CN109460845B - 一种风光微电网站选址方式 - Google Patents

Abstract

一种风光微电网站选址方式，包括以下步骤：M1选取城市风光发电资源充足的地块并划分为mu块区域；M2按照地区把城市用电区域分布划为m块区域；M2统计当前城市包括本月在内前累计六个月各区域用电情况，得到数组；M3把数组的数据按地区带入T月预期用电量公式得到S_T；M4对城市用电区域进行用电饱和调查，得到数列Ssat；M5对数列S_T内数值从高到底排列，对前K个区域进行潮流分析，K为固定数值；M6根据权重公式计算得到权重数列Sw；M7根据建站得点公式计算风光发电资源充足的地块建站得点数列D；M8对点数列D中数值由大到小排列，取前K个数值所代表的区域为风光微电网选址并确定初期装机量。

Description

一种风光微电网站选址方式

技术领域

本发明涉及微电网站选址方式，具体涉及一种风光微电网站选址方式。

背景技术

电力行业与国计民生息息相关，是我国基础产业之一，且随着我国国民经济水平的提升试穿运作也逐渐完善。在信息技术水平大力发展的同时，电力信息系统的安全运行也成为了电力企业生产中的重要部分。在数字技术水平大力发展的推动下，微电网等智能电网技术的推出，完善了电网数字化。风能作为一种可再生资源，具有可再生，无污染，储量大，分布广泛等优点，同时风电较其他新能源成本更低，技术相对成熟，具备大规模商业开发的条件，因此已经成为世界能源的重要组成部分。而光伏发电具有普遍：太阳光普照大地，没有地域的限制，无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，便于采集，且无须开采和运输。无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。长久：根据太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。也是新能源发展的趋势，据统计光伏发电自1999年以来年均安装量已增长61％。

微电网是一种新型的分布式电源接入系统的新方法，传统的方法在考虑分布式电源接入系统时，着重在分布式电源对网络性能的影响。按传统方法当电网出现问题时，要确保联网的分布式电源自动停运，以免对电网产生不利的影响。而CERTS定义的微电网要设计成当主电网发生故障时微电网与主电网无缝解列或成孤岛运行，一旦故障去除后便可与主电网重新连接。这种微电网的优点是它在与之相连的配电系统中被视为一个自控型实体，保证重要用户电力供应的不间断，提高供电的可靠性，减少馈线损耗，对当地电压起支持和校正作用。因此，微电网不但避免了传统的分布式发电对配电网的一些负面影响，还能对微电网接入点的配电网起一定的支持作用。

中国公开专利号CN 107947234 A公开日2018年04月20日发明名称智能微电网提供了一种智能微电网。该智能微电网包括控制逆变系统、储能管理系统、用户端监控系统、用于将太阳能转换为电能的太阳能收集系统以及用于将风能转换为电能的风能收集系统；储能管理系统用于存储电能以及向用户直流负载供电；用户监控系统用于将获取的直流电能变化信息和交流电能变化信息发送给控制逆变系统；控制逆变系统用于根据直流电能变化信息控制储能管理系统向用户直流负载供电，以及根据交流电能变化信息将太阳能收集系统和风能收集系统转换的直流电逆变为交流电后供给用户交流负载和/或电网。本发明不仅能大大降低对电网的扰动和对用户负载的影响，而且还可显著降低电力输送过程中的损耗。

但是其不足之处是只介绍了微电网站点的优势，没有具体说明风光微电网站改如何设立能够使得微电网站站点辐射能够达到最优或是城市内耗电节点与微电网站点能够达到最小平衡。

发明内容

本发明是针对现有风光微电网站点没有具体的设立方式，难以计算初期装机站点难以达到建站优化的问题设计了风光微电网站选址方式。

一种风光微电网站选址方式，包括以下步骤：

M1选取城市风光发电资源充足的地块并划分为mu块区域(x1，x2，x3……x_mu)；

M2按照地区把城市用电区域分布划为m块区域(a1，a2，a3……a_m)；

M2统计当前城市包括本月在内前累计六个月各区域用电情况，得到数组S₁，S₂，S₃，S₄，S₅，S₆，其中S_n＝(S_na1，S_na2，S_na3……S_nam-1，S_nam)；

