CN109103942B - 分布式电源接入方式的确定方法和装置 - Google Patents

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CN109103942B CN201811294338.7A CN201811294338A CN109103942B CN 109103942 B CN109103942 B CN 109103942B CN 201811294338 A CN201811294338 A CN 201811294338A CN 109103942 B CN109103942 B CN 109103942B
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Abstract

本申请涉及分布式电源技术领域，尤其涉及一种分布式电源接入方式的确定方法和装置，包括：构建目标台区模型；构建工况矩阵；其中，上述工况矩阵中的每一个元素对应一个工况，每一个工况包括变压器高压侧电压的运行数据和上述目标台区的负载率；在DG分散接入目标台区末端的条件下，计算上述工况矩阵中每个工况的耐受渗透率；汇总每个工况下的耐受渗透率，得到目标台区DG接入的耐受渗透率推荐值；根据预先存储的目标台区需接入的DG渗透率和上述耐受渗透率推荐值确定上述目标台区的DG的接入方式。本申请可以避免DG接入造成的电网电压的越限和波动，使得电网电压更加稳定。

Description

分布式电源接入方式的确定方法和装置
技术领域
本申请涉及分布式电源(Distribution Generation，DG)技术领域，尤其是涉及分布式电源接入方式的确定方法和装置。
背景技术
DG是一种新兴的发电技术，包括太阳能发电、风力发电、生物质能发电等，具有高效、环保的优点。DG需要与大电网进行融合。DG主要在低压配电网接入运行，其接入使单电源放射型的传统网络变成多电源分散分布的有源网络。DG的接入，会对整个配电台区造成不同程度的电压抬升。当接入DG的容量越大，渗透率越大，电压抬升越大。电压抬升过大会产生一系列的运行问题，会导致电压越限和波动等问题，影响设备安全和运行可靠性。
发明内容
有鉴于此，本公开的目的在于提供一种分布式电源接入方式的确定方法，避免电网电压的越限和波动，使得电网电压更加稳定。
为了实现上述目的，本公开采用的技术方案如下：
第一方面，本申请实施方式提供了一种分布式电源接入方式的确定方法，包括：
获取目标台区中的各个负荷节点的负荷数据、变压器的电气参数和变压器高压侧电压的运行数据、线路的电气参数和所述目标台区的负载率；
根据上述目标台区的各个负荷节点的负荷数据、变压器和线路的电气参数构建目标台区模型；
根据上述变压器高压侧电压的运行数据和上述目标台区的负载率构建工况矩阵；其中，上述工况矩阵中的每一个元素对应一个工况，每一个工况包括变压器高压侧电压的运行数据和上述目标台区的负载率；
在DG分散接入目标台区末端的条件下，计算上述工况矩阵中每个工况的耐受渗透率；
汇总每个工况下的耐受渗透率，得到目标台区DG接入的耐受渗透率推荐值；
根据预先存储的目标台区需接入的DG渗透率和上述耐受渗透率推荐值确定上述目标台区的DG的接入方式。
结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，根据预先存储的目标台区需接入的DG渗透率和上述耐受渗透率推荐值确定上述目标台区的DG的接入方式的步骤，包括：
比较上述目标台区需接入的DG渗透率和上述耐受渗透率推荐值的大小；
如果上述比较结果为目标台区需接入的DG渗透率小于等于耐受渗透率推荐值，则确定目标台区DG接入方式为DG在目标台区的任意接入点接入；
如果上述比较结果为目标台区需接入的DG渗透率大于耐受渗透率推荐值，则确定目标台区DG接入方式为DG在目标台区的台区首端接入点接入。
结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，计算上述工况矩阵中每个工况的耐受渗透率的步骤包括：对上述工况矩阵中的每一个工况进行基于注入电流的潮流计算，并将得到的计算结果导入耐受渗透率计算模型，得到上述每一个工况的耐受渗透率。
结合第一方面的第二种实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述耐受渗透率计算模型的约束条件包括潮流约束条件和安全约束条件：
上述约束条件包括潮流约束条件和安全约束条件：
潮流约束条件：
IY＝YU
IS＝f(U)
Figure BDA0001849456420000031
Figure BDA0001849456420000032
ΔI＝IY-IS
其中：
Figure BDA0001849456420000033
为由节点导纳矩阵与节点电压计算得到的注入电流向量；
Figure BDA0001849456420000034
