一种分布式电源接入配电网的承载力多重评估方法

技术领域

本发明涉及新能源并网技术领域，特别涉及一种分布式电源接入配电网的承载力多重评估方法。

背景技术

近年来，新能源发电技术得到了广泛的研究与应用，大量的集中式新能源发电场站以及分布式新能源发电单元并入至电力系统中。分布式电源，包括分布式光伏系统、分布式风电系统、分布式的地热发电系统等等，一般接入至低压的配电网中，其发电量一般直接在本地负荷进行消纳，减少了对电网的影响，提高了新能源的消纳率，因此，得到了广泛的应用。然而，当大量的分布式电源并网后，配电网的各项指标会发生变化，其中主要的指标包括电压水平、频率水平、谐波水平等等，因此，考虑分布式电源并网后的电网指标以及分布式电源并网变电站的接线间隔，对分布式电源并网的承载力进行评估很有必要。现有的评估中，大多采用数学优化算法，对分布式电源并网的承载力进行一次评估，然而，配电网的结构是动态变化的，因此一次性的评估结果的适用性在评估后的较短时间内有效，但不利于电网设计与规划部分使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分布式电源接入配电网的承载力多重评估方法，可以全面地对分布式电源接入配电网的承载力进行多重评估，得到的评估数据更加准确可靠。

为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了以下技术方案：

一种分布式电源接入配电网的承载力多重评估方法，包括以下步骤：

步骤1，在分布式电源接入配电网之前，利用配电网与分布式电源的初始数据，结合分布式电源接入配电网后的边界条件，采用数学优化算法对配电网接纳分布式电源的最大承载力进行评估；

步骤2，在分布式电源接入配电网之后，在边界条件中引入动态因子，采用数学优化算法对分布式电源接入配电网后的承载力进行动态评估；

步骤3，在分布式电源接入配电网之后，在边界条件中引入主动优化因子，采用数学优化算法对分布式电源接入配电网后的承载力进行预测。

所述步骤1中，边界条件为：

σ

THD≤THD

n＜k

式中，U

所述步骤2中，在边界条件中引入动态因子后，边界条件为：

且σ

THD-ΔTHD

n＜k

式中，U

所述步骤3中，在边界条件中引入主动优化因子后，边界条件为：

且σ

THD-ΔTHD

n＜k

式中，ΔP

与现有技术相比，本发明方法包括并网前的承载力初级评估、并网后的承载力动态评估、并网后的承载力预测三重评估，承载力初级评估部分是指采用数学优化算法，结合分布式电源接入配电网后的边界条件，对配电网接纳分布式电源的最大承载力进行评估；进一步的，在配电网的实际运行中，当配电网结构发生变化后，采用动态因子，改变优化算法结构，对分布式电源接入配电网后的承载力进行动态评估；最后，采用主动优化因子，对分布式电源接入配电网后的承载力进行预测，可以为配电网的规划与设计提供更为准确与全面的数据。

本发明所具有的其他优势将会在具体实施例中进行相应说明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为实施例中举例的分布式电源接入配电网的承载力多重评估方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本实施例中提供了一种分布式电源接入配电网的承载力多重评估方法，包括以下步骤：

步骤1，在分布式电源接入配电网之前，利用配电网与分布式电源的初始数据，结合分布式电源接入配电网后的边界条件，对配电网接纳分布式电源的最大承载力进行评估；

步骤2，在分布式电源接入配电网之后，在边界条件中引入动态因子(即配电网改变后数据)，对分布式电源接入配电网后的承载力进行动态评估；

步骤3，在分布式电源接入配电网之后，在边界条件中引入主动优化因子(即配电网主动优化后数据)，对分布式电源接入配电网后的承载力进行预测。

上述方法中包括并入前的承载力初级评估、并入后的承载力动态评估以及承载力预测评估，可以为配电网的规划与设计提供更为准确与全面的数据。

更具体地，上述步骤1包括以下步骤：

步骤11，确定分布式电源接入配电网承载力的表达式。

定义分布式电源接入配电网承载力的最大值为S(即承载力评估目标)，可以表示为：

S＝maxΣS

式中，S

步骤12，确定边界条件。

所述边界条件是指分布式电源并入配电网以后，配电网的电压指标、谐波指标(谐波指标通过谐波总畸变率体现)、以及并网变电站的接线间隔数目的约束条件，本实施例中具体的边界条件公式如下：