M3把S₁，S₂，S₃，S₄，S₅，S₆的数据按地区带入T月预期用电量公式得到S_T，S_T＝(St1，St2，St3……Stm-1，Stm)ST中数值与m块区域相对应；

M4对城市用电区域进行用电饱和调查，得到数列Ssat，数列中未饱和区域数值均相等，饱和区域数值为最大用电值一半；

M5对数列S_T内数值从高到底排列，对前K个区域进行潮流分析，K为固定数值；

M6根据权重公式计算得到权重数列S_w；

M7根据建站得点公式计算风光发电资源充足的地块建站得点数列D；

M8对点数列D中数值由大到小排列，取前K个数值所代表的区域为风光微电网选址并确定初期装机量。

作为优选，所述的步骤M3使用的T月预期用电量公式为

其中Y_t+T为预计的T个月后的用电情况，t＝6为当前月份，t为月份计数，T为后移计数，a为计算用平滑系数且0<a<1，

为月份为t时的一次平滑值，

为月份为t-1时的一次平滑值；

计算公式为：

为月份为t时的二次平滑值，

为月份为t-1时的二次平滑值；

的计算公式为：

根据此公式可以推算出除用电饱和区域外T个月后的大致用电情况，由于存在用电饱和的情况所以T的数值不应该大于6以便在后续步骤中进行补偿消去用电饱和带来的错误增长量；平滑值a可以根据m的大小来人为确定，a越大预计值越波动越大贴近实际值，a越小得到实际曲线越平滑越容易估算T较大的月份。

作为优选，所述的步骤M6中的权重公式为

其中S_T(i)，S_6(i)以及S_sat(i)其中i表示其在数列中的顺序，i≤m。

此公式可以补偿由于用电饱和所带来的用电增长错误估计，避免由于错误估计而带来初期建站失误造成额外的人力物力损失。

作为优选，所述的步骤M7中的建站得点公式为

其中D_j为编号为j的风光发电资源充足的地块建站得点数j≤mu，D为建站得点数的合集，L_ij为编号为j的风光发电资源充足的地块与编号为i的用电区域在地图上的直线距离。

作为优选，风光微电网站选址方式还包括步骤：

ME10计算K个微电网初期装机发电量；

ME11对城市电网进行直流潮流分析和快速分解潮流分析；

ME12根据潮流分析结果设定缓存蓄电站作为平衡节点，如果节点处已经有蓄电站则跳过本步骤；

ME13根据潮流分析结果设定下一期装机量；

ME14等候装机完成，判断风光微电网站点装机饱和，不饱和并跳转至ME10，装机饱和则结束流程。

通过此过程可以优化分期装机过程，使得风光微电网站在加入新的发电设备时，发电量能够匹配区域实际用电增长避免了装机以后用电仍然不足或是装机以后发电量大于需求值从而需要发电机停机的问题。

作为优选，风光微电网站选址方式还包括步骤：

ME15使用步骤M3中公式计算得到二次T月以后的预期用电值数列S6+T'

ME16获取步骤M6里排列出的前K个区域Sk，剔除数列S6+T'中数列Sk所代表的区域的数据；

ME17重新排列数列S6+T'使得数列S6+T'连续并对数列中数值与区域完成映射关系；

ME18以数列S6+T'计算步骤M7得到数列Sw'

ME19从mu个区块中，排除已经设立风光微电网站的k个区域，重新排列mu-k个区域；

ME20以(i∈m-k)(j∈mu-k)，数列S6+T'以及数列Sw'重新计算步骤M8中公式得到D′_j；

ME21对D′_j中数值从大到小排列，取前

所代表的区域为二期风光微电网站选址，其中floor()为向下取整函数。

随着整体区域的用电增长，初期设立的风光微电网站剩余预估发电量不足的时可以用此条来建设新的风光微电网站避免用电尖峰发电量不足的问题，使得每个风光微电网站都有发电冗余，方便避免用电尖峰，方便风光微电网站独立停电维修。

本发明的实质性效果在于通过本方法可以使得风光微电网站点距离耗能较大区域距离更近，减小电能在传输过程中的损耗，减少建设费用，并且多个站点的联合设立能够减少尖峰压力，避免电网潮流，并且本方式还提供了后续选址方式，方便二期风光微电网站站点的设立。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