为由负荷元件模型与节点电压计算得到的注入电流向量；nB表示总节点数；YR表示去平衡节点自导纳的行和列的节点导纳矩阵；UnB表示平衡节点电压；f(·)表示由负荷元件模型决定的注入电流计算公式，ΔI为注入电流的不平衡量；
所述安全约束条件包括：
电压约束：
Figure BDA0001849456420000035
其中：Ui为节点i的电压，
Figure BDA0001849456420000041
为节点i的电压上限，M为配电网总节点数；
电流约束：
Figure BDA0001849456420000042
其中：Ij为线路j的电流，
Figure BDA0001849456420000043
为线路j的极限载流量，N为配电网支路数；
三相电压不平衡度约束：
Figure BDA0001849456420000044
Figure BDA0001849456420000045
Figure BDA0001849456420000046
其中，α为旋转因子；
Figure BDA0001849456420000047
分别表示变压器低压侧电压正序和负序分量；
Figure BDA0001849456420000048
分别为A相、B相和C相电压向量。
结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，根据上述变压器高压侧电压的运行数据和上述目标台区负载率构建工况矩阵的步骤包括：
将变压器高压侧电压的运行数据的最大值和最小值组成的区间均匀分成m等分，得到
Figure BDA0001849456420000049
将上述目标台区负载率的最大值和最小值组成的区间均分成n等分，得到
Figure BDA00018494564200000410
依次组合，得到工况矩阵Am×n,其具体表达式如下：
Figure BDA0001849456420000051
Figure BDA0001849456420000052
其中i∈[1,m]，j∈[1,n]；
Figure BDA0001849456420000053
为第i个等分点的高压侧电压值；
Figure BDA0001849456420000054
为第j个等分点的目标台区负载率。
第二方面，本申请提供了一种分布式电源接入方式的确定装置，包括：
获取模块，用于获取目标台区中的各个负荷节点的负荷数据、变压器的电气参数和变压器高压侧电压的运行数据、线路的电气参数和所述目标台区的负载率；
模型构建模块，用于根据上述目标台区的各个负荷节点的负荷数据、变压器和线路的电气参数构建目标台区模型以及根据上述变压器高压侧电压的运行数据和上述目标台区的负载率构建工况矩阵；其中，上述工况矩阵中的每一个元素对应一个工况，每一个工况包括变压器高压侧电压的运行数据和上述目标台区的负载率；
计算模块，用于在DG分散接入目标台区末端的条件下，计算上述工况矩阵中每个工况的耐受渗透率以及汇总每个工况下的耐受渗透率，得到目标台区DG接入的耐受渗透率推荐值；
确定模块，用于根据预先存储的目标台区需接入的DG渗透率和上述耐受渗透率推荐值确定上述目标台区的DG的接入方式。
结合第二方面，本申请实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，
上述确定模块还用于：
比较上述目标台区需接入的DG渗透率和上述耐受渗透率推荐值的大小；
如果上述比较结果为目标台区需接入的DG渗透率小于等于耐受渗透率推荐值，则确定目标台区DG接入方式为DG在目标台区的任意接入点接入；
如果上述比较结果为目标台区需接入的DG渗透率大于耐受渗透率推荐值，则确定目标台区DG接入方式为DG在目标台区的台区首端接入点接入。
结合第二方面，本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，上述计算模块还用于：对上述工况矩阵中的每一个工况进行基于注入电流的潮流计算，并将得到的计算结果导入耐受渗透率计算模型，得到上述每一个工况的耐受渗透率。
结合第二方面的第二种实施方式，本申请实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，上述耐受渗透率计算模型的约束条件包括潮流约束条件和安全约束条件：
所述的耐受渗透率是指满足电压和电流以及电压三相不平衡度约束时，目标台区能够承受的最大DG渗透率。
所述约束条件包括潮流约束条件和安全约束条件：
潮流约束条件：
IY＝YU
IS＝f(U)
Figure BDA0001849456420000061
Figure BDA0001849456420000071
ΔI＝IY-IS
其中：
Figure BDA0001849456420000072
为由节点导纳矩阵与节点电压计算得到的注入电流向量；
Figure BDA0001849456420000073
为由负荷元件模型与节点电压计算得到的注入电流向量；nB表示总节点数；YR表示去平衡节点自导纳的行和列的节点导纳矩阵；UnB表示平衡节点电压；f(·)表示由负荷元件模型决定的注入电流计算公式，ΔI为注入电流的不平衡量；
