CN106208137A - 基于综合敏感性分析的分布式电源的安装位置选择方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了基于综合敏感性分析的分布式电源的安装位置选择方法，属于电力设备领域。包括根据分布式电源的相关参数依次构建电压敏感矩阵和网损敏感矩阵，从而获取待安装分布式电源的节点的矩阵运算结果，进而根据运算结果对节点进行排序，从而结合排序结果确定分布式电源的安装位置。通过构件电压敏感矩阵和网损敏感矩阵，避免了配电网电压水平、网络损耗对节点产生额外影响，提高了确定分布式电源安装位置的准确性。

Description

基于综合敏感性分析的分布式电源的安装位置选择方法

技术领域

本发明属于电力设备领域，特别涉及基于综合敏感性分析的分布式电源的安装位置选择方法。

背景技术

面临着当前能源形势和生存环境的双重压力下，人们开始不断寻求能源与环境问题的解决方法，其中分布式新能源发电由于采用清洁可再生能源作为其一级能源，具有可再生、无污染等优点，因而，分布式发电技术的发展受到世界各国的广泛关注和大力支持。

随着越来越多的分布式电源(Distributed Generation，DG)的并网运行，由于配电系统中的分布式电源的影响，使得配电网功率流动特性由传统的单向流动变成新的双向流动，因而给配电系统的稳定运行带来了诸多新挑战。尤其是构建含DG的配电系统规划配置模型时，如何准确确定DG的安装位置，已经成为亟待解决的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供了能够确定分布式电源安装位置的位置选择方法。

为了达到上述技术目的，本发明提供了基于综合敏感性分析的分布式电源的安装位置选择方法，其特征在于，所述安装位置选择方法，包括：

确定分布式电源中有功功率的变化值△P、无功功率的变化值△Q，以及分布式电源中的相角变化量△θ、电压变化量△V结合公式一构建雅克比矩阵J，

其中，J_Pθ为雅克比矩阵J中相角变化量为θ、有功功率变化量为P的元素,J_PV为雅克比矩阵J中电压变化量△V、有功功率变化量为P的元素,J_Qθ为雅克比矩阵J中相角变化量为θ、无功功率变化量为Q的元素,J_QV为雅克比矩阵J中电压变化量△V、无功功率变化量为Q的元素；

根据有功功率的变化值△P、以及无功功率的变化值△Q，结合雅克比矩阵J通过公式二确定电压敏感性矩阵△V，

其中，△P_DG为分布式电源的有功功率；

根据电压敏感性矩阵△V，通过公式三确定分布式电源有功损耗P_loss

其中，P_loss表示系统的有功损耗量，n代表系统的总的节点数，V_i和V_j表示节点i和节点j的电压，G_ij表示节点i、j之间的电导，θ_ij表示节点i、j之间的电压相位差；

基于公式四确定网损对分布式电源有功功率的敏感性矩阵

根据公式二和公式四的结果对配电网节点进行排序，确定待优化的配电网节点的数量。

可选的，和分别满足：

$\frac{\∂P}{\∂\mathrm{\θ}}={(J_{P\mathrm{\θ}}^{-1}+J_{P\mathrm{\θ}}^{-1}{J}_{Q\mathrm{\θ}}{\left(J_{QV}-J_{PV}{J}_{P\mathrm{\θ}}^{-1}{J}_{QV}\right)}^{-1}{J}_{PV}{J}_{P\mathrm{\θ}}^{-1})}^{-1},$

$\frac{\∂P}{\∂V}={(-J_{P\mathrm{\θ}}^{-}{J}_{Q\mathrm{\θ}}{\left(J_{QV}-J_{PV}{J}_{P\mathrm{\θ}}^{-1}{J}_{QV}\right)}^{-1})}^{-1}.$

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

通过构件电压敏感矩阵和网损敏感矩阵，避免了配电网电压水平、网络损耗对节点产生额外影响，提高了确定分布式电源安装位置的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的基于综合敏感性分析的分布式电源的安装位置选择方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的结构作进一步地描述。

实施例一

本发明提供了基于综合敏感性分析的分布式电源的安装位置选择方法，如图1所示，该选择方法包括：

11、确定分布式电源中有功功率的变化值△P、无功功率的变化值△Q，以及分布式电源中的相角变化量△θ、电压变化量△V结合公式一构建雅克比矩阵J，

其中，其中，J_Pθ为雅克比矩阵J中相角变化量为θ、有功功率变化量为P的元素,J_PV为雅克比矩阵J中电压变化量△V、有功功率变化量为P的元素,J_Qθ为雅克比矩阵J中相角变化量为θ、无功功率变化量为Q的元素,J_QV为雅克比矩阵J中电压变化量△V、无功功率变化量为Q的元素；

在实施中，在向量微积分中，雅可比矩阵是一阶偏导数以一定方式排列成的矩阵，其行列式称为雅可比行列式。雅可比矩阵的重要性在于它体现了一个可微方程与给出点的最优线性逼近。因此，雅可比矩阵类似于多元函数的导数。

12、根据有功功率的变化值△P、以及无功功率的变化值△Q，结合雅克比矩阵J通过公式二确定电压敏感性矩阵△V，

其中，△P_DG为分布式电源的有功功率。

在实施中，在获取到雅克比矩阵J后，结合分布式电源中有功功率的变化值△P、无功功率的变化值△Q构建电压敏感矩阵△V。这里的电压敏感矩阵用于后续步骤中根据每个节点的电压敏感结果进行排序。