实施例1

所述的一种风光微电网站选址方式，包括以下步骤：

M1选取城市风光发电资源充足的地块并划分为mu块区域(x1，x2，x3……x_mu)；

M2按照地区把城市用电区域分布划为m块区域(a1，a2，a3……a_m)；

M2统计当前城市包括本月在内前累计六个月各区域用电情况，得到数组S₁，S₂，S₃，S₄，S₅，S₆，其中S_n＝(S_na1，S_na2，S_na3……S_nam-1，S_nam)；

M3把S₁，S₂，S₃，S₄，S₅，S₆的数据按地区带入T月预期用电量公式得到S_T，S_T＝(St1，St2，St3……Stm-1，Stm)ST中数值与m块区域相对应；

M4对城市用电区域进行用电饱和调查，得到数列Ssat，数列中未饱和区域数值均相等，饱和区域数值为最大用电值一半；

M5对数列S_T内数值从高到底排列，对前K个区域进行潮流分析，K为固定数值；

M6根据权重公式计算得到权重数列S_w；

M7根据建站得点公式计算风光发电资源充足的地块建站得点数列D；

M8对点数列D中数值由大到小排列，取前K个数值所代表的区域为风光微电网选址并确定初期装机量。

所述的步骤M3使用的T月预期用电量公式为

其中Y_t+T为预计的T个月后的用电情况，t＝6为当前月份，t为月份计数，T为后移计数，a为计算用平滑系数且0<a<1，

为月份为t时的一次平滑值，

为月份为t-1时的一次平滑值；

计算公式为：

为月份为t时的二次平滑值，

为月份为t-1时的二次平滑值；

的计算公式为：

根据此公式可以推算出除用电饱和区域外T个月后的大致用电情况，由于存在用电饱和的情况所以T的数值不应该大于6以便在后续步骤中进行补偿消去用电饱和带来的错误增长量；平滑值a可以根据m的大小来人为确定，a越大预计值越波动越大贴近实际值，a越小得到实际曲线越平滑越容易估算T较大的月份。

所述的步骤M6中的权重公式为

其中S_T(i)，S_6(i)以及S_sat(i)其中i表示其在数列中的顺序，i≤m。

此公式可以补偿由于用电饱和所带来的用电增长错误估计，避免由于错误估计而带来初期建站失误造成额外的人力物力损失。

所述的步骤M7中的建站得点公式为

其中D_j为编号为j的风光发电资源充足的地块建站得点数j≤mu，D为建站得点数的合集，L_ij为编号为j的风光发电资源充足的地块与编号为i的用电区域在地图上的直线距离。

风光微电网站选址方式还包括步骤：

ME10计算K个微电网初期装机发电量；

ME11对城市电网进行直流潮流分析和快速分解潮流分析；

ME12根据潮流分析结果设定缓存蓄电站作为平衡节点，如果节点处已经有蓄电站则跳过本步骤；

ME13根据潮流分析结果设定下一期装机量；

ME14等候装机完成，判断风光微电网站点装机饱和，不饱和并跳转至ME10，装机饱和则结束流程。

通过此过程可以优化分期装机过程，使得风光微电网站在加入新的发电设备时，发电量能够匹配区域实际用电增长避免了装机以后用电仍然不足或是装机以后发电量大于需求值从而需要发电机停机的问题。

风光微电网站选址方式还包括步骤：

ME15使用步骤M3中公式计算得到二次T月以后的预期用电值数列S6+T'

ME16获取步骤M6里排列出的前K个区域Sk，剔除数列S6+T'中数列Sk所代表的区域的数据；

ME17重新排列数列S6+T'使得数列S6+T'连续并对数列中数值与区域完成映射关系；

ME18以数列S6+T'计算步骤M7得到数列Sw'

ME19从mu个区块中，排除已经设立风光微电网站的k个区域，重新排列mu-k个区域；

ME20以(i∈m-k)(j∈mu-k)，数列S6+T'以及数列Sw'重新计算步骤M8中公式得到D′_j；

ME21对D′_j中数值从大到小排列，取前

所代表的区域为二期风光微电网站选址，其中floor()为向下取整函数。

随着整体区域的用电增长，初期设立的风光微电网站剩余预估发电量不足的时可以用此条来建设新的风光微电网站避免用电尖峰发电量不足的问题，使得每个风光微电网站都有发电冗余，方便避免用电尖峰，方便风光微电网站独立停电维修。