所述安全约束条件包括：
电压约束：
Figure BDA0001849456420000074
其中：Ui为节点i的电压，
Figure BDA0001849456420000075
为节点i的电压上限，M为配电网总节点数；
电流约束：
Figure BDA0001849456420000076
其中：Ij为线路j的电流，
Figure BDA0001849456420000077
为线路j的极限载流量，N为配电网支路数；
三相电压不平衡度约束：
Figure BDA0001849456420000078
Figure BDA0001849456420000079
Figure BDA0001849456420000081
其中，α为旋转因子；
Figure BDA0001849456420000082
分别表示变压器低压侧电压正序和负序分量；
Figure BDA0001849456420000083
分别为A相、B相和C相电压向量。
结合第二方面，本申请实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，上述模型构建模块还用于：
将变压器高压侧电压的运行数据的最大值和最小值组成的区间均匀分成m等分，得到
Figure BDA0001849456420000084
将上述目标台区负载率的最大值和最小值组成的区间均分成n等分，得到
Figure BDA0001849456420000085
依次组合，得到工况矩阵Am×n,其具体表达式如下：
Figure BDA0001849456420000086
Figure BDA0001849456420000087
其中i∈[1,m]，j∈[1,n]；
Figure BDA0001849456420000088
为第i个等分点的高压侧电压值；
Figure BDA0001849456420000089
为第j个等分点的目标台区负载率。
上述方法和装置，通过构建目标台区的工况矩阵，计算每一个工况的耐受渗透率；将不同工况下的耐受渗透率进行汇总，得到目标台区DG接入的耐受渗透率推荐值；根据预先存储的目标台区需接入的DG渗透率和所述耐受渗透率推荐值确定所述目标台区的DG的接入方式。本申请可以避免电网电压的越限和波动，使得电网电压更加稳定。
本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施方式，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本公开具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施方式，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为本申请实施方式提供的目标台区的网架结构图；
图2为本申请实施方式提供的分布式电源接入方式的确定方法流程图；
图3为本申请实施方式提供的根据预先存储的目标台区需接入的DG渗透率和耐受渗透率推荐值确定目标台区的DG的接入方式的流程图；
图4为本申请实施方式提供的分布式电源接入方式的确定装置的结构示意图；
图5为本申请实施方式提供的分布式电源接入方式的确定设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本公开实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本公开一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本公开中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本公开保护的范围。
需要说明的是，上述各方法实施方式均采用递进的方式描述，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处，各个实施方式之间相同相似的部分互相参见即可。
低压配电区包括变压器以及与变压器的低压侧的若干个负载节点，参见图1所示的目标台区的网架结构图，包括变压器以及变压器下属的各个负荷节点3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16。其中，节点12、13、16为目标配电台区的末端节点。当DG接入不合理，会带来电压越限和波动等问题，影响配电网的安全性、经济性和可靠性。
基于此，本申请实施方式提出了分布式电源接入方式确定的方法和装置，可以根据DG耐受渗透率推荐值来进行确定DG接入方式。下面通过具体实施方式进行描述，参照图2的本申请实施方式提供的分布式电源接入方式的确定方法流程图，该方法包括以下步骤：
步骤S201:获取目标台区中的各个负荷节点的负荷数据、变压器的电气参数和变压器高压侧电压的运行数据、线路的电气参数和上述目标台区的负载率；
