CN111030160A - 一种配电网接纳分布式电源能力评估方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种配电网接纳分布式电源能力评估方法和装置，确定多层因素矩阵；确定配电网接纳分布式电源能力的边界值；当边界值满足配电网安全运行条件时，对配电网接纳分布式电源能力进行评估。本发明避免了从单一角度分析的片面性，从配电网络形态和运行特性出发系统地、全面地分析各种因素对接纳能力的影响程度和重要性，提高了各个影响因素之间的关联性和对比性，有利于解决现有接纳能力分析方法的片面性和局限性的问题，提高了配电网接纳分布式电源能力评估的准确性；本发明可以全方位地满足接纳能力评估的不同需求，摆脱了仅能解决配电网的局部问题和具体问题的局限性，具有更为广泛的普适性和指导意义。

Description

一种配电网接纳分布式电源能力评估方法和装置

技术领域

本发明涉及配电网技术领域，具体涉及一种配电网接纳分布式电源能力评估方法和装置。

背景技术

为了解决能源和环境问题，大规模分布式电源(DG)接入成为了配电网的发展趋势。但是由于现有配电网结构和运行控制方式的制约，导致大规模分布式电源接入将会严重影响电压、电能质量、短路电流和继电保护等，无法保证配电网的安全可靠运行，因此，配电网接纳分布式电源能力计算和评估成为了亟待解决的重要问题。

目前已有的配电网接纳分布式电源能力评估方法大致分为两类：第一类侧重于从单一角度出发研究接纳能力评估方法，例如，谐波影响下的配电网接纳分布式电源能力分析方法，过电压影响下的配电网接纳分布式电源能力分析方法，网络重构条件下的配电网接纳分布式电源能力分析方法等，因此所得出的评估结果比较片面，且不准确；第二类侧重于采用多目标优化的方法对配电网接纳分布式电源能力进行评估，例如，通过优化分布式电源的接入位置和接入方式，或者采用调压或网络重构等手段，计算配电网接纳分布式电源能力，使配电网中分布式电源允许接入容量最大化。但是，第二类方法仅能解决配电网的局部问题和具体问题，不能全面地系统地解决更大范围内配电网接纳分布式电源能力分析问题，不具备普适性。

发明内容

为了克服上述现有技术中评估结果片面、不准确以及不具备普适性的不足，本发明提供一种配电网接纳分布式电源能力评估方法和装置，基于预先确定的各母层因素和所述母层因素相关的子层因素确定多层因素矩阵；基于多层因素矩阵，采用仿真实验法确定配电网接纳分布式电源能力的边界值；判断边界值是否满足配电网安全运行条件，若不满足，重新确定多层因素矩阵，直至满足配电网安全运行条件；当边界值满足配电网安全运行条件时，基于边界值对配电网接纳分布式电源能力进行评估，评估结果全面且准确，具备普适性。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一方面，本发明提供一种配电网接纳分布式电源能力评估方法，包括：

基于预先确定的各母层因素和所述母层因素相关的子层因素确定多层因素矩阵；

基于多层因素矩阵，采用仿真实验法确定配电网接纳分布式电源能力的边界值；

判断所述边界值是否满足配电网安全运行条件，若不满足，重新确定多层因素矩阵，直至满足配电网安全运行条件；当所述边界值满足配电网安全运行条件时，基于边界值对配电网接纳分布式电源能力进行评估。

所述基于预先确定的母层因素和子层因素确定多层因素矩阵之前，包括：

获取备选因素；

采用机理分析法或仿真实验法对获取的备选因素进行筛选，得到母层因素；并采用机理分析法或仿真实验法对每个母层因素的子层因素进行筛选，得到筛选后每个母层因素相关的子层因素。

所述多层因素矩阵按下式确定：

式中，G为多层因素矩阵，g_ij为第i个母层因素的第j个子层因素，m为母层因素个数，n为子层因素个数。

所述基于多层因素矩阵确定配电网接纳分布式电源能力的边界值，包括：

基于多层因素矩阵，采用仿真实验法确定母层因素的子层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值；

基于所述母层因素的子层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值确定母层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值；

基于所述母层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值确定配电网接纳分布式电源能力的边界值。

所述母层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值按下式确定：

式中，

为第i个母层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值，

为第i个母层因素的第j个子层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值。

所述配电网接纳分布式电源能力的边界值按下式确定：

其中，DG％为配电网接纳分布式电源能力的边界值。

所述判断所述边界值是否满足配电网安全运行条件，包括：

将配电网中分布式电源的渗透率设置为配电网接纳分布式电源能力的边界值，并计算配电网中各个节点的电压和电流；

将各个节点的电压与预设的电压阈值比较，并将各个节点的电流与预设的电流阈值比较，当所有节点的电压均不超过预设的电压阈值且所有节点的电流均不超过预设的电流阈值时，判断所述配电网接纳分布式电源能力的边界值满足配电网安全运行条件，否则不满足配电网安全运行条件。

