配电网分布式光伏准入容量计算方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种配电网分布式光伏准入容量计算方法，包括获取待分析配电网的数据信息；基于仿射算法计算得到负荷和光伏时序出力区间；构建配电网分布式光伏准入容量计算模型；采用线性近似方法对模型进行线性化；对模型求解完成配电网分布式光伏的准入容量计算。本发明专利技术还公开了一种实现所述配电网分布式光伏准入容量计算方法的系统。本发明专利技术采用仿射优化类区间潮流算法改进区间最优潮流模型，能够有效应对负荷和光伏出力的不确定性；采用基于区间潮流的光伏准入容量评估模型，计算分布式光伏最大准入容量，提高配电网对分布式光伏的接纳能力；利用模型的线性化处理，大幅提升模型的计算效率；而且本发明专利技术可靠性高，精确性好，效率较高。效率较高。效率较高。

【技术实现步骤摘要】
配电网分布式光伏准入容量计算方法及系统


[0001]本专利技术属于电气自动化
，具体涉及一种配电网分布式光伏准入容量计算方法及系统。

技术介绍

[0002]随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。因此，保障电能的稳定可靠供应，就成为了电力系统最重要的任务之一。
[0003]目前，分布式光伏(Distributed Photovoltaic,DPV)系统已经开始逐步并入电网。但是，随着DPV的大量接入，配电网可能出现电压波动和越限等安全问题，并且传统配电网结构和调控手段的欠缺等限制了分布式电源的接入。配电网电力电子化趋势下，如何准确计算配电网中DPV的准入容量，一直是研究人员的研究重点之一。
[0004]配电网中负荷和DPV出力具有波动性，对于该不确定性优化问题，传统的确定性潮流模型并不适用，而区间潮流算法提供了有效的处理方法。区间潮流采用区间数描述系统的不确定性，即建立含有区间数的潮流模型，并通过相应的区间分析方法求解。区间潮流分析系统状态量的上下边界，给出系统所有可能的运行状态，建模相对简单，求解效率较高。目前，常用的区间潮流算法包括了直接优化法和迭代类算法；直接优化法将非线性优化方法应用于区间不确定性潮流，求解结果虽然相对精确，但要耗费较多计算时间；而迭代类区间潮流算法采用不同的区间迭代算法压缩求解区间，收敛性存在不足。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一在于提供一种可靠性高，精确性好且效率较高的配电网分布式光伏准入容量计算方法。
[0006]本专利技术的目的之二在于提供一种实现所述配电网分布式光伏准入容量计算方法的系统。
[0007]本专利技术提供的这种配电网分布式光伏准入容量计算方法，包括如下步骤：
[0008]S1.获取待分析配电网的数据信息；
[0009]S2.根据步骤S1获取的数据信息，基于仿射算法计算得到负荷和光伏时序出力区间；
[0010]S3.以配电网分布式光伏准入容量最大为目标函数，以潮流约束、支路电压电流约束、DPV无功出力约束、SOP运行约束、ESOP运行约束、无功补偿约束和OLTC约束为约束条件，构建配电网分布式光伏准入容量计算模型；
[0011]S4.采用线性近似方法，对步骤S3建立的模型进行线性化；
[0012]S5.对步骤S4得到的模型进行求解计算，完成配电网分布式光伏的准入容量计算。
[0013]步骤S2所述的根据步骤S1获取的数据信息，基于仿射算法计算得到负荷和光伏时序出力区间，具体包括如下步骤：
[0014]基于仿射算法，计算得到负荷和光伏时序出力区间为其中为负荷和光伏时序出力区间，为负荷在第t个小时的出力区间均值，为DPV在第t个小时的出力区间均值，为负荷在第t个小时的出力区间的噪声元，为DPV在第t个小时的出力区间的噪声元，为负荷在第t个小时的出力区间半径，为DPV在第t个小时的出力区间半径。
