CN108092263A - 一种dg并网选址的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种DG并网选址的方法，其特征是，包括如下步骤：1）构建电力网络拓扑模型；2）计算各个负载节点到电源节点的平均等效距离L1；3）计算整个电网的负载节点到电源节点平均等效距离L2；4）计算L1的方差D；5）确定DG的合理并网位置：对步骤4）获取的D数据序列进行排队，D值最小时DG接入的位置即为DG的合理并网位置。这种方法通过实际环境数据，能获得最优分布式发电并网位置，使得配电网能够快速达到稳定工作状态。

Description

一种DG并网选址的方法
技术领域
本发明涉及复杂电力网络分析技术领域，具体是一种分布式发电(DistributedGeneration，简称DG)并网选址的方法。
背景技术
电力网络是电力系统的重要组成部分，其可靠性和安全性对电力系统安全、高效运行具有重要意义。随着社会的进步，新能源的发展，各种各样发电方式得到应用，如太阳能发电，潮汐发电，风能发电等，相对于传统的发电方式，分布式电源更为清洁，有益于环境保护，经济效益更明显，越来越被更多国家所推广。
然而大量DG的接入改变了传统配电网供电方式，给电网的安全稳定运行带来威胁，对配电网的规划设计、安全管理、运行检修等方面的发展提出更多的要求。主要影响在以下几个方面，配电源的网络结构变得更加复杂，改变了潮流方向；DG的随机、间歇式发电给配电网的负荷预测带来困难；分布式电源的合理布置可以减少线路损耗，降低输配电成本；DG的接入位置不同将影响着电网的负载能力。
目前，关于分布式发电接入配电网的位置对配电网的规划与运行的影响有了很多的研究，分布式发电选址问题是一个复杂的问题,寻找最优并网位置较为困难，目前在用的方法主要是从节点度，节点的邻居度，节点的平均距离等方面进行考虑。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种DG并网选址的方法。这种方法通过实际环境数据，能获得最优分布式发电并网位置，使得配电网能够快速达到稳定工作状态。
实现本发明目的的技术方案是：
一种DG并网选址的方法，包括如下步骤：
1)构建电力网络拓扑模型：依据实际电力网络架构，构建电力网络拓扑模型，所述电力网络拓扑模型包括节点和链路，将实际电力系统中的发电厂和用户分别抽象为复杂电力网络中的电源节点和负载节点，将连接发电厂和用户的输电线路抽象为复杂电力网络中的边，获取电网中各节点的功率和各条连边的距离值，电源节点发出功率，负载节点消耗功率；
2)计算各个负载节点到电源节点的平均等效距离L1：结合步骤1)构建的电力网络拓扑模型中节点功率与连边距离，获得与DG并网位置相关的各个负载节点到电源节点的平均等效距离，称为L1；
3)计算整个电网的负载节点到电源节点平均等效距离L2：对步骤2)获取的L1取平均值，得到整个电网的负载节点到电源节点平均等效距离，称为L2；
4)计算L1的方差：根据L2，计算L1的方差，称为D；
5)确定DG的合理并网位置：对步骤4)获取的D数据序列进行排队，D值最小时DG接入的位置即为DG的合理并网位置。
步骤2)中所述L1计算公式为：
其中，L1(i)表示在当前DG接入位置下，节点i到电源节点的平均等效距离；
Lij表示节点i到节点j之间的最短距离，pi表示负载节点消耗的功率，pj表示发电节点消耗的功率，Ng表示原电网电源节点个数，NDG表示分布式电源个数。
步骤3)中所述L2计算公式为：
其中，Ni为电网中负载节点个数。
步骤4)中所述方差D的计算公式为:
其中，D表示在当前DG接入位置下L1的方差值。
这种方法通过实际环境数据，能获得最优分布式发电并网位置，使得配电网能够快速达到稳定工作状态。
附图说明
图1为实施例方法的流程示意图；
图2为实施例中电力网络拓扑模型示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步阐述，但不是对本发明的限定。
实施例：
参照图1，一种DG并网选址的方法，包括如下步骤：
1)构建电力网络拓扑模型：依据实际电力网络架构，构建电力网络拓扑模型，所述电力网络拓扑模型包括节点和链路，将实际电力系统中的发电厂和用户分别抽象为复杂电力网络中的电源节点和负载节点，将连接发电厂和用户的输电线路抽象为复杂电力网络中的边，获取电网中各节点的功率和各条连边的距离值，电源节点发出功率，负载节点消耗功率，本例，电力网络拓扑模型如图2所示为IEEE30标准测试系统为例，IEEE30系统属于英国电网系统中的一部分，拥有6个发电机节点和24个负载节点，为了研究方便，我们初始设定，每条连边距离均为1，所有负载节点消耗相同的功率，发电机发出的功率等于负载消耗的功率，原始发电机和DG节点均向电网提供相同的功率，原电网中有Ng个发电机节点，发电机功率为pg，Ni个负荷节点，负荷功率为pi，NDG个DG节点，DG功率为pDG，由于要满足系统功率平衡，则设pi＝-1,pg>0,pDG>0，则
2)计算各个负载节点到电源节点的平均等效距离L1：令一个或多个DG接入原电网中的节点，结合步骤1)构建的电力网络拓扑模型中节点功率与连边距离，获得与DG并网位置相关的各个负载节点到电源节点的平均等效距离，称为L1，已有的研究成果和结论表明，DG与负载节点相连接，电力网络同步性能更好，我们在此只考虑DG与负载节点相连的方式。令DG个数为1，接入如2所示电网中负载节点，表1表示DG接入3号节点后，电网中各负载节点到电源节点的平均等效距离：
表1：
表2表示DG接入4号节点后，电网中各负载节点到电源节点的平均等效距离：
表2：
3)计算整个电网的负载节点到电源节点平均等效距离L2：对步骤2)获取的L1取平均值，得到整个电网的负载节点到电源节点平均等效距离，称为L2，对于如2所示电网，将DG分别与电网中的负载节点相连接，每次接入后，计算整个电网的平均等效距离，表3表示DG接入节点i后，整个电网的平均等效距离情况：
表3：
4)计算L1的方差：根据L2，计算L1的方差，称为D，对于如2所示电网，计算每次接入DG后的网络D值，得到表4DG接入节点i后的网络D值：
表4：
5)确定DG的合理并网位置：对步骤4)获取的D数据序列进行排队，D值最小时DG接入的位置即为DG的合理并网位置，对比表4中的数据，如图2所示电网的DG合理并网位置应是26号节点。
步骤2)中所述L1计算公式为：
其中，L1(i)表示在当前DG接入位置下，节点i到电源节点的平均等效距离，Lij表示节点i到节点j之间的最短距离，pi表示负载节点消耗的功率，pj表示发电节点消耗的功率，Ng表示原电网电源节点个数，NDG表示分布式电源个数。
步骤3)中所述L2计算公式为：
其中，Ni为电网中负载节点个数。
步骤4)中所述方差D的计算公式为:
其中，D表示在当前DG接入位置下L1的方差值。

