[發(fā)明專利]一種含分布式光伏的配電網(wǎng)無功配置雙層規(guī)劃方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811520562.3
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN110232462A
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶瓊;秦曉東;梁銘;王德順;殷俊;趙上林;陳艷;孫博;周國正;葉季蕾;薛金華
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)江蘇省電力有限公司揚(yáng)州供電分公司;中國電力科學(xué)研究院有限公司;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06;G06N3/00
• 代理公司: 江蘇愛信律師事務(wù)所 32241
• 代理人: 唐小紅

本發(fā)明公開了一種含分布式光伏的配電網(wǎng)無功配置雙層規(guī)劃方法，針對高滲透率分布式光伏多點(diǎn)接入配電網(wǎng)后負(fù)荷小方式下可能出現(xiàn)無功過剩、電壓偏高等問題，將光伏發(fā)電和電容器、電抗器三者協(xié)調(diào)配置實(shí)現(xiàn)無功資源的規(guī)劃，以最小的成本實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)無功的優(yōu)化配置，從而實(shí)現(xiàn)對高滲透率分布式光伏的消納。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有源配電網(wǎng)規(guī)劃領(lǐng)域，具體涉及一種含分布式光伏的配電網(wǎng)無功配置雙層規(guī)劃方法。

背景技術(shù)

無功優(yōu)化規(guī)劃因算法復(fù)雜、建模工作量大，在電網(wǎng)設(shè)計(jì)階段應(yīng)用難度很大，因此實(shí)際設(shè)計(jì)階段都是按無功配置的原則或規(guī)程規(guī)定的補(bǔ)償范圍來設(shè)計(jì)各變電站的無功補(bǔ)償容量和組數(shù)。如針對110kV變電站的無功配置原則提出容性無功補(bǔ)償配置按主變?nèi)萘康?0％～30％配置，感性無功補(bǔ)償配置應(yīng)根據(jù)電纜進(jìn)、出線情況配置適當(dāng)容量。按照該原則來配置無功補(bǔ)償具有簡單方便、清晰明確和通用性強(qiáng)等可操作性的優(yōu)勢，不必依賴于高難度、大工作量的無功優(yōu)化計(jì)算，成為無可代替的指導(dǎo)原則。然而，該原則的通用性、宏觀指導(dǎo)性太強(qiáng)，往往導(dǎo)致一刀切的做法，很難根據(jù)不同特性電網(wǎng)的無功平衡需求來做出更加優(yōu)化的配置，從而引發(fā)一些電站(負(fù)荷輕、電壓高、無功富余的區(qū)域)補(bǔ)償過度，而另一些電站(負(fù)荷重、電壓低、無功缺乏的區(qū)域)補(bǔ)償又明顯不足的問題，為建成后電網(wǎng)的無功電壓控制帶來諸多掣肘。

另一方面，配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不同于輸電網(wǎng)，R/X較大，有功功率和無功功率都極大的影響著線路損耗和電壓質(zhì)量。在傳統(tǒng)無源配電網(wǎng)中，保障配電網(wǎng)供電質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的主要手段是通過投切電容器可以改變線路無功功率，起到降低線路損耗，提高電壓質(zhì)量的作用。光伏發(fā)電接入后，負(fù)荷小方式下可能出現(xiàn)無功過剩、電壓偏高等問題，需要綜合考慮容性和感性無功補(bǔ)償配置方案。同時(shí)考慮到如果光伏安裝位置容量適當(dāng)可以提高配電網(wǎng)的供電質(zhì)量和降低網(wǎng)損，光伏發(fā)電除發(fā)出有功功率外，還能不同程度的提供無功支持，光伏發(fā)電既可作為配電網(wǎng)有功資源也可作為無功資源。因此，在含有光伏發(fā)電的配電網(wǎng)中，只有將光伏發(fā)電和電容器、電抗器三者協(xié)調(diào)配置實(shí)現(xiàn)無功資源的規(guī)劃，才能有效減少資源浪費(fèi)，達(dá)到投資和運(yùn)行效益最大化。

發(fā)明內(nèi)容

針對高滲透率分布式光伏多點(diǎn)接入配電網(wǎng)后負(fù)荷小方式下可能出現(xiàn)無功過剩、電壓偏高等問題，本發(fā)明的目的是提供一種含分布式光伏的配電網(wǎng)無功配置雙層規(guī)劃方法，將光伏發(fā)電和電容器、電抗器三者協(xié)調(diào)配置實(shí)現(xiàn)無功資源的規(guī)劃，以最小的成本實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)無功的優(yōu)化配置，從而實(shí)現(xiàn)對高滲透率分布式光伏的消納。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種含分布式光伏的配電網(wǎng)無功配置雙層規(guī)劃方法，所述方法包括下述步驟：

步驟1：輸入電網(wǎng)原始數(shù)據(jù)，根據(jù)負(fù)荷、光伏的功率情況，生成計(jì)算場景及對應(yīng)的場景概率；

步驟2：構(gòu)建含分布式光伏的配電網(wǎng)無功配置雙層優(yōu)化模型，上層以無功裝置的總成本最小為目標(biāo)值進(jìn)行無功補(bǔ)償裝置的優(yōu)化配置，下層以配電網(wǎng)年運(yùn)行費(fèi)用最小為目標(biāo)值進(jìn)行光伏系統(tǒng)及無功補(bǔ)償裝置的協(xié)調(diào)運(yùn)行；

步驟3：利用遺傳算法進(jìn)行求解，產(chǎn)生上層規(guī)劃初始染色體編碼，設(shè)置最大迭代次數(shù)Nmax；

步驟4：針對上層編碼中每個(gè)染色體，產(chǎn)生下層規(guī)劃初始染色體編碼；

步驟5：經(jīng)過連續(xù)潮流計(jì)算與分析，并通過遺傳操作獲得下層規(guī)劃最優(yōu)個(gè)體；

步驟6：將下層規(guī)劃獲得的最優(yōu)個(gè)體返回上層規(guī)劃。計(jì)算上層規(guī)劃群體每個(gè)染色體的目標(biāo)函數(shù)；

步驟7：采用選擇、交叉、變異遺傳操作，產(chǎn)生上層規(guī)劃新的染色體。

步驟8：進(jìn)行終止條件判斷，若迭代次數(shù)N大于最大迭代次數(shù)，計(jì)算結(jié)束，輸出結(jié)果；否則，轉(zhuǎn)至步驟3。