[發明專利]考慮電量外送的多電壓等級電網分布式電源優化配置方法

有效

• 申請號: 201811550904.6
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109861272B
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: 李勇;姚慧芳;譚益;喬學博;唐亮;孫辰軍;王卓然
• 申請（專利權）人: 國網河北省電力有限公司;湖南大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 廣州容大知識產權代理事務所(普通合伙) 44326
• 代理人: 劉新年;潘素云

1.一種考慮電量外送的多電壓等級電網分布式電源優化配置方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、分析風力發電和光伏發電的分布式電源出力以及負荷的時序特性；

S2、建立多電壓等級耦合網絡模型，并進行多電壓等級耦合網絡中的就地消納與電量外送處理；

S3、建立考慮電量外送的多電壓等級耦合網絡DG優化配置多目標函數模型；并對多目標函數模型進行求解，得出最佳配置方案；

對分布式電源出力及負荷的時序特性進行分析，具體為：

根據歷史氣象數據，得到不同季節和天氣下的風速曲線與光照強度曲線，結合風速-風機出力函數和光強-光伏出力函數，繪制出風機和光伏出力的時序特性曲線；同時，將全年天氣情況劃分為典型場景，模擬各場景的DG出力情況，結合各場景所占權重，得到風機和光伏的年出力；

所述多電壓等級耦合網絡模型為10kV和110kV耦合網絡，下層的10kV網絡為輻射型的中低壓配電網，上層的110kV網絡為環網運行的高壓網絡，上下層網絡之間通過變壓器耦合節點進行功率耦合；在滿足系統電壓限制范圍內，10kV側負荷開始消納DG的出力，此部分即為負荷的就地消納量；當DG出力高于負荷需求時，此時負荷消納DG會出現電量的富余，即DG的富余電量；當負荷需求大于DG出力時，系統需向大電網購電以滿足負荷需求；在10kV網絡的DG就地消納時段，該側的DG出力優先供給其負荷進行就地消納，在充分滿足該層網絡的負荷需求后，將DG的富余出力作為外送電量傳輸匯聚到耦合節點，通過調節耦合點變壓器變比，將該部分電量安全高效地外送至110kV高壓網絡，以實現全網消納；

所述考慮電量外送的多電壓等級耦合網絡中DG優化配置的多目標函數為：

minC＝C_DG+C_loss+C_pur

其中，C為多電壓等級耦合網絡中年總費用最小化；C_DG為所有DG每年折損費用之和；C_loss為多電壓等級耦合網絡每年的網損費用；C_pur為多電壓等級耦合網絡每年向大電網購電的總費用；

對考慮電量外送的多電壓等級耦合網絡中DG優化配置的多目標函數模型求解的過程如下：

S31、首先使用多場景時序分析法進行場景與時序的劃分，然后根據光照、風速概率分布分析DG的時序特性并模擬其出力；

S32、接著進行電量外送的分析，根據負荷需求計算出10kV側網絡對DG的就地消納量和各場景下的外送電量，并將外送電量送入110kV網絡；

S33、然后建立DG優化配置的目標函數，其基礎目標是DG的年折損費用與系統的年網損費用，拓展目標為系統的年購電費用和系統的DG滲透率水平；

S34、將上述步驟轉化為數學模型并輸入到優化軟件中進行仿真求解。

2.根據權利要求1所述的考慮電量外送的多電壓等級電網分布式電源優化配置方法，其特征在于，多電壓等級耦合網絡中的就地消納量與外送電量按下式計算；

外送電量為：

相應的，DG的就地消納量為：

其中

式中：DG(t，k)為DG在場景k中t時刻的出力；L(t，k)為在場景k中t時刻的負荷值：為場景k下的日外送電量；P_NWS為年外送電量；為負荷的日就地消納；為DG的日出力；P_NXN為負荷的年就地消納；P_NSG為DG年出力；k為場景；K為場景數；β_k為場景k的權重；和分別為場景k下t時刻的風機出力與光伏出力；[T₁，T₂]為在滿足系統電壓限制的范圍內負荷消納DG出現電量富余的時刻。

3.根據權利要求2所述的考慮電量外送的多電壓等級電網分布式電源優化配置方法，其特征在于，目標函數中所有DG的年折損費用之和C_DG的計算式為：

其中：r為風電和光伏設備的年折損率；m_i，n_i和m_j，n_j分別為10kV和110kV網絡候選節點處風電和光伏的機組數；C_WG，C_PV分別為每個風機和光伏的投資費。