所述基于所述边界值对配电网接纳分布式电源能力进行评估，包括：

当所述边界值小于第一预设阈值时，确定配电网接纳分布式电源能力较差；

当所述边界值大于等于第一预设阈值且小于等于第二预设阈值，确定配电网接纳分布式电源能力一般；

当所述边界值大于第二预设阈值时，确定配电网接纳分布式电源能力较好。

另一方面，本发明还提供一种配电网接纳分布式电源能力评估装置，包括：

多层因素矩阵确定模块，用于基于预先确定的各母层因素和所述母层因素相关的子层因素确定多层因素矩阵；

边界值确定模块，用于基于多层因素矩阵，采用仿真实验法确定配电网接纳分布式电源能力的边界值；

评估模块，用于判断所述边界值是否满足配电网安全运行条件，若不满足，重新确定多层因素矩阵，直至满足配电网安全运行条件；当所述边界值满足配电网安全运行条件时，基于边界值对配电网接纳分布式电源能力进行评估。

所述装置还包括：

获取模块，用于获取备选因素；

筛选模块，用于采用机理分析法或仿真实验法对获取的备选因素进行筛选，得到母层因素；并采用机理分析法或仿真实验法对每个母层因素的子层因素进行筛选，得到筛选后每个母层因素相关的子层因素。

所述多层因素矩阵确定模块按下式确定多层因素矩阵：

式中，G为多层因素矩阵，g_ij为第i个母层因素的第j个子层因素，m为母层因素个数，n为子层因素个数。

所述边界值确定模块包括：

第一确定单元，用于基于多层因素矩阵，采用仿真实验法确定母层因素的子层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值；

第二确定单元，用于基于所述母层因素的子层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值确定母层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值；

边界值确定单元，用于基于所述母层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值确定配电网接纳分布式电源能力的边界值。

所述第二确定单元按下式确定母层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值：

式中，

为第i个母层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值，

为第i个母层因素的第j个子层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值。

所述边界值确定单元按下式确定配电网接纳分布式电源能力的边界值：

其中，DG％为配电网接纳分布式电源能力的边界值。

所述评估模块包括判断单元，所述判断单元具体用于：

将配电网中分布式电源的渗透率设置为配电网接纳分布式电源能力的边界值，并计算配电网中各个节点的电压和电流；

将各个节点的电压与预设的电压阈值比较，并将各个节点的电流与预设的电流阈值比较，当所有节点的电压均不超过预设的电压阈值且所有节点的电流均不超过预设的电流阈值时，判断所述配电网接纳分布式电源能力的边界值满足配电网安全运行条件，否则不满足配电网安全运行条件。

所述评估模块包括评估单元，所述评估单元具体用于：

当所述边界值小于第一预设阈值时，确定配电网接纳分布式电源能力较差；

当所述边界值大于等于第一预设阈值且小于等于第二预设阈值，确定配电网接纳分布式电源能力一般；

当所述边界值大于第二预设阈值时，确定配电网接纳分布式电源能力较好。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：

本发明提供配电网接纳分布式电源能力评估方法中，基于预先确定的各母层因素和所述母层因素相关的子层因素确定多层因素矩阵；基于多层因素矩阵，采用仿真实验法确定配电网接纳分布式电源能力的边界值；判断所述边界值是否满足配电网安全运行条件，若不满足，重新确定多层因素矩阵，直至满足配电网安全运行条件；当所述边界值满足配电网安全运行条件时，基于边界值对配电网接纳分布式电源能力进行评估，评估结果全面且准确，具备普适性；

本发明提供配电网接纳分布式电源能力评估装置包括多层因素矩阵确定模块、边界值确定模块和评估模块，多层因素矩阵确定模块，用于基于预先确定的各母层因素和所述母层因素相关的子层因素确定多层因素矩阵；边界值确定模块，用于基于多层因素矩阵，采用仿真实验法确定配电网接纳分布式电源能力的边界值；评估模块，用于判断所述边界值是否满足配电网安全运行条件，若不满足，重新确定多层因素矩阵，直至满足配电网安全运行条件；当所述边界值满足配电网安全运行条件时，基于边界值对配电网接纳分布式电源能力进行评估，评估结果全面且准确，具备普适性；

