠性和电压曲线。现对DG最佳位置与容量进行建模：
[0044]步骤1、输入数据，进行配电网潮流计算；
[0045]所述步骤1的具体方法为：
[0046]将电网的运行参数输入至潮流计算矩阵：支路阻抗、电纳、变比、系统内发电机功率、节点负荷功率、节点电压值、节点相角值、无功补偿装置情况，并求解雅可比矩阵，计算网络的潮流运行结果。
[0047]步骤2、基于步骤1的计算结果，通过敏感指数(SI)确定DG最佳位置；
[0048]在本实施例中，提出了敏感指数(SI)来确定REDG的最佳位置。所提出的敏感指数(SI)计算方法结合了损耗公式和电压灵敏度系数。
[0049]所述步骤2的具体步骤包括：
[0050](1)敏感指数(SI)表示由REDG注入功率引起的总功率损耗和电压不合格情况，在数学上定义为：
[0051][0052][0053]其中，
[0054]式中，阻抗矩阵[Z
bus
]矩阵的第ij个元素定义为Z
ij
＝r
ij
+x
ij
；γ
i
为加权因子；母线的有功功率和无功功率分别由P
i
＝P
DGi
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力系统最佳DG接入位置和容量的计算方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、输入数据，进行配电网潮流计算；步骤2、基于步骤1的计算结果，通过敏感指数(SI)确定DG最佳位置；步骤3、通过配电系统的总有功功率损耗确定DG最佳容量。2.根据权利要求1所述的一种电力系统最佳DG接入位置和容量的计算方法，其特征在于：所述步骤1的具体方法为：将电网的运行参数输入至潮流计算矩阵：支路阻抗、电纳、变比、系统内发电机功率、节点负荷功率、节点电压值、节点相角值、无功补偿装置情况，并求解雅可比矩阵，计算网络的潮流运行结果。3.根据权利要求1所述的一种电力系统最佳DG接入位置和容量的计算方法，其特征在于：所述步骤2的具体步骤包括：(1)敏感指数(SI)表示由REDG注入功率引起的总功率损耗和电压不合格情况，在数学上定义为：上定义为：其中，式中，阻抗矩阵[Z
bus
]矩阵的第ij个元素定义为Z
ij
＝r
ij
+x
ij
；γ
i
为加权因子；母线的有功功率和无功功率分别由P
i
＝P
DGi
‑
P
Di
和Q

【专利技术属性】
技术研发人员：郝子源，史钧杰，王光，刘倞，李东旭，卢明伟，杨阳，黄旭，刘超，高强伟，赵长伟，杨国朝，刘伟，骈瑞珺，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网天津市电力公司城东供电分公司，
类型：发明
国别省市：