[發(fā)明專利]基于等效阻抗的有源配電網(wǎng)集群劃分方法

在審

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• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN107093150A
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設計）人: 丁津津;金煒;王劉芳;李偉;徐斌;駱晨;高博;盛萬興;吳鳴;李洋
• 申請（專利權）人: 國網(wǎng)安徽省電力公司電力科學研究院;國網(wǎng)安徽省電力公司;中國電力科學研究院;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06;G06K9/62
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙)33213
• 代理人: 吳秉中

技術領域

本發(fā)明涉及分布式可再生能源與有源配電網(wǎng)相關技術領域，具體地說，涉及一種基于等效阻抗的有源配電網(wǎng)集群劃分方法。

背景技術

隨著分布式可再生能源的大量接入，配電網(wǎng)的規(guī)劃和運行面臨著新的問題與挑戰(zhàn)。大規(guī)模分布式可再生能源與配電網(wǎng)的聯(lián)合運行，給電壓合格率、穩(wěn)定性、供電可靠性、電能質(zhì)量、繼電保護等方面帶來挑戰(zhàn)。目前對分布式電源及有源配電網(wǎng)的研究多以工業(yè)園區(qū)、海島，實驗平臺為研究對象，規(guī)模較小，結構相對簡單，亟待深入研究大規(guī)模高滲透率分布式電源的消納與優(yōu)化運行。

為了提高可再生能源集群的消納比例和調(diào)度運行效率，需要將有源配電網(wǎng)系統(tǒng)劃分為不同的集群，并在相應的關鍵節(jié)點上配置儲能和智能測控裝置。現(xiàn)有技術中，一種方式為，根據(jù)節(jié)點的“介數(shù)”或支路的“介數(shù)”來衡量該節(jié)點或支路的關鍵性，并將系統(tǒng)劃分成不同“區(qū)塊”。該種方法忽略了支路阻抗的影響，所得結論往往與實際相差較大，只具參考價值。另一種方式為，使用等值導納作為電氣距離的量化參數(shù)，依據(jù)人工神經(jīng)網(wǎng)絡將系統(tǒng)劃分為各個“子群”。該種方法采用的是等值導納作為量化參數(shù)，距離矩陣為稀疏矩陣，絕大多數(shù)參數(shù)為0，并不能全面反應某節(jié)點和整個系統(tǒng)的電氣關系。

總之，現(xiàn)有技術中尚無一種較好的有源配電網(wǎng)集群劃分方法，目前基于有源配電網(wǎng)系統(tǒng)的集群劃分尚處于探索階段。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中尚無一種較好的有源配電網(wǎng)集群劃分方法，目前基于有源配電網(wǎng)系統(tǒng)的集群劃分尚處于探索階段的問題，提供一種基于等效阻抗的有源配電網(wǎng)集群劃分方法。

本發(fā)明所需要解決的技術問題，可以通過以下技術方案來實現(xiàn)：

一種基于等效阻抗的有源配電網(wǎng)集群劃分方法，其特征在于，包括：

以有源配電網(wǎng)系統(tǒng)中節(jié)點之間的等效阻抗最為量化的參數(shù)表征節(jié)點之間的電氣距離；

依據(jù)節(jié)點之間的電氣距離，對有源配電網(wǎng)系統(tǒng)中的節(jié)點進行集群劃分；

將所有集群劃分方式中，集群內(nèi)節(jié)點之間的電氣距離最小、集群間節(jié)點之間的電氣距離最大的集群劃分方式，認定為最優(yōu)集群劃分方式。

本發(fā)明中，對有源配電網(wǎng)系統(tǒng)中的節(jié)點采用基于劃分的聚類算法進行集群劃分。

本發(fā)明中，對有源配電網(wǎng)系統(tǒng)中的節(jié)點采用K-means算法進行集群劃分。

本發(fā)明中，計算每個節(jié)點與其余節(jié)點之間的總電氣距離，將總電氣距離較小的節(jié)點作為集群劃分時的聚類中心節(jié)點。

本發(fā)明中，認定最優(yōu)集群劃分方式，包括：

建立集群內(nèi)部關聯(lián)度指標，用于表征集群內(nèi)某一節(jié)點與集群內(nèi)其余節(jié)點的電氣距離的大小；

建立集群間關聯(lián)度指標，用于表征集群內(nèi)某一節(jié)點與集群外節(jié)點的電氣距離的大小；

建立綜合評價指標，用于表征集群劃分的優(yōu)劣，所述綜合評價指標至少通過對所述集群內(nèi)部關聯(lián)度指標和集群間關聯(lián)度指標分別設置權值獲取。

所述綜合評價指標其中，ECI為集群內(nèi)部關聯(lián)度指標，為所有節(jié)點集群內(nèi)部關聯(lián)度指標的平均值，α為集群內(nèi)部關聯(lián)度指標的權值；BCCI為集群間關聯(lián)度指標，為所有節(jié)點集群間關聯(lián)度指標的平均值，β為集群間關聯(lián)度指標的權值。

所述ECI和BCCI為：

其中，i是節(jié)點編號，n為總節(jié)點數(shù)，M_i代表節(jié)點i所在的集群，e_ij表示節(jié)點i與節(jié)點j之間的電氣距離，表示節(jié)點i與集群內(nèi)其余節(jié)點的電氣距離之和，表示節(jié)點i與所有節(jié)點的電氣距離之和；

其中，i是節(jié)點編號，n為總節(jié)點數(shù)，M_i代表節(jié)點i所在的集群，e_ij表示節(jié)點i與節(jié)點j之間的電氣距離，表示節(jié)點i與集群外各節(jié)點的電氣距離之和，表示節(jié)點i與所有節(jié)點的電氣距離之和。

本發(fā)明中，進一步包括集群規(guī)模指標CCI，用于表征某一集群內(nèi)節(jié)點數(shù)目和期望之間的偏差程度，所述綜合評價指標修正為：

其中，為所有集群的集群規(guī)模指標的平均值，χ為集群規(guī)模指標的權值。

所述集群規(guī)模指標CCI，滿足：

σ＝wIn(n)

其中，s表示集群內(nèi)實際的節(jié)點數(shù)，s_*表示集群內(nèi)期望的節(jié)點數(shù)，p_*是所期望劃分的集群數(shù)目，w為懲罰因子。所述懲罰因子w為0.05至0.3。