13、根据电压敏感性矩阵△V，通过公式三确定分布式电源有功损耗P_loss

其中，P_loss表示系统的有功损耗量，n代表系统的总的节点数，V_i和V_j表示节点i和节点j的电压，G_ij表示节点i、j之间的电导，θ_ij表示节点i、j之间的电压相位差。

在实施中，根据前一步得到的电压敏感矩阵△V确定分布式电源的有功损耗P_loss，以便于在后续步骤中根据有功损耗P_loss进行排序。

14、基于公式四确定网损对分布式电源有功功率的敏感性矩阵

在实施中，在获取到分布式电源根据电压敏感性排序的结果后，根据有功损耗P_loss结合公式四获取分布式电源的网损敏感性矩阵。

15、根据公式二和公式四的结果对配电网节点进行排序，确定待优化的配电网节点的数量。

在实施中，通过依次向预设的各个节点加入DG的方法，结合前述步骤11-15的方式获取到各节点的电压敏感性、网损敏感性，进而根据得到的敏感性进行排序，最终根据排序的结果确定待安装DG的节点。

在公式四偏微分方程中的和分别为：

$\frac{\∂P}{\∂\mathrm{\θ}}={(J_{P\mathrm{\θ}}^{-1}+J_{P\mathrm{\θ}}^{-1}{J}_{Q\mathrm{\θ}}{\left(J_{QV}-J_{PV}{J}_{P\mathrm{\θ}}^{-1}{J}_{QV}\right)}^{-1}{J}_{PV}{J}_{P\mathrm{\θ}}^{-1})}^{-1},$

$\frac{\∂P}{\∂V}={(-J_{P\mathrm{\θ}}^{-}{J}_{Q\mathrm{\θ}}{\left(J_{QV}-J_{PV}{J}_{P\mathrm{\θ}}^{-1}{J}_{QV}\right)}^{-1})}^{-1}.$

本发明提出的DG的位置选择方法的主要思想为，在含DG的配电网中，每个DG待选安装节点对配电网的电压水平、网络损耗的影响不用，所以采用基于节点电压水平敏感度和网络损耗敏感度综合评价分析方法来确定配电系统中DG的最佳安装位置。

在设计DG待安装节点个数时，考虑相对集中的配置DG更有利于管理和维护，参考已有的相关研究，系统选取的待安装DG节点数少于总节点数的四分之一较佳。利用IEEE33节点配电系统的额定负荷数据，通过依次向各个节点加入DG的方法，计算得到各个节点电压敏感性和网损敏感性并进行排序。

本发明提供了基于综合敏感性分析的分布式电源的安装位置选择方法，包括根据分布式电源的相关参数依次构建电压敏感矩阵和网损敏感矩阵，从而获取待安装分布式电源的节点的矩阵运算结果，进而根据运算结果对节点进行排序，从而结合排序结果确定分布式电源的安装位置。通过构件电压敏感矩阵和网损敏感矩阵，避免了配电网电压水平、网络损耗对节点产生额外影响，提高了确定分布式电源安装位置的准确性。

上述实施例中的各个序号仅仅为了描述，不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。

以上所述仅为本发明的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.基于综合敏感性分析的分布式电源的安装位置选择方法，其特征在于，所述安装位置选择方法，包括：

确定分布式电源中有功功率的变化值ΔP、无功功率的变化值ΔQ，以及分布式电源中的相角变化量Δθ、电压变化量ΔV结合公式一构建雅克比矩阵J，

其中，J_Pθ为雅克比矩阵J中相角变化量为θ、有功功率变化量为P的元素,J_PV为雅克比矩阵J中电压变化量ΔV、有功功率变化量为P的元素,J_Qθ为雅克比矩阵J中相角变化量为θ、无功功率变化量为Q的元素,J_QV为雅克比矩阵J中电压变化量ΔV、无功功率变化量为Q的元素；

根据有功功率的变化值ΔP、以及无功功率的变化值ΔQ，结合雅克比矩阵J通过公式二确定电压敏感性矩阵ΔV，

其中，ΔP_DG为分布式电源的有功功率；

根据电压敏感性矩阵ΔV，通过公式三确定分布式电源有功损耗P_loss

其中，P_loss表示系统的有功损耗量，n代表系统的总的节点数，V_i和V_j表示节点i和节点j的电压，G_ij表示节点i、j之间的电导，θ_ij表示节点i、j之间的电压相位差；

基于公式四确定网损对分布式电源有功功率的敏感性矩阵

根据公式二和公式四的结果对配电网节点进行排序，确定待优化的配电网节点的数量。

2.根据权利要求1所述的基于综合敏感性分析的分布式电源的安装位置选择方法，其特征在于，和分别满足：

$\frac{\∂P}{\∂\mathrm{\θ}}={(J_{P\mathrm{\θ}}^{-1}+J_{P\mathrm{\θ}}^{-1}{J}_{Q\mathrm{\θ}}{\left(J_{QV}-J_{PV}{J}_{P\mathrm{\θ}}^{-1}{J}_{QV}\right)}^{-1}{J}_{PV}{J}_{P\mathrm{\θ}}^{-1})}^{-1},$

$\frac{\∂P}{\∂V}={(-J_{P\mathrm{\θ}}^{-1}{J}_{Q\mathrm{\θ}}{\left(J_{QV}-J_{PV}{J}_{P\mathrm{\θ}}^{-1}{J}_{QV}\right)}^{-1})}^{-1}.$