本发明提供的技术方案避免了从单一角度分析的片面性，摆脱了仅能解决局部配电网的具体问题的局限性，从配电网络形态和运行特性出发系统地、全面地分析各种因素对接纳能力的影响程度和重要性，提高了各个影响因素之间的关联性和对比性，从不同层次、不同角度分析和评估配电网接纳分布式电源能力，从而有利于解决现有接纳能力分析方法的片面性和局限性的问题，提高了配电网接纳分布式电源能力评估的准确性；

本发明提供的技术方案可以全方位地满足接纳能力评估的不同需求，既可以从不同层次、不同角度解决接纳能力评估的基本问题，又可以解决其个性化的具体问题，摆脱了仅能解决配电网的局部问题和具体问题的局限性，具有更为广泛的普适性和指导意义。

附图说明

图1是本发明实施例中配电网接纳分布式电源能力评估方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1

本发明实施例1提供了一种配电网接纳分布式电源能力评估方法，具体流程图如图1所示，具体过程如下：

S101：基于预先确定的各母层因素和母层因素相关的子层因素确定多层因素矩阵；

S102：基于多层因素矩阵，采用仿真实验法确定配电网接纳分布式电源能力的边界值；

S103：判断边界值是否满足配电网安全运行条件，若不满足，重新确定多层因素矩阵，直至满足配电网安全运行条件；当边界值满足配电网安全运行条件时，基于边界值对配电网接纳分布式电源能力进行评估。

上述S101中，基于预先确定的母层因素和子层因素确定多层因素矩阵之前，需要先获取备选因素，然后采用机理分析法或仿真实验法对获取的备选因素进行筛选，得到母层因素；最后采用机理分析法或仿真实验法对每个母层因素的子层因素进行筛选，得到筛选后每个母层因素相关的子层因素。

获取的备选因素可以根据具体的含分布式电源的配电网络形态和运行特性不同而有所不同。获取的影响配电网接纳分布式电源能力的备选因素包括表征含分布式电源的配电网络形态的母层因素和表征含分布式电源的配电网运行特性的母层因素。在配电网接纳分布式电源能力分析中，表征含分布式电源的配电网络形态的母层因素包括配电网络结构、网络供电能力、配电网装备、配电网技术、分布式电源接入种类、分布式电源接入位置、分布式电源接入方式、负荷大小和/或负荷的分布特性；表征含分布式电源的配电网运行特性的母层因素包括电压、电能质量、短路电流(继电保护)和/或网络损耗。

备选因素选为配电网络结构时，其子层因素可包括辐射状、环状、多分段单联络、多分段多联络、网格状和/或梅花瓣状网络；备选因素选为网络供电能力时，其子层因素可包括交流配电网的电压等级、交流配电网的容量、直流配电网的电压等级、直流配电网的容量、交-直流混合配电网的电压等级和/或交-直流混合配电网的容量；备选因素选为配电网装备时，其子层因素可包括储能装置、谐波抑制装置、无功补偿装置和/或电压调节装置；备选因素选为配电网技术时，其子层因素可包括分布式电源并网控制技术、协调控制技术和/或谐波抑制技术；备选因素选为分布式电源接入种类时，其子层因素可包括风能、太阳能、燃气轮机、燃料电池、热电冷联产发电、内燃机组发电、小型水力发电、潮汐能、生物质能和/或地热能；备选因素选为分布式电源接入位置时，其子层因素可包括接入母线、馈线中间和/或馈线末端；备选因素选为分布式电源接入方式时，其子层因素可包括大规模集中接入、小规模分散接入、微网接入、同步发电机式接入、感应发电机式接入、逆变器式接入、单一电压等级接入和/或多电压等级接入；备选因素选为负荷大小时，其子层因素可包括不同的负荷值；备选因素选为负荷的分布特性时，其子层因素可包括平均分布、三角分布、倒三角分布、日变化、季节性变化、年变化、交流负荷、直流负荷、电动汽车、城市民用负荷、商业负荷、工业负荷和/或农村负荷；备选因素选为电压时，其子层因素可包括电压升高、电压降低、过电压和/或电压稳定；备选因素选为电能质量时，其子层因素可包括电压波动、电压闪变、电压暂降、谐波和/或三相不平衡；备选因素选为短路电流和继电保护时，其子层因素可包括短路电流大小、保护失灵、保护拒动和/或保护越级跳；备选因素选为网络损耗时，其子层因素可包括不同的网络损耗值。