其中，目标台区也称配电台区，所述的负荷数据为：采集的上一年目标台区各负荷点有功负荷和无功负荷的监测值。
所述的电气参数包括：线路单位电阻r、电抗x、线路长度L、配变容量Strans、短路损耗Pk、短路电压百分数Uk％。
所述的变压器高压侧电压的运行数据运行数据包括：采集的上一年10kV配电变压器高压侧电压的最小值
Figure BDA0001849456420000101
与最大值
Figure BDA0001849456420000102
比如，变压器高压侧电压的运行数据为：上一年10kV配电变压器高压侧电压的最小值
Figure BDA0001849456420000103
为9.7kV、最大值
Figure BDA0001849456420000104
为10.5kV。
目标台区的负载率为：采集的上一年目标台区负载率的最小值
Figure BDA0001849456420000111
与最大值
Figure BDA0001849456420000112
负载率的定义为：
Figure BDA0001849456420000113
其中，εload为配电台区的负载率，Pi为配电台区第i个负荷点的有功负荷，n为负荷点个数，Strans为配电变压器额定容量。
比如，上一年目标台区负载率的最小值
Figure BDA0001849456420000114
为10％、最大值
Figure BDA0001849456420000115
为50％。
为了更加形象说明，表1示出了上一年目标台区各负荷点有功负荷和无功负荷的监测值。
表1
Figure BDA0001849456420000116
为了更加形象说明，表2示出了目标台区配变和线路的电气参数。
表2
Figure BDA0001849456420000117
Figure BDA0001849456420000121
步骤S202:根据上述目标台区的各个负荷节点的负荷数据、变压器和线路的电气参数构建目标台区模型；
步骤S203:根据上述变压器高压侧电压的运行数据和上述目标台区的负载率构建工况矩阵；其中，上述工况矩阵中的每一个元素对应一个工况，每一个工况包括变压器高压侧电压的运行数据和上述目标台区的负载率；
步骤S204:在DG分散接入目标台区末端的条件下，计算上述工况矩阵中每个工况的耐受渗透率；
其中，DG分散接入目标台区末端作为条件是为了保证得到的渗透率是在极端情况下的，结果更加严格。
步骤S205:汇总每个工况下的耐受渗透率，得到目标台区DG接入的耐受渗透率推荐值；
步骤S206:根据预先存储的目标台区需接入的DG渗透率和上述耐受渗透率推荐值确定上述目标台区的DG的接入方式。
上述方法通过构建目标台区的工况矩阵，计算每一个工况的耐受渗透率；将不同工况下的耐受渗透率进行汇总，得到目标台区DG接入的耐受渗透率推荐值；根据预先存储的目标台区需接入的DG渗透率和耐受渗透率推荐值确定目标台区DG接入方式。避免DG接入造成的电网电压的越限和波动，使得电网电压更加稳定。
在一种实施方式中，步骤S206具体包括以下步骤，参见图3所示的根据预先存储的目标台区需接入的DG渗透率和上述耐受渗透率推荐值确定目标台区的DG的接入方式的流程图，包括:
步骤S301：比较上述目标台区需接入的DG渗透率A和上述耐受渗透率推荐值B的大小；
步骤S303：如果上述比较结果为目标台区需接入的DG渗透率A小于等于耐受渗透率推荐值B，则确定目标台区DG接入方式为DG在目标台区的任意接入点接入；
步骤S305：如果上述比较结果为目标台区需接入的DG渗透率A大于耐受渗透率推荐值B，则确定目标台区DG接入方式为DG在目标台区的台区首端接入点接入。
示例性地，假设耐受渗透率推荐值为0.15，若目标台区需要接入的DG渗透率为0.15，则可在目标台区的任意接入点接入；若目标台区需要接入的DG渗透率为0.175，则不建议DG在台区末端接入，可考虑接在台区首端。
在一种可能的实施方式中，步骤S204中的计算上述工况矩阵中每个工况的耐受渗透率的步骤包括：对上述工况矩阵中的每一个工况进行基于注入电流的潮流计算，并将得到的计算结果导入耐受渗透率计算模型，得到上述每一个工况的耐受渗透率。为了更加详细说明，表3示出了目标台区各工况下的耐受渗透率的一种实现形式：
表3
Figure BDA0001849456420000131
表3中的负载率运行数据的分为5种，变压器高压侧的电压数据分为5种，进行组合之后，得到了25种工况的渗透率，取最小值作为目标台区DG接入的耐受渗透率推荐值。由表3可知目标台区的耐受渗透率推荐值为0.15。在上述DG容量配置下，能保证目标配电台区运行的安全性和可靠性。
其中，上述耐受渗透率计算模型包括目标函数和约束条件；
上述目标函数为：
maxρ
上述耐受渗透率是指满足电压和电流以及电压三相不平衡度约束时，目标台区能够承受的最大DG渗透率。
上述约束条件为：
IY＝YU
IS＝f(U)
Figure BDA0001849456420000141