Claims (4)

1.一种DG并网选址的方法，其特征是，包括如下步骤：
1)构建电力网络拓扑模型：依据实际电力网络架构，构建电力网络拓扑模型，所述电力网络拓扑模型包括节点和链路，将实际电力系统中的发电厂和用户分别抽象为复杂电力网络中的电源节点和负载节点，将连接发电厂和用户的输电线路抽象为复杂电力网络中的边，获取电网中各节点的功率和各条连边的距离值，电源节点发出功率，负载节点消耗功率；
2)计算各个负载节点到电源节点的平均等效距离L1：结合步骤1)构建的电力网络拓扑模型中节点功率与连边距离，获得与DG并网位置相关的各个负载节点到电源节点的平均等效距离，称为L1；
3)计算整个电网的负载节点到电源节点平均等效距离L2：对步骤2)获取的L1取平均值，得到整个电网的负载节点到电源节点平均等效距离，称为L2；
4)计算L1的方差：根据L2，计算L1的方差，称为D；
5)确定DG的合理并网位置：对步骤4)获取的D数据序列进行排队，D值最小时DG接入的位置即为DG的合理并网位置。
2.根据权利要求1所述的DG并网选址的方法，其特征是，步骤2)中所述L1计算公式为：
<mrow> <mi>L</mi> <mn>1</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <mrow> <mo>(</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mrow> <msub> <mi>N</mi> <mi>g</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>N</mi> <mrow> <mi>D</mi> <mi>G</mi> </mrow> </msub> </mrow> </munderover> <mfrac> <mrow> <mo>|</mo> <msub> <mi>p</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>|</mo> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> </mrow> <mrow> <mo>|</mo> <msub> <mi>p</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>|</mo> </mrow> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>N</mi> <mi>g</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>N</mi> <mrow> <mi>D</mi> <mi>G</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mfrac> </mrow>
其中，L1(i)表示在当前DG接入位置下，节点i到电源节点的平均等效距离，Lij表示节点i到节点j之间的最短距离，pi表示负载节点消耗的功率，pj表示发电节点消耗的功率，Ng表示原电网电源节点个数，NDG表示分布式电源个数。
3.根据权利要求1所述的DG并网选址的方法，其特征是，步骤3)中所述L2计算公式为：
<mrow> <mi>L</mi> <mn>2</mn> <mo>=</mo> <munderover> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <msub> <mi>N</mi> <mi>i</mi> </msub> </munderover> <mi>L</mi> <mn>1</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>/</mo> <msub> <mi>N</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow>
其中，Ni为电网中负载节点个数。
4.根据权利要求1所述的DG并网选址的方法，其特征是，步骤4)中所述方差D的计算公式为:
<mrow> <mi>D</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <msub> <mi>N</mi> <mi>i</mi> </msub> </mfrac> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <msub> <mi>N</mi> <mi>i</mi> </msub> </munderover> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>L</mi> <mn>1</mn> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> <mo>-</mo> <mi>L</mi> <mn>2</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow>
其中，D表示在当前DG接入位置下L1的方差值。
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