采用机理分析法或仿真实验法对获取的备选因素进行筛选的具体过程如下：

建立各个备选因素影响下各个母层因素特征参数与分布式电源渗透率之间的关联关系，通过分别改变各个备选因素的特征参数确定相应的分布式电源渗透率变化量；进一步计算所有备选因素影响下分布式电源渗透率变化量的平均值；分别将各个备选因素影响下分布式电源渗透率变化量与所得到的平均值相比，若所得的比值大于或等于1，则表明该备选因素对接纳能力产生重要影响，若所得的比值小于1，则表明该备选因素不会对接纳能力产生重要影响；从备选因素中筛选出若干个能够对配电网接纳分布式电源能力产生重要影响的母层因素。

采用机理分析法或仿真实验法对每个母层因素的子层因素进行筛选的具体过程如下：

以一个母层因素下的所有子层因素为一组进行筛选。建立每个母层因素的各个子层因素影响下各个子层因素特征参数与分布式电源渗透率之间的关联关系，通过分别改变每个母层因素的各个子层因素的特征参数确定相应的分布式电源渗透率变化量；进一步计算每个母层因素的所有子层因素影响下分布式电源渗透率变化量的平均值；分别将每个母层因素的各个子层因素影响下分布式电源渗透率变化量与所得到的平均值相比，若所得的比值大于或等于1，则表明该子层因素对接纳能力产生重要影响，若所得的比值小于1，则表明该子层因素不会对接纳能力产生重要影响；从每个母层因素的所有子层因素中筛选出若干个能够对配电网接纳分布式电源能力产生重要影响的子层因素。

基于上述母层因素和子层因素，多层因素矩阵按下式确定：

式中，G为多层因素矩阵，g_ij为第i个母层因素的第j个子层因素，m为母层因素个数，n为子层因素个数。

上述S102中，基于多层因素矩阵确定配电网接纳分布式电源能力的边界值，具体过程如下：

基于多层因素矩阵，采用仿真实验法确定母层因素的子层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值；

基于母层因素的子层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值确定母层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值；

基于母层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值确定配电网接纳分布式电源能力的边界值。

基于多层因素矩阵，采用仿真实验法确定母层因素的子层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值，具体过程如下：

1)当第i个母层因素为表征含分布式电源的配电网络形态的母层因素时，采用仿真实验法，通过增加分布式电源渗透率，确定第i个母层因素的第j个子层因素影响下系统中各个节点的电压和电流，并判断所有节点的电压是否满足预设的电压阈值且所有节点的电流是否满足预设的电流阈值；若满足则继续逐步增加分布式电源渗透率，直至有节点的电压超过预设的电压阈值或有节点的电流超过预设的电流阈值，此时对应的分布式电源渗透率就是第i个母层因素的第j个子层因素影响下的接纳能力边界值。

2)当第i个母层因素为表征含分布式电源的配电网运行特性的母层因素时，采用仿真实验法，根据第i个母层因素的第j个子层因素特征参数与分布式电源渗透率之间的关联关系，通过增加分布式电源渗透率，确定第j个子层因素的特征参数，并判断得到的特征参数是否满足预设的特征参数的阈值；若满足则继续逐步增加分布式电源渗透率，直至得到的特征参数超过预设的阈值，此时对应的分布式电源渗透率就是第i个母层因素的第j个子层因素影响下的接纳能力边界值。

上述的母层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值按下式确定：

式中，

为第i个母层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值，

为第i个母层因素的第j个子层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值。

上述配电网接纳分布式电源能力的边界值按下式确定：

其中，DG％为配电网接纳分布式电源能力的边界值。

上述S103中，判断所述边界值是否满足配电网安全运行条件，具体过程如下：

将配电网中分布式电源的渗透率设置为配电网接纳分布式电源能力的边界值，并计算配电网中各个节点的电压和电流；

将各个节点的电压与预设的电压阈值比较，并将各个节点的电流与预设的电流阈值比较，当所有节点的电压均不超过预设的电压阈值且所有节点的电流均不超过预设的电流阈值时，判断为配电网接纳分布式电源能力的边界值满足配电网安全运行条件，否则不满足配电网安全运行条件。

上述S103中，基于边界值对配电网接纳分布式电源能力进行评估，具体过程如下：

当边界值小于第一预设阈值时，确定配电网接纳分布式电源能力较差；

当边界值大于等于第一预设阈值且小于等于第二预设阈值，确定配电网接纳分布式电源能力一般；

当边界值大于第二预设阈值时，确定配电网接纳分布式电源能力较好。

实施例2

基于同一发明构思，本发明实施例2还提供一种配电网接纳分布式电源能力评估装置，包括多层因素矩阵确定模块、边界值确定模块和评估模块，下面对上述几个模块的功能进行详细说明：