[0015]步骤S3所述的以配电网分布式光伏准入容量最大为目标函数，具体包括如下步骤：
[0016]采用如下算式作为目标函数F：
[0017][0018]式中为接入节点i的DPV容量大小；Ω
DPV
为配电网DPV接入的候选节点集合。
[0019]步骤S3所述的以潮流约束、支路电压电流约束、DPV无功出力约束、SOP运行约束、ESOP运行约束、无功补偿约束和OLTC约束为约束条件，具体包括如下步骤：
[0020]采用如下算式作为支路潮流模型描述的仿射形式潮流约束：
[0021][0022][0023][0024][0025][0026][0027]式中为支路ij上流过的有功功率；为支路ij上流过的电流；Ω
l
为线路集合；r
ij
为支路ij的电阻；为注入节点j的有功功率；为节点j所接的负荷所吸收的有功功率；为支路ij上流过的无功功率；x
ij
为支路ij的电抗；为注入节点j的无功功率；为节点j所接的负荷所吸收的无功功率；Ω
G
为发电机集合；为发电机节点j
注入电网的有功功率；Ω
DPV
为DPV集合；为DPV注入节点j的有功功率；Ω
SOP
为安装SOP两端节点的集合；为SOP注入节点j的有功功率；为发电机节点j注入电网的无功功率；为DPV注入节点j的无功功率；为SOP注入节点j的无功功率；Ω
SVC
为SVC接入节点集；为SVC注入节点j的无功功率；Ω
SCB
为SCB接入节点集；为SCB注入节点j的无功功率；为节点i的电压；
[0028]采用如下算式作为支路电压电流约束：
[0029][0030][0031]式中为支路ij电流的上限值；为节点i电压的下限值；为节点i电压的上限值；
[0032]采用如下算式作为DPV无功出力约束：
[0033][0034]式中为DPV出力区间的标幺值；为DPV逆变器运行的最小功率因数；
[0035]采用如下算式作为SOP运行约束：
[0036][0037][0038][0039]式中为在t时刻SOP在节点i处换流器的有功功率损耗；为SOP换流器的损耗系数；为在节点i处SOP的安装容量；
[0040]采用如下算式作为ESOP运行约束：
[0041][0042][0043][0044][0045][0046][0047][0048][0049]式中为ESS的输出功率；为ESS的充电功率；为ESS的放电功率；为0
‑
1变量，用于表示ESS的充电状态；为ESS的最大充电功率；为0
‑
1变量，用于表示ESS的放电状态；为ESS的最大放电功率；D
ESS
为ESS的放电深度；E
ESS
为ESS的安装容量；为t时刻ESS的电量；η
ESS,C
为ESS的充电效率；η
ESS,D
为ESS的放电效率；
[0050]采用如下算式作为无功补偿约束：
[0051][0052][0053]式中为整数变量，表示在场景时刻t时j节点投入使用的SCB组数；为单组SCB的容量；为j节点能投入的最大SCB组数；为SVC能够发出无功功率的下限；为SVC能够发出无功功率的上限；
[0054]采用如下算式作为OLTC约束：
[0055][0056]式中为OLTC虚拟母线的电压；k
ij,t
为OLTC的变比档位；K
ij,t
为OLTC的分接头档位；Δk
oltc
为OLTC的每一档位的调节步长；为OLTC的最大调节档位。
[0057]步骤S4所述的采用线性近似方法，对步骤S3建立的模型进行线性化，具体包括如下步骤：
