[發明專利]一種基于典型拓撲匹配的微電網系統源-網協調規劃方法

有效

• 申請號: 201910082281.2
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109995021B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 王建學;李爽;張敏;魏景東;曹曉宇;朱宇超
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/32;H02J3/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

本發明公開了一種基于典型拓撲匹配的微電網系統源?網協調規劃方法，以構建的微電網系統的典型拓撲數據集為基礎，分兩個階段進行建模和求解；本發明補充了現有微電網規劃領域中網絡規劃的空缺，完善了微電網網絡規劃的工程化規劃思想和方法，為面向實際需求的微電網初始網絡規劃問題提供了新的解決思路和技術指導。并且，本發明提出的特征匹配的思想，可以推廣到一些配電網網絡規劃的工程化方法中應用。

技術領域

本發明屬于微電網系統中源-網協調規劃技術領域，具體涉及一種基于典型拓撲匹配的微電網系統源-網協調規劃方法。

背景技術

近年來，電力系統飛速發展，電網規模不斷擴大。分布式發電以其環保靈活的特點，受到越來越多的關注。微電網作為集成分布式發電的有效形式，在電力系統中扮演著愈加重要的作用。傳統微電網由于電壓等級低、系統規模小，規劃重點大多在電源規劃方面。隨著分布式電源滲透率的日益提高，其對電網的安全穩定運行提出了更大的挑戰。為了更有效地集成各類電源，微電網規模逐漸擴大，網絡復雜程度不斷增加，傳統集中式放射狀的統一網絡拓撲已逐漸不能滿足電力用戶日益增長的要求，需要進行專門的微電網網絡規劃的研究工作。然而目前微電網網絡規劃問題的研究大多僅停留在理論階段，很難應用于實際工程的建設中。因此，提出一種可以面向實際工程應用的微電網網絡規劃方法是十分必要的。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種基于典型拓撲匹配的微電網系統源-網協調規劃方法，面向工程實際需求，針對空白園區上的微電網網絡前期工程規劃問題，以構建的微電網系統的典型拓撲數據集為基礎，解決工程規劃前期，空白園區上初始網絡形成及微源布局的問題。

本發明采用以下技術方案：

一種基于典型拓撲匹配的微電網系統源-網協調規劃方法，以構建的微電網系統的典型拓撲數據集為基礎，分兩個階段進行建模和求解，為園區微電網提供初始網絡及微源布局的工程方案，作為園區微電網的接線設計與設備布局初始參考；

第一階段用于提供微電網網架拓撲方案，針對PCC點下各段母線，基于構建的典型拓撲數據集，采用典型網絡拓撲優化匹配的方法，通過拓撲支路數近似反映網絡拓撲成本，將拓撲成本的經濟性最優作為匹配目標，將各個母線下的分布式電源及負荷容量、相應電壓等級和負荷重要度指標分別與典型網絡拓撲的相應指標進行匹配，典型拓撲數據集中匹配度最高的網絡拓撲確定為母線下的基本拓撲形式；

第二階段用于提供微源布局方案，針對各個母線下的網絡拓撲，基于第一階段匹配出的拓撲結構，采用啟發式的多點布局方法，將各母線下規劃的分布式電源和負荷接入拓撲的相應候選點，完成各類電源和負荷的網絡布局方案。

具體的，第一階段包括以下步驟：

S301、通過拓撲支路數近似反映網絡拓撲成本，將拓撲成本的經濟性最優作為匹配目標，匹配的指標包括容量指標、電壓等級指標和重要度指標三個；其次，容量匹配指標要求待布局的源荷容量與典型網絡拓撲允許接入的源荷容量匹配，同時拓撲中每個節點只能集成對應電壓等級的電源和負荷；再次，重要度匹配指標要求被選中網絡拓撲的重要度不能低于待接入負荷的重要度；最后，將匹配指標分別進行匹配，選取典型拓撲數據集中匹配度最高的網絡拓撲確定為母線下的基本拓撲形式；

S302、根據301所提的優化匹配原則，確定拓撲以及負荷的重要度指標；

S303、根據301所提的優化匹配原則以及302設定的重要度指標，確定微電網系統典型網絡拓撲優化匹配模型的目標函數和相應的約束條件。

進一步的，步驟S301中，網絡拓撲成本的數學模型表示如下：