CN105552888B - 一种考虑主配网互动的配电网仿真方法 - Google Patents

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Abstract

一种考虑主配网互动的配电网仿真方法，通过主配网一体化潮流计算确定初始状态，在配电侧根据仿真设置进行重构，重构过程中考虑是否满足主网的安全约束，并根据主网安全约束调整主网运行状态并重新仿真配电网重构策略，直到得到满足主网运行约束的仿真结果，实现考虑主配网互动的配电网运行仿真。本发明提出的方法能够在对配网运行状态进行仿真时考虑主网对配网的支撑能力，有效提高研究主配网互动、主动配电网运行仿真的真实性和准确性。

Description

一种考虑主配网互动的配电网仿真方法
技术领域
本发明属于配电网工程技术领域，涉及一种考虑主、配网互动(即主网与配电网互动)的配电网仿真方法，通过考虑含分布式电源配电网与主网之间的互动情况，仿真含分布式电源的配电网运行状态变化引起主网运行状态变化并反过来影响配网运行状态的主配网互动的运行场景。
背景技术
主动配电网(Active Distribution Networks)是在传统配电网中加入大量分布式电源，并主动研究配电网运行控制策略，全方位提高解决配电侧兼容大规模间歇式可再生能源接入问题，实现对各类可再生能源的主动消纳及多级协调利用，最终促进电能低碳化转变及电网资产利用效率的大幅提高。
配电网仿真针对配电网运行状态，设置一系列扰动或者状态变化(包括故障或者分布式电源出力变化)等情景，自动计算配电网实际运行状态和优化控制策略。配电网仿真对于分析故障和分布式电源运行状态变化对配电网运行状态的影响，了解馈线自动化、自愈控制、优化控制的动作原理和控制策略，具有重要意义。
目前，在含分布式电源的配电网运行和仿真应用中，存在如下问题：
(1)当配电网接入大量分布式电源时，配电网的运行状态可能对主网的运行状态产生影响；认为主网足够强大而仅对配电网进行仿真时，将无法发现实际运行中可能出现的问题；
(2)现有配电网仿真主要对配电网运行状态进行仿真，缺少考虑配电网与主网之间互动影响的仿真工具。
为了能够对含分布式电源配电网运行状态进行仿真，并在仿真过程中考虑对主配网互动情况，本申请提出了一种考虑主配网互动的配电网仿真方法。该方法和系统在对配电网运行状态进行仿真的同时，考虑配网运行状态对主网的影响，并将该影响反馈给配电网，实现考虑主配网互动的配电网仿真。本发明提出的内容可以在对配网运行状态进行仿真时考虑主网对配网的支撑能力，有效提高研究主配网互动、主动配电网运行仿真的真实性和准确性，对于了解主配网互动影响、根据仿真结果合理制定配电网调度和运行策略，具有重要意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：现有含分布式电源的配电网运行和仿真应用未考虑配电网与主网的互动影响以及主网对配网运行状态的支撑能力，缺少仿真配网运行状态时能够同步考虑主配网互动影响的仿真工具。
本发明的技术解决方案具体如下：
一种考虑主配网互动的配电网仿真方法，其特征在于:在对配电网运行状态进行仿真时，考虑配网运行状态对主网的影响，并将该影响反馈给配电网，实现考虑主配网互动的配电网仿真。
一种考虑主配网互动的配电网仿真方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)对主网以及配电网进行一体化潮流计算，确定主网以及配电网初始运行状态；
(2)改变配电网和分布式电源的运行状态实现仿真场景设置；
(3)对配电网进行潮流计算，确定经过步骤(2)改变后的配电网运行状态；
(4)以损失负荷最小以及网损最小为目标对配电网进行重构；
(5)再次对主网以及配电网进行一体化潮流计算，确定配电网重构后主网以及配电网运行状态；
(6)判断主网运行状态是否存在异常，是则转步骤(7)，否则转步骤(10)；
(7)对主网进行校正控制；
(8)确定主网与配电网边界状态及边界约束条件；
(9)在满足主网与配电网边界约束条件以及配网运行约束条件的情况下，以损失负荷最小以及网损最小为目标对配电网进行重构，转步骤(5)；
(10)仿真结束，输出仿真结果。
本发明的有益效果是：在对配电网运行状态进行仿真时，考虑配网运行状态对主网的影响以及主网对配网的支撑能力，有效提高研究主配网互动、主动配电网运行仿真的真实性和准确性，对于了解主配网互动影响、根据仿真结果合理制定配电网调度和运行策略具有指导意义和实用价值。
附图说明
图1为所述一种考虑主配网互动的配电网仿真方法的流程图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。