[0058]将步骤S3建立的模型中，变量的平方项用线型变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配电网分布式光伏准入容量计算方法，包括如下步骤：S1.获取待分析配电网的数据信息；S2.根据步骤S1获取的数据信息，基于仿射算法计算得到负荷和光伏时序出力区间；S3.以配电网分布式光伏准入容量最大为目标函数，以潮流约束、支路电压电流约束、DPV无功出力约束、SOP运行约束、ESOP运行约束、无功补偿约束和OLTC约束为约束条件，构建配电网分布式光伏准入容量计算模型；S4.采用线性近似方法，对步骤S3建立的模型进行线性化；S5.对步骤S4得到的模型进行求解计算，完成配电网分布式光伏的准入容量计算。2.根据权利要求1所述的配电网分布式光伏准入容量计算方法，其特征在于步骤S2所述的根据步骤S1获取的数据信息，基于仿射算法计算得到负荷和光伏时序出力区间，具体包括如下步骤：基于仿射算法，计算得到负荷和光伏时序出力区间为其中为负荷和光伏时序出力区间，为负荷在第t个小时的出力区间均值，为DPV在第t个小时的出力区间均值，为负荷在第t个小时的出力区间的噪声元，为DPV在第t个小时的出力区间的噪声元，为负荷在第t个小时的出力区间半径，为DPV在第t个小时的出力区间半径。3.根据权利要求2所述的配电网分布式光伏准入容量计算方法，其特征在于步骤S3所述的以配电网分布式光伏准入容量最大为目标函数，具体包括如下步骤：采用如下算式作为目标函数F：式中P
iDPV
为接入节点i的DPV容量大小；Ω
DPV
为配电网DPV接入的候选节点集合。4.根据权利要求3所述的配电网分布式光伏准入容量计算方法，其特征在于步骤S3所述的以潮流约束、支路电压电流约束、DPV无功出力约束、SOP运行约束、ESOP运行约束、无功补偿约束和OLTC约束为约束条件，具体包括如下步骤：采用如下算式作为支路潮流模型描述的仿射形式潮流约束：采用如下算式作为支路潮流模型描述的仿射形式潮流约束：采用如下算式作为支路潮流模型描述的仿射形式潮流约束：
式中为支路ij上流过的有功功率；为支路ij上流过的电流；Ω
l
为线路集合；r
ij
为支路ij的电阻；为注入节点j的有功功率；为节点j所接的负荷所吸收的有功功率；为支路ij上流过的无功功率；x
ij
为支路ij的电抗；为注入节点j的无功功率；为节点j所接的负荷所吸收的无功功率；Ω
G
为发电机集合；为发电机节点j注入电网的有功功率；Ω
DPV
为DPV集合；为DPV注入节点j的有功功率；Ω
SOP
为安装SOP两端节点的集合；为SOP注入节点j的有功功率；为发电机节点j注入电网的无功功率；为DPV注入节点j的无功功率；为SOP注入节点j的无功功率；Ω
SVC
为SVC接入节点集；为SVC注入节点j的无功功率；Ω
SCB
为SCB接入节点集；为SCB注入节点j的无功功率；为节点i的电压；采用如下算式作为支路电压电流约束：采用如下算式作为支路电压电流约束：式中为支路ij电流的上限值；V
imin
为节点i电压的下限值；V
imax
为节点i电压的上限值；采用如下算式作为DPV无功出力约束：采用如下算式作为DPV无功出力约束：式中为DPV出力区间的标幺值；为DPV逆变器运行的最小功率因数；采用如下算式作为SOP运行约束：
式中为在t时刻SOP在节点i处换流器的有功功率损耗；为SOP换流器的损耗系数；为在节点i处SOP的安装容量；采用如下算式作为ESOP运行约束：采用如下算式作为ESOP运行约束：采用如下算式作为ESOP运行约束：采用如下算式作为ESOP运行约束：采用如下算式作为ESOP运行约束：采用如下算式作为ESOP运行约束：采用如下算式作为ESOP运行约束：采用如下算式作为ESOP运行约束：式中为ESS的输出功率；为ESS的充电功率；为ESS的放电功率；为0
‑
1变量，用于表示ESS的充电状态；为ESS的最大充电功率；为0
‑
1变量，用于表示ESS的放电状态；为ESS的最大放电功率；D
ESS
为ESS的放电深度...

【专利技术属性】
技术研发人员：江卓翰，谢煜东，章德，龚方亮，涂婧怡，彭剑，刘顺成，谢宇峥，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司经济技术研究院国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：