[發明專利]DG與SOP有功-無功協同規劃方法和裝置

有效

• 申請號: 202110395633.7
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113078678B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 李勇;喬學博;姚天宇;馬俊杰;羅隆福;曹一家
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/06;H02J3/00
• 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

本發明實施例提供一種DG與SOP有功?無功協同規劃方法和裝置，針對配電網分布式電源規劃，能夠有效利用多種主動管理措施，規劃SOP的安裝位置及其容量，提升配電系統中各設備的利用率，提高配電網對分布式電源的消納能力；采用農網安全邊界模型，能夠有效約束配電網中分布式電源的規劃容量和位置，確保配電系統能夠在N?1狀態下確保正常供電，提高配電網的可靠性；利用模型的線性化處理，在盡量減小誤差前提下，能夠大幅度提升模型的計算效率。

技術領域

本發明實施例涉及高滲透率可再生能源配電網規劃領域，尤其涉及一種DG與SOP有功-無功協同規劃方法和裝置。

背景技術

高滲透率可再生能源的接入使得配電系統規劃與運行面臨著巨大挑戰。一方面，大量分布式電源(Distributed Generation，DG)的接入會導致電壓波動、電壓越限等安全問題；另一方面，DG規劃配置的不合理、配電網調節能力的欠缺以及配電設備利用率低等嚴重限制了DG的消納。而電力電子裝備的大量接入使配電網呈現電力電子化的發展趨勢，其快速發展為解決上述問題提供了新的思路。

智能軟開關(Soft Open Point，SOP)作為新型電力電子設備被用于代替多分段配電線路的聯絡開關，其功率連續無差調節特性可實現饋線間的實時功率調動，改變系統潮流分布，提升配網靈活性。SOP以全控型電力電子器件為基礎，無機械操作，動作速度更快，能實時響應控制指令。且SOP相連兩饋線間有直流隔離環節，故障發生時更易切斷故障電流，可降低故障影響。上述技術優勢使得SOP在配電網中具有巨大的發展潛力。因此，研究分布式電源與智能軟開關有功無功系協同規劃方法具有重要工程意義。

現有考慮配電網安全邊界理論的配網規劃方法有：基于安全距離的配電網隨機規劃方法、考慮N-1安全的多目標DG選址定容規劃。其安全邊界模型為直流配網中近似線性化的安全邊界，該模型更多的被應用于城市配電網。而農村配電網中線損較為嚴重，特別是大量分布式電源在農網的應用，線損對系統的安全性會有一定影響。

農網與城網安全邊界的不同，為農村配電網中DG規劃提供了新的思路，如圖1所示。傳統配電網中無DG與主動控制手段，所以規劃方法只考慮配電網的電壓、電流約束。隨著電網結構及運行方式的變化，規劃方式也變得復雜，但這種規劃方法只考慮了正常運行狀態下配網對DG的消納能力。

發明內容

本發明實施例提供一種DG與SOP有功-無功協同規劃方法和裝置，以解決現有分布式電源規劃過程中，忽略配電網中電力電子設備以及安全邊界對規劃的影響，導致DG消納能力較低、配電網安全可靠性較差的問題。

第一方面，本發明實施例提供一種DG與SOP有功-無功協同規劃方法，包括：

步驟S1、確定分布式電源多個預設時間尺度的典型時序相關性場景；

步驟S2、建立以分布式電源DG的準入容量最大為目標函數，以潮流等式約束、電壓電流約束、智能軟開關SOP運行約束、DG無功出力約束、安全邊界約束以及無功補償裝置約束為約束條件的DG與SOP有功-無功協同規劃模型；

步驟S3、基于線性近似方法將所述DG與SOP有功-無功協同規劃模型的非線性部分線性化；

步驟S4、基于所述步驟S1中的典型時序相關性場景對步驟S3中的DG與SOP有功-無功協同規劃模型求解，得到DG規劃容量，SOP接入位置和對應的SOP規劃容量。

作為優選的，所述步驟S1具體包括：

確定DG出力與負荷的n個小時的歷史數據，并確定時序相關性聚類算法，將所述歷史數據縮減為多個預設時間尺度的典型時序相關性場景；所述時序相關性分析算法如下式：

上式中，表示DG第t個小時的負荷；表示DG第t個小時的出力，1≤t≤n。

作為優選的，所述步驟S2中，所述目標函數為：