[發明專利]一種高滲透率分布式可再生能源發電集群劃分方法

有效

• 申請號: 201710738389.3
• 申請日: 2017-08-25
• 公開（公告）號: CN107732957B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 畢銳;劉先放;丁明;陳煜;葉彬;榮秀婷
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學;國網安徽省電力公司經濟技術研究所
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/46
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

本發明公開了一種高滲透率分布式可再生能源發電集群劃分方法，由分布式可再生能源電源、負荷以及配電線路構成有源配電網，以分布式可再生能源電源、負荷接入的母線作為節點，根據節點的特征相量進行發電集群的劃分；特征向量由節點功率特性曲線、節點地理坐標、節點電氣距離構成；以節點功率在典型日的小時節點功率曲線作為節點的功率特性曲線；以節點所在地理平面坐標作為節點地理坐標；以網絡拓撲及典型日負荷曲線信息，計算節點間的電壓無功靈敏度矩陣；采用模糊聚類算法，根據特征向量表征的不同特點，構造相似矩陣，進行分布式可再生能源電源發電集群劃分。本發明簡化了大規模可再生能源的調控問題，有益于對可再生能源的群調群控。

技術領域

本發明涉及含分布式可再生能源電源的配電網規劃和控制領域，更具體地說是一種對配電網中的高滲透率分布式可再生能源電源進行集群劃分的方法。

背景技術

分布式可再生能源電源接入配電網后，對傳統配電網的可靠性和穩定性產生了巨大的不利影響。隨著可再生能源電源在配電網中的滲透率逐漸增加，配電網所面臨的電網復雜性和管控難度也隨之增加。分布式可再生能源電源采用發電集群方式進行規劃和管控，可以有效地解決可再生能源電源規模有序、安全可靠、靈活高效地接入電網所面臨的問題，可以實現可再生能源與電網友好協調及高效消納。因此，研究分布式可再生能源發電集群的劃分方法具有重要的工程價值。

目前，分布式可再生能源電源的調控采用的方法主要有：最大功率控制、集中調控和微網控制。配電網中分布式可再生能源電源單體容量小、電源個數多，出力波動性強，采用最大功率控制時，分布式可再生能源電源的隨機波動會轉移到電網側，使得電網調度困難。集中調控方式下，由于控制點多，導致計算海量，造成實時性差。當采用微網控制時，在一般的城鎮配電網中，由于可再生能源電源單體容量小，接入點數目多且位置分散，大規模應用微網存在困難。

對于可再生能源電源發電集群而言，在一定空間尺度上，不同的節點的出力具有差異性，同時發電集群出力外特性是節點出力特性的綜合表現，使得可再生能源電源在消納困難的情況下，為集群內部功率協調提供了基礎。同時以發電集群作為控制對象使得電網在進行調度、控制時所面對的控制對象數量急劇減少，控制中無論從靈活性、調控簡便性以及適用性上，相對于傳統方式都具有優越性。

現有的分布式能源發電集群劃分方法有：按地理區域進行劃分，其劃分依據只包含地理信息，未考慮電源間電氣關系，劃分結果較為粗糙。以無功電壓靈敏度或者有功相角關系為依據進行的集群劃分，其應用背景僅考慮電壓控制的需要，并未考慮節點的特征，即對節點是普通電源還是可再生能源電源并無不同，且沒有計及高滲透率可再生能源的就地消納問題。而分布式可再生能源的就地消納，對提升分布式能源的利用價值具有重要意義。因此，在考慮分布式能源資源地理分布特性和電壓控制特性的基礎上，引入有助于可再生分布式能源就地消納的因素成為分布式能源發電集群劃分方法中亟待解決的一個問題。

發明內容

本發明是為避免上述現有技術所存在的不足，提供一種高滲透率分布式可再生能源發電集群劃分方法，除考慮了配電網節點間的空間關系和電氣關系，還在此基礎上以各節點出力互補性為目標對集群進行調整。節點間的空間關系以節點間的地理坐標關系表示；節點間的電氣關系采用節點間的電氣距離描述；為計及分布式可再生能源的就地消納，將節點的時域出力特性列入集群劃分指標，考慮節點間的功率互補特性，充分發揮集群的自我消納能力。

本發明為解決技術問題采用如下技術方案：

本發明高滲透率分布式可再生能源發電集群劃分方法的特點是按如下步驟進行：