多层因素矩阵确定模块，用于基于预先确定的各母层因素和所述母层因素相关的子层因素确定多层因素矩阵；

边界值确定模块，用于基于多层因素矩阵，采用仿真实验法确定配电网接纳分布式电源能力的边界值；

评估模块，用于判断边界值是否满足配电网安全运行条件，若不满足，重新确定多层因素矩阵，直至满足配电网安全运行条件；当边界值满足配电网安全运行条件时，基于边界值对配电网接纳分布式电源能力进行评估。

本发明实施例2提供的配电网接纳分布式电源能力评估装置还包括：

获取模块，用于获取备选因素；

筛选模块，用于采用机理分析法或仿真实验法对获取的备选因素进行筛选，得到母层因素；并采用机理分析法或仿真实验法对每个母层因素的子层因素进行筛选，得到筛选后每个母层因素相关的子层因素。

上述多层因素矩阵确定模块按下式确定多层因素矩阵：

式中，G为多层因素矩阵，g_ij为第i个母层因素的第j个子层因素，m为母层因素个数，n为子层因素个数。

上述边界值确定模块包括：

第一确定单元，用于基于多层因素矩阵，采用仿真实验法确定母层因素的子层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值；

第二确定单元，用于基于所述母层因素的子层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值确定母层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值；

边界值确定单元，用于基于所述母层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值确定配电网接纳分布式电源能力的边界值。

上述第二确定单元按下式确定母层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值：

式中，

为第i个母层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值，

为第i个母层因素的第j个子层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值。

上述边界值确定单元按下式确定配电网接纳分布式电源能力的边界值：

其中，DG％为配电网接纳分布式电源能力的边界值。

评估模块包括判断单元，判断单元具体用于：

将配电网中分布式电源的渗透率设置为配电网接纳分布式电源能力的边界值，并计算配电网中各个节点的电压和电流；

将各个节点的电压与预设的电压阈值比较，并将各个节点的电流与预设的电流阈值比较，当所有节点的电压均不超过预设的电压阈值且所有节点的电流均不超过预设的电流阈值时，判断配电网接纳分布式电源能力的边界值满足配电网安全运行条件，否则不满足配电网安全运行条件。

评估模块包括评估单元，评估单元具体用于：

当边界值小于第一预设阈值时，确定配电网接纳分布式电源能力较差；

当边界值大于等于第一预设阈值且小于等于第二预设阈值，确定配电网接纳分布式电源能力一般；

当边界值大于第二预设阈值时，确定配电网接纳分布式电源能力较好。

实施例3

本发明实施例3提供了一种配电网接纳分布式电源能力评估方法，具体过程如下：

S301：基于预先确定的各母层因素和母层因素相关的子层因素确定多层因素矩阵；

S302：基于多层因素矩阵，采用仿真实验法确定配电网接纳分布式电源能力的边界值；

S303：判断边界值是否满足配电网安全运行条件，若不满足，重新确定多层因素矩阵，直至满足配电网安全运行条件；当边界值满足配电网安全运行条件时，基于边界值对配电网接纳分布式电源能力进行评估。

上述S301中，基于预先确定的母层因素和子层因素确定多层因素矩阵之前，需要先获取备选因素，然后采用机理分析法或仿真实验法对获取的备选因素进行筛选，得到母层因素；最后采用机理分析法或仿真实验法对每个母层因素的子层因素进行筛选，得到筛选后每个母层因素相关的子层因素。

获取的备选因素可以根据具体的含分布式电源的配电网络形态和运行特性不同而有所不同。获取的影响配电网接纳分布式电源能力的备选因素包括表征含分布式电源的配电网络形态的母层因素和表征含分布式电源的配电网运行特性的母层因素。在配电网接纳分布式电源能力分析中，表征含分布式电源的配电网络形态的母层因素包括配电分布式电源接入种类、分布式电源接入位置、分布式电源接入方式、负荷大小和负荷的分布特性；表征含分布式电源的配电网运行特性的母层因素包括电压、电能质量、短路电流和网络损耗。

采用机理分析法或仿真实验法对获取的备选因素进行筛选，得到五个母层因素(分布式电源接入种类、分布式电源接入位置、分布式电源接入方式、电压和电能质量)；具体过程如下：