Claims (4)

1.一种风光微电网站选址方式，其特征在于，包括以下步骤：

M1选取城市风光发电资源充足的地块并划分为mu块区域x1，x2，x3……x_mu；

M2按照地区把城市用电区域分布划为m块区域a1，a2，a3……a_m；

M3统计当前城市包括本月在内前累计六个月各区域用电情况，得到数组S₁，S₂，S₃，S₄，S₅，S₆，其中S_n＝(S_na1，S_na2，S_na3……S_nam-1，S_nam)，S_n为S₁到S₆的其中一个数组；

M4把S₁，S₂，S₃，S₄，S₅，S₆的数据按地区带入当月后移T月的预期用电量公式得到S_T，S_T＝(S_t1，S_t2，S_t3……S_tm-1，S_tm)，S_T中数值与m块区域相对应；

M5对城市用电区域进行用电饱和调查，得到数列Ssat，其中Ssat＝(Ssat1，Ssat2，Ssat3……Ssatm-1，Ssatm)，数列中未饱和区域数值均相等，饱和区域数值为最大用电值一半；

M6对数列S_T内数值从高到底排列，对前K个区域进行潮流分析，K为固定数值；

M7根据权重公式计算得到权重数列Sw；

所述权重公式为

其中S_T(i)表示数列S_T中的第i个数，S_6(i)表示数列S₆中的第i个数，S_sat(i)表示数列Ssat中的第i个数，i≤m；

M8根据建站的点公式计算风光发电资源充足的地块建站的点数列D；

所述建站的点公式为

其中i∈[1,m]，j∈[1,mu]；

其中D_j为编号为j的风光发电资源充足的地块建站的点数j≤mu，D为建站的点数的合集，L_ij为编号为j的风光发电资源充足的地块与编号为i的用电区域在地图上的直线距离。

M9对点数列D中数值由大到小排列，取前K个数值所代表的区域为风光微电网选址并确定初期装机量。

2.根据权利要求1所述的一种风光微电网站选址方式，其特征在于，所述的步骤M4使用的当月后移T月的预期用电量公式为

其中Y_t+T为预计的T个月后的用电情况，t＝6为当前月份，t为月份计数，T为后移计数，a为计算用平滑系数且0<a<1，

为月份为t时的一次平滑值，

为月份为t-1时的一次平滑值；

计算公式为：

为月份为t时的二次平滑值，

为月份为t-1时的二次平滑值；

的计算公式为：

3.根据权利要求1所述的一种风光微电网站选址方式，其特征在于还包括步骤：

ME10计算K个微电网初期装机发电量；

ME11对城市电网进行直流潮流分析和快速分解潮流分析；

ME12根据潮流分析结果设定缓存蓄电站作为平衡节点，如果节点处已经有蓄电站则跳过本步骤；

ME13根据潮流分析结果设定下一期装机量；

ME14等候装机完成，判断风光微电网站点装机是否饱和，不饱和并跳转至ME10，装机饱和则结束流程。

4.根据权利要求1所述的一种风光微电网站选址方式，其特征在于还包括步骤：

ME15使用步骤M4中公式计算得到二次T月以后的预期用电值数列S₆+T'

ME16获取步骤M6里排列出的前K个区域Sk，剔除数列S₆+T'中数列Sk所代表的区域的数据；

ME17重新排列数列S₆+T'使得数列S₆+T'连续并对数列中数值与区域完成映射关系；

ME18以数列S₆+T'计算步骤M7得到数列Sw'

ME19从mu个区块中，排除已经设立风光微电网站的k个区域，重新排列mu-k个区域；

ME20以i∈[1,m-k]、j∈[1,mu-k]，数列S₆+T'以及数列Sw'重新计算步骤M8中公式得到D′_j；

ME21对D′_j中数值从大到小排列，取前

所代表的区域为二期风光微电网站选址，其中floor()为向下取整函数。