[發明專利]一種考慮5G基站與分布式光伏接入的配電網集群劃分方法

在審

• 申請號: 202210456169.2
• 申請日: 2022-04-28
• 公開（公告）號: CN114709874A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 宋福龍;余瀟瀟;梁才浩;倪煜;孟婧;陳正曦;陳晨;汪洋子;劉懷遠;燕志宇;王旭冉
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網集團有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/46;H02J3/06;H02J3/14;G06F30/18;G06F30/20;G06K9/62;G06Q10/06;G06Q50/06;G06F113/04
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本發明公開了一種考慮5G基站與分布式光伏接入的配電網集群劃分方法。包括以下步驟：S1：建立集群劃分結構性指標——電氣距離指標模型；S2：建立集群劃分功能性指標——光伏?基站供電率指標模型；S3：建立集群劃分綜合性指標——期望電氣距離指標模型；S4：通過基于Ward凝聚型層次聚類法，完成配電網的集群劃分。本發明適用于當今“新基建”和新型電力系統背景下的配電網，能夠將配電網劃分為若干個包含5G基站與分布式光伏的集群，便于對規劃及運行問題進行優化，對于減輕電網的供電壓力、促進新能源的消納等方面具有重要意義。

技術領域

本發明屬于電力系統技術領域，特別涉及考慮5G基站與分布式光伏接入的配電網集群劃分方法。

背景技術

隨著“新基建”和新型電力系統的推進，大規模的5G基站與分布式光伏接入配電網。相比于4G基站，5G基站單站功耗高且覆蓋范圍小，因此在滿足通信網絡覆蓋的有效性的同時，會產生較大的用電需求；光伏出力具有隨機性、間歇性和波動性的特點，高滲透率的分布式光伏接入會給電網消納帶來壓力。綜上，5G基站與分布式光伏接入會對配電網規劃及運行帶來嚴峻的挑戰。

因此，對配電網進行集群劃分，使得5G基站與分布式光伏能夠匹配，形成打捆之勢，5G基站盡可能使用光伏發電，一方面減輕了電網的供電壓力，另一方面促進了新能源的消納。

發明內容

本發明的目的在于提供一種考慮5G基站與分布式光伏接入的配電網集群劃分方法，該方法綜合考慮結構性和功能性指標，能夠將配電網劃分為若干個包含5G基站與分布式光伏的集群，便于對配電網規劃及運行問題進行優化。

本發明所述問題是以下述技術方案實現的：一種考慮5G基站與分布式光伏接入的配電網集群劃分方法，包括以下步驟：

S1：建立集群劃分結構性指標——電氣距離指標模型，用以衡量網絡中兩節點之間電氣耦合的緊密程度，即節點間的影響程度；

S2：建立集群劃分功能性指標——光伏-基站供電率指標模型，用以衡量基站消納分布式光伏的能力，即給基站供電中分布式光伏所占的比例；

S3：建立集群劃分綜合性指標——期望電氣距離指標模型，使用S2中所得到的光伏-基站供電率，對步驟S1中的電氣距離指標進行修正，進而利于將5G基站與分布式光伏打捆；

S4：通過基于Ward凝聚型層次聚類法，完成配電網的集群劃分。

前述的一種考慮5G基站與分布式光伏接入的配電網集群劃分方法，步驟S1具體為：

電氣距離本質上是描述節點間電氣耦合關系，即節點間的影響程度，其直接決定集群劃分的結果與質量。

由于負荷及分布式光伏出力的波動性，可能導致系統電壓失穩，而功率和電壓的變化關系可從雅可比矩陣中得到體現。

牛頓-拉夫遜法潮流計算方程為：

式中，ΔP、ΔQ分別為節點注入有功、無功的變化量；Δθ、ΔU分別為節點電壓相角和幅值的變化量。

基于有功功率的電壓-有功靈敏度矩陣定義如下：

電壓-有功靈敏度反映了有功功率變化時電壓的變化。

基于無功功率的電壓-無功靈敏度矩陣定義如下：

電壓-無功靈敏度反映了無功功率變化時電壓的變化。

考慮到配電網中節點電壓的變化與有功、無功功率均有關系，定義電壓-功率綜合靈敏度為：

Sen＝γ·Sen_UP+(1-γ)·Sen_UQ (4)