分别建立分布式电源接入种类、分布式电源接入位置、分布式电源接入方式、负荷大小、负荷的分布特性、电压、电能质量、短路电流、网络损耗对应的特征参数与分布式电源渗透率之间的关联关系；分别改变分布式电源接入种类、分布式电源接入位置、分布式电源接入方式、负荷大小、负荷的分布特性、电压、电能质量、短路电流、网络损耗所对应的特征参数，确定相应的分布式电源渗透率变化量；进一步计算上述所有备选因素影响下分布式电源渗透率变化量的平均值；将分布式电源接入种类影响下分布式电源渗透率变化量与所得到的平均值相比，所得的比值大于1，则分布式电源接入种类对接纳能力产生重要影响；将分布式电源接入位置影响下分布式电源渗透率变化量与所得到的平均值相比，所得的比值大于1，则分布式电源接入位置对接纳能力产生重要影响；将分布式电源接入方式影响下分布式电源渗透率变化量与所得到的平均值相比，所得的比值大于1，则分布式电源接入方式对接纳能力产生重要影响；将负荷大小影响下分布式电源渗透率变化量与所得到的平均值相比，所得的比值小于1，则负荷大小不会对接纳能力产生重要影响；将负荷的分布特性影响下分布式电源渗透率变化量与所得到的平均值相比，所得的比值小于1，则负荷的分布特性不会对接纳能力产生重要影响；将电压影响下分布式电源渗透率变化量与所得到的平均值相比，所得的比值大于1，则电压对接纳能力产生重要影响；将电能质量影响下分布式电源渗透率变化量与所得到的平均值相比，所得的比值大于1，则电能质量对接纳能力产生重要影响；将短路电流影响下分布式电源渗透率变化量与所得到的平均值相比，所得的比值小于1，则短路电流不会对接纳能力产生重要影响；将网络损耗影响下分布式电源渗透率变化量与所得到的平均值相比，所得的比值小于1，则网络损耗不会对接纳能力产生重要影响；从备选因素中筛选出五个能够对配电网接纳分布式电源能力产生重要影响的母层因素，具体包括分布式电源接入种类、分布式电源接入位置、分布式电源接入方式、电压和电能质量。

采用机理分析法或仿真实验法对上述五个母层因素的子层因素进行筛选，得到筛选后每个母层因素相关的子层因素，具体过程如下：

母层因素为分布式电源接入种类时，其子层因素可包括风能、太阳能、燃气轮机、燃料电池和热电冷联产发电；母层因素为分布式电源接入位置时，其子层因素可包括接入母线、馈线中间和馈线末端；母层因素为分布式电源接入方式时，其子层因素可包括大规模集中接入、小规模分散接入、微网接入、同步发电机式接入、感应发电机式接入和逆变器式接入；母层因素为电压时，其子层因素可包括电压升高、电压降低、过电压和电压稳定；母层因素为电能质量时，其子层因素可包括电压波动、电压闪变、电压暂降、谐波和三相不平衡。

以一个母层因素下的所有子层因素为一组进行筛选，下面以母层因素为电能质量为例筛选出其子层因素。分别建立电压波动、电压闪变、电压暂降、谐波、三相不平衡对应的特征参数与分布式电源渗透率之间的关联关系；分别改变电压波动、电压闪变、电压暂降、谐波、三相不平衡所对应的特征参数，确定相应的分布式电源渗透率变化量；进一步计算上述所有子层因素影响下分布式电源渗透率变化量的平均值；将电压波动影响下分布式电源渗透率变化量与所得到的平均值相比，所得的比值大于1，则电压波动对接纳能力产生重要影响；将电压闪变影响下分布式电源渗透率变化量与所得到的平均值相比，所得的比值小于1，则电压闪变不会对接纳能力产生重要影响；将电压暂降影响下分布式电源渗透率变化量与所得到的平均值相比，所得的比值大于1，则电压暂降对接纳能力产生重要影响；将谐波影响下分布式电源渗透率变化量与所得到的平均值相比，所得的比值大于1，则谐波对接纳能力产生重要影响；将三相不平衡影响下分布式电源渗透率变化量与所得到的平均值相比，所得的比值小于1，则三相不平衡不会对接纳能力产生重要影响；从所有子层因素中筛选出三个能够对配电网接纳分布式电源能力产生重要影响的子层因素，则母层因素为电能质量时其子层因素具体包括电压波动、电压暂降和谐波。同理，为其它母层因素筛选出它们的子层因素，母层因素为分布式电源接入种类时，则其子层因素包括风能、太阳能和燃气轮机；母层因素为分布式电源接入位置时，则其子层因素包括接入母线、馈线中间和馈线末端；母层因素为分布式电源接入方式时，则其子层因素包括大规模集中接入、小规模分散接入和微网接入；母层因素为电压时，则其子层因素包括电压升高、电压降低和电压稳定。

