[發明專利]一種基于隨機最優潮流的隨機間歇性DG優化集成的評估方法

在審

• 申請號: 201410705183.7
• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號: CN104463357A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 張靜煒;嚴耀良;金山紅;郭峰;董成明;張俊;周衛國;楊曉雷;屠一艷;劉軍;黃靜;孫可;黃宏盛;李振坤;衛春峰
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網浙江省電力公司嘉興供電公司;國網浙江省電力公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 翁霽明

1.一種基于隨機最優潮流的隨機間歇性DG優化集成的評估方法，其特征在于所述評估方法包括如下步驟：?

步驟(1)建立主動配電網建設及運行的數學模型，它包括：?

1)目標函數：綜合考慮主動配電網建設及運行費用的總的目標函數如式(1)所示：?

minF＝C_inv+C_O&M+C_fine-C_cs???(1)?

式中：C_inv為主動配電網的建設投資費用，C_O&M為運行及維護費用，C_fine為違限罰款費用，C_cs為新能源發電的財政補貼費用。其中，除了第一項投資費用C_inv外，剩余三項費用均與ADN的優化調度及運行方式相關；?

2)約束條件：主動配電網運行的約束條件主要包括功率平衡約束、節點電壓約束、線路和變壓器容量約束、DG有功出力約束、DG無功出力約束，其數學表達如下：?

V_i^min≤V_i≤V_i^max???(4)?

式中，P_gi、Q_gi為注入節點i的有功功率和無功功率，P_i和Q_i為節點i負荷的有功功率和無功功率，p_ij、q_ij為連接節點i與j的線路有功功率和無功功率，Ω_i代表與節點i相連的節點集合；V_i、V_i^min和V_i^max分別為節點i的電壓值、最小允許值和最大允許值；為連接節點i與j的線路最大有功功率允許值；P_T,i為變壓器i輸送的有功功率，由高壓側流向低壓側為正值，反之為負值，為變壓器i的額定功率，e_i為其允許的最大負載率，例如當變電站變壓器為兩臺主變，單臺變壓器的允許過載能力為130％時，則單臺主變的最高負載率為65％；和為第i臺DG在t時刻實際輸出的功率和可輸出的最大功率，λ為前文所述的允許的有功削減率，為第i臺DG的額定功率；Q_DGi為第i?個DG實際輸出的無功功率，ψ_i為DG在輸出額定的有功功率時的功率因數下限，式(11)采用額定有功輸出時DG可輸出的無功上限作為DG在任何時間的無功出力上限，這樣比單純的功率因數約束更加符合實際情況；?

步驟(2)基于蒙特卡羅的主動配電網運行狀態模擬及最優潮流計算，它主要是為了充分考慮DG與負荷的隨機性與時序性；所述采用蒙特卡羅模擬法，是基于DG與負荷模型，模擬風速、光照強度、負荷大小等隨機變量在若干年的分布，依據模擬狀態運用最優潮流精確計算每小時支路潮流、DG出力、網損等狀態量；?

蒙特卡羅模擬法根據所述的負荷與DG出力時序模型，隨機生成一年的所有數據，根據每小時負荷分布與DG出力大小，通過最優潮流計算ADN的最佳運行參數，計算主動配電網的年運行成本，即目標函數中的C_O&M、C_fine和C_cs；蒙特卡羅抽樣過程中，若不滿足收斂條件，則繼續抽樣，增加ADN運行參數的樣本序列；若滿足收斂條件，則對上述樣本序列進行概率統計，求取樣本均值與方差作為所研究問題的數學期望和方差；?

步驟(3)主動配電網經濟性評估的計算步驟，它主要是對于主動配電網某一DG集成方案，按照下述步驟進行經濟性評估計算：?

1)初始化參數，讀入網絡參數與DG接入方案，按式(2)計算投資費用C_inv。設置蒙特卡羅抽樣相對誤差ε_ref和最少迭代次數N，令k＝1；?

2)分別建立負荷與各類DG出力時序模型；?

3)按照時序模型，生成對應負荷和DG在第k年8760h內的出力隨機數；?

4)根據DG容量大小和控制方式，設置PV和PQ節點，并計算PV節點有功無功功率的上下限；?

5)以目標函數值最小為優化目標，對每小時運行狀態進行確定性最優潮流計算；?

6)全年每小時的運行狀態經最優潮流優化計算確定后，計算該年的目標函數值f_k；?

7)若k＜N，轉步驟3，否則繼續下一步；?

8)按式(17)計算目標函數估計值按式(18)計算相對誤差ε_k，并與ε_ref比較，如果相對誤差滿足精度要求，則轉步驟9；否則令k＝k+1，繼續步驟3)；?

9)對k次仿真結果進行概率統計，計算目標函數f的期望值E_f和方差S，然后按式(2)計算DG優化集成目標函數值F，則F的期望值為C_inv+E_f，方差S不變，這即為該DG集成方案下ADN建設及運行年費用的期望和方差。?