Figure BDA0001849456420000142
ΔI＝IY-IS
其中：
Figure BDA0001849456420000143
为由节点导纳矩阵与节点电压计算得到的注入电流向量；
Figure BDA0001849456420000144
为由负荷元件模型与节点电压计算得到的注入电流向量；nB表示总节点数；YR表示去平衡节点自导纳的行和列的节点导纳矩阵；UnB表示平衡节点电压；f(·)表示由负荷元件模型决定的注入电流计算公式，ΔI为注入电流的不平衡量；
电压约束：
Figure BDA0001849456420000151
其中：Ui为节点i的电压，
Figure BDA0001849456420000152
为节点i的电压上限，M为配电网总节点数；
电流约束：
Figure BDA0001849456420000153
其中：Ij为线路j的电流，
Figure BDA0001849456420000154
为线路j的极限载流量，N为配电网支路数；
三相电压不平衡度约束：
Figure BDA0001849456420000155
Figure BDA0001849456420000156
Figure BDA0001849456420000157
其中，α为旋转因子；
Figure BDA0001849456420000158
分别表示变压器低压侧电压正序和负序分量；
Figure BDA0001849456420000159
分别为A相、B相和C相电压向量。
示例性地，在本实施例中，线路节点电压上限为1.07p.u.；低压配电台区线路型号分别为BLV-240和BLV-70，线路所允许承载的最大电流分别为460A和201A，三相电压不平衡度限制值为2％。
在一种可能的实施方式中，步骤S203包括：
将变压器高压侧电压的运行数据的最大值和最小值组成的区间均匀分成m等分，得到
Figure BDA0001849456420000161
将上述目标台区负载率的最大值和最小值组成的区间均分成n等分，得到
Figure BDA0001849456420000162
依次组合，得到工况矩阵Am×n,其具体表达式如下：
Figure BDA0001849456420000163
Figure BDA0001849456420000164
其中i∈[1,m]，j∈[1,n]；
Figure BDA0001849456420000165
为第i个等分点的高压侧电压值；
Figure BDA0001849456420000166
为第j个等分点的目标台区负载率。
示例性地，将10kV配电变压器高压侧电压UH均匀分成5等分，负载率εload均匀分成5等分，即UH＝[9.7kV，9.9kV，10.1kV，10.3kV，10.5kV]，εload＝[10％,20％,30％,40％,50％]；依次组合得到工况矩阵A5×5，具体地：
Figure BDA0001849456420000167
本实施方式提供了一种与上述方法实施方式相对应的分布式电源接入方式的确定装置。图4为该确定装置的结构示意图，上述确定装置包括：
获取模块41，用于获取目标台区中的各个负荷节点的负荷数据、变压器的电气参数和变压器高压侧电压的运行数据、线路的电气参数和所述目标台区的负载率；
模型构建模块42，用于根据上述目标台区的各个负荷节点的负荷数据、变压器和线路的电气参数构建目标台区模型以及根据上述变压器高压侧电压的运行数据和上述目标台区的负载率构建工况矩阵；其中，上述工况矩阵中的每一个元素对应一个工况，每一个工况包括变压器高压侧电压的运行数据和上述目标台区的负载率；
计算模块43，用于在DG分散接入目标台区末端的条件下，计算上述工况矩阵中每个工况的耐受渗透率以及汇总每个工况下的耐受渗透率，得到目标台区DG接入的耐受渗透率推荐值；
确定模块44，用于根据预先存储的目标台区需接入的DG渗透率和上述耐受渗透率推荐值确定上述目标台区的DG的接入方式。
上述装置通过构建目标台区的工况矩阵，计算每一个工况的耐受渗透率；将不同工况下的耐受渗透率进行汇总，得到目标台区DG接入的耐受渗透率推荐值；根据预先存储的目标台区需接入的DG渗透率和所述耐受渗透率推荐值确定所述目标台区的DG的接入方式。可以避免电网电压的越限和波动，使得电网电压更加稳定。
为了确定DG接入方式，在一种实施方式中，所述确定模块44还用于：
比较上述目标台区需接入的DG渗透率和上述耐受渗透率推荐值的大小；
如果上述比较结果为目标台区需接入的DG渗透率小于等于耐受渗透率推荐值，则确定目标台区DG接入方式为DG在目标台区的任意接入点接入；
如果上述比较结果为目标台区需接入的DG渗透率大于耐受渗透率推荐值，则确定目标台区DG接入方式为DG在目标台区的台区首端接入点接入。
为了得到耐受渗透率，在一种实施方式中，上述计算模43块还用于：对上述工况矩阵中的每一个工况进行基于注入电流的潮流计算，并将得到的计算结果导入耐受渗透率计算模型，得到上述每一个工况的耐受渗透率。