基于上述母层因素和子层因素，多层因素矩阵按下式确定：

式中，G为多层因素矩阵；g₁₁表示母层因素为分布式电源接入种类时选取其子层因素为风能，g₁₂表示母层因素为分布式电源接入种类时选取其子层因素为太阳能，g₁₃表示母层因素为分布式电源接入种类时选取其子层因素为燃气轮机；g₂₁表示母层因素为分布式电源接入位置时选取其子层因素为接入母线，g₂₂表示母层因素为分布式电源接入位置时选取其子层因素为接入馈线中间，g₂₃表示母层因素为分布式电源接入位置时选取其子层因素为接入馈线末端；g₃₁表示母层因素为分布式电源接入方式时选取其子层因素为大规模集中接入，g₃₂表示母层因素为分布式电源接入方式时选取其子层因素为小规模分散接入，g₃₃表示母层因素为分布式电源接入方式时选取其子层因素为微网接入；g₄₁表示母层因素为电压时选取其子层因素为电压升高，g₄₂表示母层因素为电压时选取其子层因素为电压降低，g₄₃表示母层因素为电压时选取其子层因素为电压稳定；g₅₁表示母层因素为电能质量时选取其子层因素为电压波动，g₅₂表示母层因素为电能质量时选取其子层因素为电压暂降，g₅₃表示母层因素为电能质量时选取其子层因素为谐波。

上述S302中，基于多层因素矩阵确定配电网接纳分布式电源能力的边界值，具体过程如下：

基于多层因素矩阵，采用仿真实验法确定母层因素的子层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值；

基于母层因素的子层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值确定母层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值；

基于母层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值确定配电网接纳分布式电源能力的边界值。

基于多层因素矩阵，采用仿真实验法确定母层因素的子层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值，具体过程如下：

1)分布式电源接入种类、分布式电源接入位置和分布式电源接入方式为表征含分布式电源的配电网络形态的母层因素，下面以母层因素为分布式电源接入位置，其子层因素为接入母线为例确定配电网接纳分布式电源能力的边界值。采用仿真实验法，通过增加分布式电源渗透率，确定分布式电源接入母线时系统中各个节点的电压和电流，并判断所有节点的电压是否满足预设的电压阈值且所有节点的电流是否满足预设的电流阈值；若满足则继续逐步增加分布式电源渗透率，直至有节点的电压超过预设的电压阈值或有节点的电流超过预设的电流阈值，此时对应的分布式电源渗透率就是母层因素为分布式电源接入位置、子层因素为接入母线时配电网接纳分布式电源能力的边界值

同理，可确定其它母层因素及其子层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值。

2)电压和电能质量为表征含分布式电源的配电网运行特性的母层因素，下面以母层因素为电能质量，其子层因素为电压波动为例确定配电网接纳分布式电源能力的边界值。采用仿真实验法，根据电压波动的特征参数与分布式电源渗透率之间的关联关系，通过增加分布式电源渗透率，确定电压波动的特征参数，并判断得到的电压波动的特征参数是否满足预设的电压波动特征参数的阈值；若满足则继续逐步增加分布式电源渗透率，直至得到的特征参数超过预设的阈值，此时对应的分布式电源渗透率就是母层因素为电能质量、子层因素为电压波动影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值

