[發明專利]一種配電系統彈性提升評估方法、存儲介質及計算設備

有效

• 申請號: 202110084345.X
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112910012B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 俞拙非;劉菲;武迪;孫厚濤;趙晨;林超凡;陳晨
• 申請（專利權）人: 國網電力科學研究院有限公司;西安交通大學
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

本發明公開了一種配電系統彈性提升評估方法、存儲介質及計算設備，基于光伏電站的歷史出力實際數據集，進行場景削減后得到不同天氣條件下的典型分布式光伏出力曲線；對分布式光伏的可用狀態進行評估，得到按照時間順序排列的配電系統中各個分布式光伏的故障和正常工作狀態的變化序列；以不同權重系數下的負荷恢復量最大為目標函數建立多時段故障恢復模型，并將非凸非線性部分進行凸松弛處理；建立二階錐規劃模型，得到綜合不同天氣條件下的配電系統負荷恢復結果，調整分布式光伏的接入容量和接入位置，并綜合考慮對配電系統的恢復作用，計算分布式光伏對于配電系統的彈性提升作用的評估指標，能夠定量分析分布式光伏對于配電系統災后恢復能力的提升作用。

技術領域

本發明屬于配電系統恢復力提升技術領域，具體涉及一種配電系統彈性提升評估方法、存儲介質及計算設備。

背景技術

近年來重大自然災害如地震、洪水、臺風等造成了一系列大規模停電事故，威脅電力系統及配電網的安全運行，影響工業、商業活動，造成嚴重的生命財產安全損失。如何應對極端事件，減少其對電力系統安全穩定運行造成的影響越來越受到社會各界的廣泛關注。

相比于傳統發電機組，光伏系統運行較為穩定，不會出現能源短缺的情況，雖然需要定期維護，但若有足夠的太陽能資源為光伏電池充電，光伏和儲能配合可在災害時為配電系統提供較長時間的電力。美國加利福尼亞州Borrego Springs 的太陽能項目曾在輸電線路遭到雷擊時,成功脫離主網，為整個社區供電超過九個小時，為615個客戶提供4.6MW的峰值負荷。但由于光伏系統離網運行時不能獨立供電，且出力具有隨機性和波動性，研究分布式光伏接入配電系統的優化配置以及與儲能等其他可控資源的配合方法，評估其對于配電系統的彈性提升作用具有重要現實意義。

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，提供一種配電系統彈性提升評估方法、存儲介質及計算設備，在考慮多種天氣場景的情況下，通過高比例分布式光伏與儲能配合，形成動態微網對極端災害后的故障配電系統進行恢復，并提出評估指標：光伏彈性提升能力(Photovoltaic Resilience Raise Ability，PRRA)，基于災后故障恢復結果衡量分布式光伏對配電系統彈性提升作用。

本發明采用以下技術方案：

一種配電系統彈性提升評估方法，建立光伏出力模型，通過歷史數據得到全年光伏日出力場景，再通過場景削減的方法得到光伏在不同天氣條件下的典型出力曲線，通過序貫蒙特卡洛模擬得到光伏可用狀態的時序曲線；建立多時段配電系統負荷恢復模型；根據典型光伏出力曲線，基于多時段配電系統負荷恢復模型，在多種典型場景下分析配電系統負荷恢復結果，計算評估指標評估分布式光伏對于配電系統的彈性提升作用，完成配電系統彈性提升評估。

具體的，模擬得到光伏可用狀態的時序曲線具體為：

將某地光伏電站實測全年的日出力數據作為原始場景集，并對原始光伏出力數據進行標幺化，設定期望的聚類數，應用K-means聚類方法進行場景削減；將配電系統中的分布式光伏進行編號，通過序貫蒙特卡洛方法對于光伏的可用狀態進行分析，抽樣得到按照時間順序排列的配電系統中各個分布式光伏的正常/故障狀態變化序列。

進一步的，光伏的正常工作時間TTF與故障時間TTR表示為：

其中，λ和μ分別表示故障率和修復率。

具體的，建立多時段配電系統負荷恢復模型具體為：

以不同權重系數下的負荷恢復量最大為目標，考慮網絡輻射拓撲約束、光伏運行約束、儲能約束、潮流約束、安全約束以及節點電壓、電流約束建立多時段配電系統負荷恢復模型，引入旋轉錐約束對模型中的非凸非線性部分進行簡化，形成簡化后的二階錐規劃模型。

進一步的，多時段配電系統負荷恢復模型的目標函數為：