其中，上述耐受渗透率计算模型包括目标函数和约束条件；
上述的目标函数为：
maxρ
上述耐受渗透率是指满足电压和电流以及电压三相不平衡度约束时，目标台区能够承受的最大DG渗透率。
上述约束条件包括潮流约束条件和安全约束条件：
潮流约束条件：
IY＝YU
IS＝f(U)
Figure BDA0001849456420000181
Figure BDA0001849456420000182
ΔI＝IY-IS
其中：
Figure BDA0001849456420000183
为由节点导纳矩阵与节点电压计算得到的注入电流向量；
Figure BDA0001849456420000184
为由负荷元件模型与节点电压计算得到的注入电流向量；nB表示总节点数；YR表示去平衡节点自导纳的行和列的节点导纳矩阵；UnB表示平衡节点电压；f(·)表示由负荷元件模型决定的注入电流计算公式，ΔI为注入电流的不平衡量；
所述安全约束条件包括：
电压约束：
Figure BDA0001849456420000191
其中：Ui为节点i的电压，
Figure BDA0001849456420000192
为节点i的电压上限，M为配电网总节点数；
电流约束：
Figure BDA0001849456420000193
其中：Ij为线路j的电流，
Figure BDA0001849456420000194
为线路j的极限载流量，N为配电网支路数；
三相电压不平衡度约束：
Figure BDA0001849456420000195
Figure BDA0001849456420000196
Figure BDA0001849456420000197
其中，α为旋转因子；
Figure BDA0001849456420000198
分别表示变压器低压侧电压正序和负序分量；
Figure BDA0001849456420000199
分别为A相、B相和C相电压向量。
为了构建工况矩阵，在一种实施方式中，上述模型构建模块还用于：
将变压器高压侧电压的运行数据的最大值和最小值组成的区间均匀分成m等分，得到
Figure BDA00018494564200001910
将上述目标台区负载率的最大值和最小值组成的区间均分成n等分，得到
Figure BDA00018494564200001911
依次组合，得到工况矩阵Am×n,其具体表达式如下：
Figure BDA0001849456420000201
Figure BDA0001849456420000202
其中i∈[1,m]，j∈[1,n]；
Figure BDA0001849456420000203
为第i个等分点的高压侧电压值；
Figure BDA0001849456420000204
为第j个等分点的目标台区负载率。
与现有技术相比，本发明提供的分布式电源接入方式的确定方法和装置具有如下显著的效果：
(1)精细化的建模过程，同时兼顾多种安全性约束，使得计算结果更具参考价值；
(2)形成的耐受渗透推荐值，可以指导目标配电台区DG的接入规划。
本实施方式提供了一种与上述方法实施方式相对应的分布式电源接入方式的确定设备。图5为该分布式电源接入方式的确定设备的结构示意图，如图5所示，该设备包括处理器501和存储器502；其中，存储器502用于存储一条或多条计算机指令，一条或多条计算机指令被处理器执行，以实现上述分布式电源接入方式的确定方法。
图5所示设备还包括总线503，处理器501、存储器502通过总线503连接。
其中，存储器502可能包含高速随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。总线503可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
处理器501可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器501中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器501可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施方式中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施方式所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器502，处理器501读取存储器502中的信息，结合其硬件完成前述实施方式的方法的步骤。
在本申请所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施方式的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
