[發明專利]一種考慮電能質量問題的分布式光伏電源接入規劃方法

在審

• 申請號: 201611066005.X
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN107039995A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 萬勇;楊星磊;姚俊偉;王宏兵;彭芝萍;項川;王春;駱子瀠;何奇
• 申請（專利權）人: 國網湖北省電力公司宜昌供電公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/01
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 魯力

1.一種考慮電能質量問題的分布式光伏電源接入規劃方法，其特征在于：包括：

步驟1：對待規劃地區進行潮流分析計算，根據待規劃地區的光伏發展需求，選擇符合電壓偏差要求的可接入點，確定n_DG的集合；根據目標函數選最大容量解為目標確定與n_DG集合對應的P_DG(這個集合是根據待規劃地區的情況，自行給定的；)

基于目標函數：

其中，目標函數為待規劃地區分布式光伏發電接入容量最大解：n_DG為待選光伏發電接入節點集合，為第i個接入點的光伏電源有功功率；

并基于約束條件：包括潮流約束條件和不等式約束條件：其中，潮流約束條件：

不等式約束條件：

其中P_i為節點有功功率，Q_i為節點無功功率；U_N為節點額定電壓；L_DG、L_dis分別為分布式光伏電源接入配電網前后的電壓水平指標，P_loss.DG、P_loss.dis分別為分布式光伏電源接入配電網前后的有功損耗，ε₁、ε₂介于0和1之間；P₁、P_Lmax為配電網各支路實際的有功功率和最大的有功功率限值；P_s為分布式光伏發電注入配電網的實際功率，P_s.max為分布式光伏發電注入配電網的最大功率；步驟1：利用隨機粒子群算法對步驟1中的模型進行求解；

步驟2：根據步驟1得到的接入點的光伏接入容量，計算接入點的總電流諧波畸變率、電壓偏差、電壓波動，具體包括：

所述總電流諧波畸變率基于：

并網前總電流諧波畸變率為

式七中：I₁為基波電流；I_h為高次諧波電流；

并網后總電流諧波畸變率為

式八中，I_PV為光伏電源向配電網注入的基波電流；

由式七和式八可知

所述電壓偏差基于：

式十中U_re表示節點實際電壓，U_N為系統標準電壓；

所述電壓波動基于

接入配網后在接入點處引起的電壓波動Δd為

式十一中U_N為額定電壓，ΔI為接入點處隨輸出功率變化引起的電流變化，Z為在接入點處看二端口網絡配電網的等效阻抗；

假設光伏電源均處于單位功率因數的工作模式下，則式十一可寫成

式十二中ΔP_PV為分布式光伏發電有功功率輸出的變化值，S_d為接入點處的系統短路容量，為電網阻抗角；

步驟4：用數據包絡分析的方法對接入點的電能質量進行評估；

假設有n個評價對象，每個DMU有m種類型的輸入指標，q種類型的輸出指標；構造以下C²R模型：

式十三、十四中w_j為相對生產效率；u_r表示第r種類型投入的權重(i＝1,2,...,m)，v_i表示第i種類型產出的權重(j＝1,2,...,n)；x_rj表示第j個DMU中第i種類型投入的輸入指標，y_ij表示第j個DMU中第r種類型產出的輸出指標(r＝1,2,...,q)；

利用Charnes-Cooper變換，把分式規劃轉化為等價的線性規劃問題，利用對偶理論，得到對偶模型；

對式十四進行Charnes-Cooper變換，得到等價線性規劃形式的模型如式十五：

式十五中x_j和y_j分別表示第j個DMU的“輸入”和“輸出”；是松弛變量；λ_j表示DMU_j0的權重，θ是第j個DMU的效率值；ε實際中一般取ε＝10^-7；均用來調節松弛變量；

步驟5：根據電能質量的標準判定接入點的電能質量水平，對電能質量不合格的點采取以下方式修正，如電流總諧波畸變率不合格則在接入點增加消諧裝置；對電壓波動不合格點增加儲能裝置；從而得到電能質量水平良好的分布式光伏電源接入的規劃方案。

2.根據權利要求1所述的一種考慮電能質量問題的分布式光伏電源接入規劃方法，其特征在于：所述步驟1中，采用隨機權重粒子群算法的分布式電源優化配置求解步驟包括：

步驟1.1、輸入網絡原始參數與算法參數；

步驟1.2、隨機生成各個粒子的初始值和初始速度，運用牛頓-拉夫遜法計算網絡潮流，然后求解目標函數，記錄各粒子中的最大目標函數Pbest(DG最大并網容量)，各粒子的目標函數值FPbest、以及最優粒子的位置Pos(各待選DG接入點)；

步驟1.3、更新算法迭代次數，由式六計算權重ω，然后更新各粒子的速度與位置信息；

式六中：

rand(0,1)表示0-1之間的隨機數；N(0,1)表示標準正態分布隨機數；μ表示隨機權重的平均值；μ_min表示最小隨機權重平均值；μ_max表示最大隨機權重的平均值；σ表示隨機權重方差；

步驟1.4、計算新的潮流與各粒子目標函數值，并與前次迭代結果比較，更新并記錄各粒子中的最大目標函數值與粒子位置；

步驟1.5、判斷是否達到最大迭代次數k_max；，若到達，則進入步驟1.6，反之則重復步驟1.3至步驟1.4；

步驟1.6、輸出DG最大并網容量Pbest與最優接入位置Pos。