[發明專利]一種考慮負荷互補特性的有源配電網網格化規劃方法

在審

• 申請號: 202310243831.0
• 申請日: 2023-03-14
• 公開（公告）號: CN116245419A
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 梅笑妍;郝思鵬;柴植
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: G06Q10/0639
• 分類號: G06Q10/0639;G06Q50/06;G06F18/23213;H02J3/00
• 代理公司: 南京睿之博知識產權代理有限公司 32296
• 代理人: 楊雷

一種考慮負荷互補特性的有源配電網網格化規劃方法，涉及中壓配電網線性規劃方法。提出有源配電網負荷特性互補組合方法；構建網格劃分模型的目標函數；構建含光伏發電機組的有源配電網網格劃分模型約束條件；改進k?means聚類算法進行求解；提出評價指標驗證網格劃分合理性。本發明在分析各類負荷峰谷互補特性的基礎上，通過改進k?means聚類算法，以網格化規劃后子網格負荷曲線與總負荷曲線的形狀相似度最高為目標，考慮配電網運行約束條件，充分挖掘配電網中各類可互補耦合的負荷類型，實現合理劃分配電網網格，有效降低系統峰谷差，提升設備利用率。

技術領域

本發明涉及中壓配電網線性規劃方法的技術領域，尤其涉及一種考慮負荷互補特性的有源配電網網格化規劃方法。

背景技術

在貫徹落實“碳達峰，碳中和”的背景下，如何有效合理利用清潔能源成為國內外能源研究的熱點問題。

大規模分布式光伏接入配電網，使得配電網變為有源配電網，會引起電壓越限、功率倒送、線損增加等問題。隨著屋頂分布式光伏發電系統不斷普及，發電不確定性增加，網架結構更為復雜。配電網網格化管理是電網精細化運行的要求，通過將負荷、分布式能源需求區域劃分為網格，有助于優化配電網規劃，提高配電網運行的經濟可靠性。

目前，國內外學者對有源配電網網格化規劃展開了大量的研究。有學者在考慮負荷互補特性的基礎上，針對模型方法難以處理的約束條件，提出了前置處理和后置處理兩種方案；以及有學者對負荷及分布式發電的隨機波動性進行聚類，構建花瓣式主級網架和輻射狀式次級網架結構。但其均未考慮量化分析負荷互補特性，無法提高設備的利用率，無法改善供電區域峰谷差過大的問題。還有學者對變電站進行聚類分析，將變電站劃分到恰當的供電區塊，但其以變電站作為聚類對象，未考慮負荷特性對配電網產生的影響。

為了解決高滲透光伏接入配電網所引發的峰谷差加大和設備利用率低的問題，本發明從負荷特性出發，在變電站容量確定的基礎上，提出了一種考慮負荷互補特性的有源配電網網格劃分方法。

發明內容

本發明公開了一種考慮負荷互補特性的有源配電網網格劃分方法，在分析各類負荷峰谷互補特性的基礎上，通過改進k-means聚類算法，以網格化規劃后子網格負荷曲線與總負荷曲線的形狀相似度最高為目標，考慮配電網運行約束條件，充分挖掘配電網中各類可互補耦合的負荷類型，實現合理劃分配電網網格，有效降低系統峰谷差，提升設備利用率。

一種考慮負荷互補特性的有源配電網網格化規劃方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟S1：提出有源配電網負荷特性互補組合方法；

步驟S2：構建網格劃分模型的目標函數；

步驟S3：構建含光伏發電機組的有源配電網網格劃分模型約束條件；

步驟S4：改進k-means聚類算法進行求解；

步驟S5：提出評價指標驗證網格劃分合理性。

優選的是，本發明步驟S1中提出有源配電網負荷特性互補組合方法；具體過程為：選取規劃地區內各類型負荷進行差異化匹配分析，分布式光伏發電系統作為“負”特性負荷納入互補分析，將峰谷重合時間長的負荷分配到同一子網格中。

優選的是，本發明步驟S2中構建網格劃分模型的目標函數；具體過程為：

選取網格劃分后子網格總負荷與規劃地區總負荷的相關系數之和最大為優化目標，