[發明專利]一種含新能源場站的配電網拓撲結構優化方法及系統

有效

• 申請號: 202310707134.6
• 申請日: 2023-06-15
• 公開（公告）號: CN116454894B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 閃鑫;李得民;王毅;韋磊;楊科;邱進哲;彭龍;陸娟娟;曹國芳;朱紅;羅玉春;郭帆;許洪華;陳冰松;胡子健;許翔泰;馮秋俠;翟曉宇
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司;國網江蘇省電力有限公司南京供電分公司;國網江蘇省電力有限公司
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06;H02J3/46;H02J3/28;G06N3/126;G06Q10/0631;G06Q50/06
• 代理公司: 南京禹為知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 齊佳美

本發明公開了一種含新能源場站的配電網拓撲結構優化方法及系統包括：根據配電網的典型拓撲結構，獲取含新能源場站的配電網拓撲單元的有功平衡方程及拓撲約束；根據實際配電網結構和有功平衡方程及拓撲約束，獲取拓撲單元組合的有功平衡方程；通過拓撲單元組合的有功平衡方程和配電網拓撲結構優化的成本，以優化轉供總成本最小為目標建立配電網優化轉供模型；采用改進型非劣排序遺傳算法求解配電網優化轉供模型，獲取調整配電網運行方式的最優轉供方案；本發明考慮了可再生能源發電對配電網拓撲結構優化轉供的影響，在緩解過載問題的同時促進了新能源消納，對于推動新能源在電網中的應用具有重要的實用價值。

技術領域

本發明涉及配電網拓撲結構優化技術領域，具體為一種含新能源場站的配電網拓撲結構優化方法及系統。

背景技術

風力發電機、光伏發電裝置大規模接入電網，使得人們對用電可靠性提出了更高的要求。負荷高峰期，配電網易出現設備過載與輸電阻塞問題，為降低停電風險，電網調度中心常采取轉供措施，實現負荷的站間轉移，提高配電網的供電可靠性。針對如何快速、經濟地完成電網超載負荷協調轉供，為調度員提供統一的輔助決策方案，在現有的研究中提出采用二次轉供降低“薄弱環節”負載率，提高停電區域的供電恢復量。在拓撲研究方面，當前研究學者多利用導向因子進行配電網拓撲重構，達到均衡負荷的目標。也有學者利用直流互聯線路連接低壓配電臺區，在各臺區間按配電變壓器容量分配負荷。

前述研究多是針對不含可再生能源機組的傳統配電網拓撲進行轉供研究，并沒有考慮新能源出力對配電網優化轉供策略的影響。近年來，光伏發電和陸上風電的發電成本大幅下降，使得光伏、風力等可再生能源發電為用戶提供電力的成本降低。因此，配電網中可再生能源滲透率的提高必然影響到用戶的用電行為，進而影響到負荷分配與配電網拓撲結構的調整。在現有的研究中提出將可再生能源作為負的負荷參與配電網重構，但沒有充分發揮可再生能源的靈活性與經濟性，且當前針對配電網拓撲結構的研究鮮有考慮含新能源場站的情況。

發明內容

本部分的目的在于概述本發明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發明的范圍。

鑒于上述存在的問題，提出了本發明。

本發明實施例的第一方面，提供一種含新能源場站的配電網拓撲結構優化方法，包括：根據配電網的典型拓撲結構，獲取含新能源場站的配電網拓撲單元的有功平衡方程及拓撲約束；根據實際配電網結構和所述有功平衡方程及拓撲約束，獲取拓撲單元組合的有功平衡方程；通過所述拓撲單元組合的有功平衡方程和配電網拓撲結構優化的成本，以優化轉供總成本最小為目標建立配電網優化轉供模型；采用改進型非劣排序遺傳算法求解所述配電網優化轉供模型，獲取調整配電網運行方式的最優轉供方案。

作為本發明所述的含新能源場站的配電網拓撲結構優化方法的一種優選方案，其中：所述配電網拓撲單元的有功平衡方程及拓撲約束的獲取包括，

配電網的典型拓撲結構的接線類型包括單電源供電接線方式、串供接線方式、T型串供接線方式和H型串供接線方式；

所述單電源供電接線方式為單電源點變電站通過出線開關串接若干個分段開關，負荷通過分段開關接點處連入配電網，新能源場站位于第 l個與 l+1個開關之間，站內的可再生能源機組為風力發電機與光伏發電裝置，所述新能源場站配備一定容量的儲能裝置平抑可再生能源機組的出力波動，為提高新能源消納能力，可再生能源機組出力優先供給負荷，再給儲能裝置充電，且僅允許儲能裝置吸收可再生能源機組的盈余功率，即禁止電源點變電站給儲能裝置充電；

當所有開關均為運行狀態時，所述單電源供電接線方式的有功平衡方程表示為：

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