最后应说明的是：以上所述实施方式，仅为本公开的具体实施方式，用以说明本公开的技术方案，而非对其限制，本公开的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施方式对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施方式所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开实施方式技术方案的精神和范围，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种分布式电源接入方式的确定方法，其特征在于，包括：
获取目标台区中的各个负荷节点的负荷数据、变压器的电气参数和变压器高压侧电压的运行数据、线路的电气参数和所述目标台区的负载率；
根据所述目标台区的各个负荷节点的负荷数据、变压器和线路的电气参数构建目标台区模型；
根据所述变压器高压侧电压的运行数据和所述目标台区的负载率构建工况矩阵；其中，所述工况矩阵中的每一个元素对应一个工况，每一个工况包括变压器高压侧电压的运行数据和所述目标台区的负载率；
在分布式电源DG分散接入目标台区末端的条件下，计算所述工况矩阵中每个工况的耐受渗透率；
汇总每个工况下的耐受渗透率，得到目标台区DG接入的耐受渗透率推荐值；所述耐受渗透率是指满足电压和电流以及电压三相不平衡度约束时，目标台区能够承受的最大DG渗透率；
根据预先存储的目标台区需接入的DG渗透率和所述耐受渗透率推荐值确定所述目标台区的DG的接入方式；
其中，根据预先存储的目标台区需接入的DG渗透率和所述耐受渗透率推荐值确定所述目标台区的DG的接入方式的步骤，包括：
比较所述目标台区需接入的DG渗透率和所述耐受渗透率推荐值的大小；
如果所述比较结果为目标台区需接入的DG渗透率小于或等于耐受渗透率推荐值，则确定目标台区DG接入方式为DG在目标台区的任意接入点接入；
如果所述比较结果为目标台区需接入的DG渗透率大于耐受渗透率推荐值，则确定目标台区DG接入方式为DG在目标台区的台区首端接入点接入。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述工况矩阵中每个工况的耐受渗透率的步骤包括：对所述工况矩阵中的每一个工况进行基于注入电流的潮流计算，并将得到的计算结果导入耐受渗透率计算模型，得到所述每一个工况的耐受渗透率。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述耐受渗透率计算模型的约束条件包括潮流约束条件和安全约束条件：
潮流约束条件：
IY＝YU
IS＝f(U)
Figure FDA0002555773400000021
Figure FDA0002555773400000022
ΔI＝IY-IS
其中：
Figure FDA0002555773400000023
为由节点导纳矩阵与节点电压计算得到的注入电流向量的向量元素；
Figure FDA0002555773400000024
为由负荷元件模型与节点电压计算得到的注入电流向量的向量元素；nB表示总节点数；YR表示去平衡节点自导纳的行和列的节点导纳矩阵；UnB表示平衡节点电压；f(·)表示由负荷元件模型决定的注入电流计算公式，ΔI为注入电流的不平衡量；
所述安全约束条件包括：
电压约束：
Figure FDA0002555773400000031
其中：Ui为节点i的电压，
Figure FDA0002555773400000032
为节点i的电压上限，M为配电网总节点数；
电流约束：
Figure FDA0002555773400000033
其中：Ij为线路j的电流，
Figure FDA0002555773400000034
为线路j的极限载流量，N为配电网支路数；
三相电压不平衡度约束：
Figure FDA0002555773400000035
Figure FDA0002555773400000036
Figure FDA0002555773400000037
其中，α为旋转因子；
Figure FDA0002555773400000038
分别表示变压器低压侧电压正序和负序分量；
Figure FDA0002555773400000039
分别为A相、B相和C相电压向量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述变压器高压侧电压的运行数据和所述目标台区负载率构建工况矩阵的步骤包括：
将变压器高压侧电压的运行数据的最大值和最小值组成的区间均匀分成m等分，得到
Figure FDA00025557734000000310
将所述目标台区负载率的最大值和最小值组成的区间均分成n等分，得到
Figure FDA0002555773400000041
依次组合，得到工况矩阵Am×n,其具体表达式如下：
Figure FDA0002555773400000042
Figure FDA0002555773400000043
其中i∈[1,m]，j∈[1,n]；