本发明公开了一种考虑主配网互动的配电网仿真方法，仿真时首先根据配网运行情况进行配电网重构；若重构结果造成主网运行状态异常，则通过校正对主网运行状态进行调整；调整后，将主配网边界交换功率约束加入配电网重构中，直至主配网的运行条件均得到满足。
如附图1所示为所述一种考虑主配网互动的配电网仿真方法的流程图。所述配电网仿真方法具体包括以下步骤：
(1)对主网(输电网)以及配电网(以下简称主配网)进行一体化潮流计算，确定主配网初始运行状态；
根据主网运行状态和配电网负荷情况、分布式电源出力情况，进行主配网一体化潮流计算，得到仿真初始状态下主网和配网的运行状态。
(2)改变配电网和分布式电源的运行状态实现仿真场景设置；
根据需要设置仿真的内容，包括设置配电网故障、修改负荷或者分布式电源的出力情况。
(3)调用配网潮流计算，确定配网运行状态。
假设主网对配网的支持足够强大，使用步骤(1)中得到的主配网边界母线电压作为已知条件，对配电网进行潮流计算，得到配电网潮流分布；
(4)以损失负荷最小以及网损最小为目标对配电网进行重构；
根据仿真内容对配电网进行重构，无论是发生故障、负荷或者分布式电源出力发生变化，均可能引起负荷损失或者配电网线路过载或者损耗增大，通过重构确保配电网运行在安全、经济的运行状态。
(5)调用主配网一体化潮流计算，确定配网重构后主配网运行状态；
根据配电网重构后的运行状态，调用主配网一体化潮流计算，确定更新配网运行状态后，主配网的潮流分布情况。
(6)判断主网运行状态是否存在异常，是则转(7)，否则转(10)；
根据主配网的潮流分布情况，判断主网运行状态是否存在异常，即是否出现支路过载、母线电压越界情况；若出现状态异常，则对主网进行校正控制，若主网运行状态无异常，则主网能够支撑当前配网运行状态，转步骤(10)。
(7)对主网进行校正控制；
若出现状态异常，通过校正控制(即电网进行安全控制的一种通用方法，通过灵敏度分析，确定控制量包括负荷有功、无功大小、电容器投退、变压器分接头位置、发电机出力大小等，与被控制量包括线路有功、母线电压等之间的线性关系，通过线性优化，消除线路过载或者电压越界的情况)对主网运行状态进行调整，包括调整主配网边界交换的功率、调整主变分接头、投切电容器；通过调整配网运行状态来调整主网的负荷和边界母线电压。
(8)确定主配网边界状态及边界约束条件；
根据校正控制中的灵敏度分析结果，可以知道边界节点交换功率的调整对主网设备包括支路和母线电压影响的线性关系，主要考虑有功调整量对支路流过有功以及无功调整对节点电压的影响，从而得到一个关于边界节点交换功率调整量的线性约束关系；
(9)在同时满足主配网边界约束条件以及配网运行约束条件的情况下，以损失负荷最小以及网损最小为目标对配网进行重构，转步骤(5)；
对配电网进行重构，以损失负荷最小以及网损最小为目标，并在重构的约束中加入步骤(8)确定的边界节点交换功率范围约束，得到重构后配电网运行状态，再转步骤(5)判断是否满足运行结果满足主网运行条件；
(10)仿真结束，输出仿真结果。
仿真结果满足主配网运行条件仿真结束，输出仿真结果包括主网校正控制策略、配网重构策略等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种考虑主配网互动的配电网仿真方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)对主网及配电网进行一体化潮流计算，确定主网以及配电网初始运行状态；
(2)改变配电网和分布式电源的运行状态实现仿真场景设置；
(3)对配电网进行潮流计算，确定经过步骤(2)改变后的配电网运行状态；
(4)以损失负荷最小以及网损最小为目标对配电网进行重构；
(5)再次对主配网进行一体化潮流计算，确定配网重构后主配网运行状态；
(6)判断主网运行状态是否存在异常，是则转步骤(7)，否则转步骤(10)；
(7)对主网进行校正控制；
(8)确定主网与配电网边界状态及边界约束条件；
(9)在同时满足主网与配电网边界约束条件以及配电网运行约束条件的情况下，以损失负荷最小以及网损最小为目标对配电网进行重构，转步骤(5)；
(10)仿真结束，输出仿真结果。
2.根据权利要求1所述的配电网仿真方法，其特征在于：
在步骤(2)中，所述仿真场景设置是指根据需要设置仿真的内容改变配电网和分布式电源的运行状态，包括设置配电网故障、修改负荷或者分布式电源的出力情况。
3.根据权利要求1所述的配电网仿真方法，其特征在于：
在步骤(6)中，所述主网运行状态异常包括出现支路过载、母线电压越界情况。
4.根据权利要求1所述的配电网仿真方法，其特征在于：
在步骤(7)中，所述校正控制包括通过灵敏度分析和最优化方法确定相应校正控制策略；所述校正控制策略包括主配网交换功率调整、主变分接头调整、电容器投切。
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