[發(fā)明專利]一種配電網(wǎng)合環(huán)運(yùn)行優(yōu)化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711135124.0
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN107749635A
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉亞南;徐妍;李辰龍;郭昭藝;唐一銘;蔣琛;張強(qiáng);楊宏宇;單華
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇方天電力技術(shù)有限公司;國網(wǎng)江蘇省電力有限公司;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司32252
• 代理人: 戴朝榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及配電自動化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種配電網(wǎng)合環(huán)運(yùn)行優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)社會的持續(xù)高速發(fā)展，高可靠性供電和規(guī)模化分布式電源(Distributed Generation，DG)友好接入對配電網(wǎng)建設(shè)和運(yùn)行提出了更高要求。

由于成本和技術(shù)等方面的原因，長期以來我國配電網(wǎng)主要以“閉環(huán)設(shè)計、開環(huán)運(yùn)行”為主。但隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展和智能電網(wǎng)建設(shè)的逐步推進(jìn)，特別是當(dāng)城市配網(wǎng)即將進(jìn)入高級配電自動化階段，開環(huán)運(yùn)行的弊端正在逐步凸顯。一是開環(huán)運(yùn)行影響了供電可靠性的進(jìn)一步提升。統(tǒng)計資料表明，80％以上的用戶停電由配網(wǎng)側(cè)引起。在開環(huán)運(yùn)行的配電網(wǎng)中，即使已進(jìn)行過配電自動化改造，故障隔離和故障后復(fù)電的倒閘操作還是會造成短時停電。二是開環(huán)運(yùn)行無法滿足DG的大規(guī)模友好接入。受限于單條饋線容量、某些分布式能源的“逆調(diào)峰”特性和開環(huán)運(yùn)行保護(hù)配置等因素，開環(huán)網(wǎng)絡(luò)消納清潔能源的能力較為有限。因此，高可靠性供電和大規(guī)模DG友好接入成為推動配電網(wǎng)合環(huán)運(yùn)行的最重要因素。

目前新加坡“花瓣形”配電網(wǎng)以及國內(nèi)試點(diǎn)的高可靠性供電示范區(qū)，都是將來自同一變電站(母線)的兩條饋線進(jìn)行長期合環(huán)運(yùn)行(單電源合環(huán))，這一方式雖相較開環(huán)運(yùn)行可靠性有所提升，可實現(xiàn)饋線內(nèi)故障“無縫自愈”。但對于上級電網(wǎng)故障，單電源合環(huán)運(yùn)行無法保證可靠供電。若進(jìn)行跨變電站乃至跨分區(qū)合環(huán)(多電源合環(huán))，來自不同上級變電站的饋線兩側(cè)存在電位和短路阻抗差，合環(huán)會出現(xiàn)較大的沖擊電流和合環(huán)電流問題，這將直接影響電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行。另一方面，分布式電源具有較強(qiáng)的間歇性和隨機(jī)性，系統(tǒng)潮流波動明顯，嚴(yán)重時甚至造成功率越限，節(jié)點(diǎn)電壓嚴(yán)重偏離，由此出現(xiàn)“棄光”、“棄風(fēng)”等現(xiàn)象。

上述問題都與高可靠供電和發(fā)展分布式能源的要求相背離，因此如何實現(xiàn)多電源安全合環(huán)、環(huán)網(wǎng)潮流經(jīng)濟(jì)分布和DG滿額消納成為配電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度的新挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種配電網(wǎng)合環(huán)運(yùn)行優(yōu)化方法，保證了合環(huán)安全運(yùn)行，實現(xiàn)了環(huán)網(wǎng)潮流經(jīng)濟(jì)分布和規(guī)模化分布式電源滿額消納。

為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：一種配電網(wǎng)合環(huán)運(yùn)行優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，建立背靠背柔直穩(wěn)態(tài)模型；

步驟二，以網(wǎng)絡(luò)潮流、分布式能源出力和柔直功率平衡約束作為約束條件，以供電綜合成本最小為目標(biāo)函數(shù)，建立基于背靠背柔直的環(huán)網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化模型；

步驟三，獲取最優(yōu)運(yùn)行方式。

進(jìn)一步地，步驟一中所述建立背靠背柔直穩(wěn)態(tài)模型的具體步驟如下：

建立背靠背柔直系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)i換流器和節(jié)點(diǎn)j換流器的注入功率模型；

根據(jù)背靠背柔直的運(yùn)行要求，確定控制方式。

進(jìn)一步地，所述節(jié)點(diǎn)i換流器的注入功率和所述節(jié)點(diǎn)j換流器的注入功率字在以下函數(shù)關(guān)系：

式中，S_TBT為背靠背柔直的注入功率，為換流器1的電壓相量，為換流器2的電壓相量，x_ci為換流器1的內(nèi)部控制變量，x_cj為換流器2的內(nèi)部控制變量。

進(jìn)一步地，所述節(jié)點(diǎn)i換流器的注入功率滿足公式：其中，P_si為節(jié)點(diǎn)i換流器的注入有功功率，Q_si為節(jié)點(diǎn)i換流器的注入無功功率，計算公式分別為：

式中，M_i為節(jié)點(diǎn)i換流器的調(diào)制度，β_i為節(jié)點(diǎn)i的電壓相量與閾組的輸入電壓相量之間的相角差，Y_i為節(jié)點(diǎn)i背靠背柔直等效阻抗的倒數(shù)，α_i為節(jié)點(diǎn)i背靠背柔直等效阻抗的阻抗角，U_d為直流電壓，U_si為節(jié)點(diǎn)i的電壓相量幅值；

所述節(jié)點(diǎn)j換流器的注入功率滿足公式：其中，P_sj為節(jié)點(diǎn)j換流器的注入有功功率，Q_sj為節(jié)點(diǎn)j換流器的注入無功功率，計算公式分別為：

式中，M_j為節(jié)點(diǎn)j換流器的調(diào)制度，β_j為節(jié)點(diǎn)j的電壓相量與閾組的輸入電壓相量之間的相角差，Y_j為節(jié)點(diǎn)j背靠背柔直等效阻抗的倒數(shù)，α_j為節(jié)點(diǎn)j背靠背柔直等效阻抗的阻抗角，U_d為直流電壓，U_sj為節(jié)點(diǎn)i的電壓相量幅值。