σ

THD≤THD

n＜k

式中，U

步骤13，采用数学优化算法进行优化计算，得到分布式电源接入配电网的初级评估结果。

本文中所述的数学优化算法为具有自动寻优能力的数学算法，包括但不限于遗传算法、粒子群算法。

数学优化算法为现有技术，且本发明的创新不在于数学优化算法，故此处不对其进行细致描述。

更具有地，上述步骤2包括以下步骤：

步骤21，在边界条件中引入动态因子。

所述动态因子是指在边界条件的关联公式中加入动态变量，以表征配电网变化。对于配电网的节点电压，分布式电源并入后，对节点电压的影响可以通过潮流计算得到：

式中，U

加入动态因子的公式如下：

式中，ΔP

对于分布式电源接入配电网后的谐波总畸变率，配置谐波补偿装置后，其谐波总畸变率将降低，因此，其动态因子ΔTHD

THD-ΔTHD

在配电网的建设中，若变电站进行了建设，则接线间隔会增加，其动态因子Δk

n＜k

步骤22，采用上述的动态因子后，表征了配电网的变化情况，结合数学优化算法，则可以进行优化计算，得到分布式电源接入配电网后承载力评估的动态评估结果。在实际应用中，根据配电网的实际结构拓扑与参数确定各个动态因子的数值。

更具体地，上述步骤3包括以下步骤：

步骤31，在边界条件中引入主动优化因子。

所述主动优化因子是指在边界条件及优化算法中加入的变量，改变主动优化因子，则可以改变承载力评估结果，从而对分布式电源接入配电网承载力进行预测。

本实施例中，在电压中加入主动优化因子的公式如下：

式中，ΔP

对谐波畸变率加入主动优化因子ΔTHD

THD-ΔTHD

对接线间隔加入主动优化因子Δk

n＜k

主动优化因子可以方便的表征对于配电网采用优化措施后，这些优化措施对于配电网带来的一些改变，从而对配电网的承载力评估结果产生影响。电网规划与设计人员，可以根据结果知道，哪些措施对于提高承载力是有效的，哪个效果更为明显等。因此通过主动优化因子对分布式电源接入配电网承载力进行预测，可以有助于电网规划人员进行更合理设计。

步骤32，采用上述的主动优化因子后，表征了未来可以对配电网进行主动优化的方向，结合数学优化算法，则可以进行优化计算，得到对配电网主动优化后的分布式电源接入配电网承载力评估的预测结果。

本实施例中提供了主动优化因子的方向，实际应用时规划设计人员根据电网规划及设计经验，可以在优化算法中调试，继而不断的调整参数。

分布式电源接入配电网承载力评估的初次评估、动态评估、主动优化预测，构成了分布式电源接入配电网的承载力多重评估，构建了分布式电源并入配电网承载力评估的完整体系，评估的数据更为全面，方便电网规划设计人员使用。

例如，在步骤1的初始评估中，比如承载力评估结果为1000MW，在并入分布式电源后，由于配电网结构发生改变，用动态因子表征，在相同的约束条件下，可能承载力评估的结果为800MW，当然也可能升高。若对配电网采用了优化措施，比如加入储能系统、谐波补偿装置等等，用主动优化因子表征，评估结果可能变为1500MW。第三重优化就是表征对配电网的优化，可以预测优化后的承载力提升的变化量，为电网设计提供可靠的数据支持。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。