Figure FDA0002555773400000044
为第i个等分点的高压侧电压值；
Figure FDA0002555773400000045
为第j个等分点的目标台区负载率。
5.一种分布式电源接入方式的确定装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取目标台区中的各个负荷节点的负荷数据、变压器的电气参数和变压器高压侧电压的运行数据、线路的电气参数和所述目标台区的负载率；
模型构建模块，用于根据所述目标台区的各个负荷节点的负荷数据、变压器和线路的电气参数构建目标台区模型以及根据所述变压器高压侧电压的运行数据和所述目标台区的负载率构建工况矩阵；其中，所述工况矩阵中的每一个元素对应一个工况，每一个工况包括变压器高压侧电压的运行数据和所述目标台区的负载率；
计算模块，用于在分布式电源DG分散接入目标台区末端的条件下，计算所述工况矩阵中每个工况的耐受渗透率以及汇总计算得到的每个所述工况的耐受渗透率，得到目标台区DG接入的耐受渗透率推荐值；所述耐受渗透率是指满足电压和电流以及电压三相不平衡度约束时，目标台区能够承受的最大DG渗透率；
确定模块，用于根据预先存储的目标台区需接入的DG渗透率和所述耐受渗透率推荐值确定所述目标台区的DG的接入方式；
所述确定模块还用于：
比较所述目标台区需接入的DG渗透率和所述耐受渗透率推荐值的大小；
如果所述比较结果为目标台区需接入的DG渗透率小于等于耐受渗透率推荐值，则确定目标台区DG接入方式为DG在目标台区的任意接入点接入；
如果所述比较结果为目标台区需接入的DG渗透率大于耐受渗透率推荐值，则确定目标台区DG接入方式为DG在目标台区的台区首端接入点接入。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述计算模块还用于：对所述工况矩阵中的每一个工况进行基于注入电流的潮流计算，并将得到的计算结果导入耐受渗透率计算模型，得到所述每一个工况的耐受渗透率。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述耐受渗透率计算模型的约束条件包括潮流约束条件和安全约束条件：
潮流约束条件：
IY＝YU
IS＝f(U)
Figure FDA0002555773400000051
Figure FDA0002555773400000052
ΔI＝IY-IS
其中：
Figure FDA0002555773400000061
为由节点导纳矩阵与节点电压计算得到的注入电流向量的向量元素；
Figure FDA0002555773400000062
为由负荷元件模型与节点电压计算得到的注入电流向量的向量元素；nB表示总节点数；YR表示去平衡节点自导纳的行和列的节点导纳矩阵；UnB表示平衡节点电压；f(·)表示由负荷元件模型决定的注入电流计算公式，ΔI为注入电流的不平衡量；
所述安全约束条件包括：
电压约束：
Figure FDA0002555773400000063
其中：Ui为节点i的电压，
Figure FDA0002555773400000064
为节点i的电压上限，M为配电网总节点数；
电流约束：
Figure FDA0002555773400000065
其中：Ij为线路j的电流，
Figure FDA0002555773400000066
为线路j的极限载流量，N为配电网支路数；
三相电压不平衡度约束：
Figure FDA0002555773400000067
Figure FDA0002555773400000068
Figure FDA0002555773400000069
其中，α为旋转因子；
Figure FDA00025557734000000610
分别表示变压器低压侧电压正序和负序分量；
Figure FDA00025557734000000611
分别为A相、B相和C相电压向量。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述模型构建模块还用于：
将变压器高压侧电压的运行数据的最大值和最小值组成的区间均匀分成m等分，得到
Figure FDA0002555773400000071
将所述目标台区负载率的最大值和最小值组成的区间均分成n等分，得到
Figure FDA0002555773400000072
依次组合，得到工况矩阵Am×n,其具体表达式如下：
Figure FDA0002555773400000073
Figure FDA0002555773400000074
其中i∈[1,m]，j∈[1,n]；
Figure FDA0002555773400000075
为第i个等分点的高压侧电压值；
Figure FDA0002555773400000076
为第j个等分点的目标台区负载率。
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