同理，可确定其它母层因素及其子层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值。

上述的母层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值按下式确定：

式中，

为母层因素为分布式电源接入种类时配电网接纳分布式电源能力的边界值；

为母层因素为分布式电源接入位置时配电网接纳分布式电源能力的边界值；

为母层因素为分布式电源接入方式时配电网接纳分布式电源能力的边界值；

为母层因素为电压时配电网接纳分布式电源能力的边界值；

为母层因素为电能质量时配电网接纳分布式电源能力的边界值；

为母层因素为分布式电源接入种类、子层因素为风能时配电网接纳分布式电源能力的边界值；

为母层因素为分布式电源接入种类、子层因素为太阳能时配电网接纳分布式电源能力的边界值；

为母层因素为分布式电源接入种类、子层因素为燃气轮机时配电网接纳分布式电源能力的边界值；

为母层因素为分布式电源接入位置、子层因素为接入母线时配电网接纳分布式电源能力的边界值；

为母层因素为分布式电源接入位置、子层因素为接入馈线中间时配电网接纳分布式电源能力的边界值；

为母层因素为分布式电源接入位置、子层因素为接入馈线末端时配电网接纳分布式电源能力的边界值；

为母层因素为分布式电源接入方式、子层因素为大规模集中接入时配电网接纳分布式电源能力的边界值；

为母层因素为分布式电源接入方式、子层因素为小规模分散接入时配电网接纳分布式电源能力的边界值；

为母层因素为分布式电源接入方式、子层因素为微网接入时配电网接纳分布式电源能力的边界值；

为母层因素为电压、子层因素为电压升高时配电网接纳分布式电源能力的边界值；

为母层因素为电压、子层因素为电压降低时配电网接纳分布式电源能力的边界值；

为母层因素为电压、子层因素为电压稳定时配电网接纳分布式电源能力的边界值；

为母层因素为电能质量、子层因素为电压波动时配电网接纳分布式电源能力的边界值；

为母层因素为电能质量、子层因素为电压暂降时配电网接纳分布式电源能力的边界值；

为母层因素为电能质量、子层因素为谐波时配电网接纳分布式电源能力的边界值。

上述配电网接纳分布式电源能力的边界值按下式确定：

其中，DG％为配电网接纳分布式电源能力的边界值。

上述S303中，判断边界值是否满足配电网安全运行条件，具体过程如下：

将配电网中分布式电源的渗透率设置为配电网接纳分布式电源能力的边界值DG％，并计算配电网中各个节点的电压和电流；

将各个节点的电压与预设的电压阈值比较，并将各个节点的电流与预设的电流阈值比较，当所有节点的电压均不超过预设的电压阈值且所有节点的电流均不超过预设的电流阈值时，判断配电网接纳分布式电源能力的边界值满足配电网安全运行条件，否则不满足配电网安全运行条件。

基于边界值对配电网接纳分布式电源能力进行评估，包括：

当边界值小于第一预设阈值时，确定配电网接纳分布式电源能力较差；

当边界值大于等于第一预设阈值且小于等于第二预设阈值，确定配电网接纳分布式电源能力一般；

当边界值大于第二预设阈值时，确定配电网接纳分布式电源能力较好。

为了描述的方便，以上所述装置的各部分以功能分为各种模块或单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块或单元的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (16)

1.一种配电网接纳分布式电源能力评估方法，其特征在于，包括：

基于预先确定的各母层因素和所述母层因素相关的子层因素确定多层因素矩阵；

基于多层因素矩阵，采用仿真实验法确定配电网接纳分布式电源能力的边界值；

判断所述边界值是否满足配电网安全运行条件，若不满足，重新确定多层因素矩阵，直至满足配电网安全运行条件；当所述边界值满足配电网安全运行条件时，基于边界值对配电网接纳分布式电源能力进行评估。

2.根据权利要求1所述的配电网接纳分布式电源能力评估方法，其特征在于，所述基于预先确定的母层因素和子层因素确定多层因素矩阵之前，包括：

获取备选因素；

采用机理分析法或仿真实验法对获取的备选因素进行筛选，得到母层因素；并采用机理分析法或仿真实验法对每个母层因素的子层因素进行筛选，得到筛选后每个母层因素相关的子层因素。

3.根据权利要求1所述的配电网接纳分布式电源能力评估方法，其特征在于，所述多层因素矩阵按下式确定：

式中，G为多层因素矩阵，g_ij为第i个母层因素的第j个子层因素，m为母层因素个数，n为子层因素个数。

4.根据权利要求1所述的配电网接纳分布式电源能力评估方法，其特征在于，所述基于多层因素矩阵，采用仿真实验法确定配电网接纳分布式电源能力的边界值，包括：

基于多层因素矩阵，采用仿真实验法确定母层因素的子层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值；

基于所述母层因素的子层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值确定母层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值；

基于所述母层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值确定配电网接纳分布式电源能力的边界值。

5.根据权利要求4所述的配电网接纳分布式电源能力评估方法，其特征在于，所述母层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值按下式确定：

式中，

为第i个母层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值，

为第i个母层因素的第j个子层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值。

6.根据权利要求5所述的配电网接纳分布式电源能力评估方法，其特征在于，所述配电网接纳分布式电源能力的边界值按下式确定：

其中，DG％为配电网接纳分布式电源能力的边界值。

7.根据权利要求1所述的配电网接纳分布式电源能力评估方法，其特征在于，所述判断所述边界值是否满足配电网安全运行条件，包括：

将配电网中分布式电源的渗透率设置为配电网接纳分布式电源能力的边界值，并计算配电网中各个节点的电压和电流；

将各个节点的电压与预设的电压阈值比较，并将各个节点的电流与预设的电流阈值比较，当所有节点的电压均不超过预设的电压阈值且所有节点的电流均不超过预设的电流阈值时，判断所述配电网接纳分布式电源能力的边界值满足配电网安全运行条件，否则不满足配电网安全运行条件。

8.根据权利要求1所述的配电网接纳分布式电源能力评估方法，其特征在于，所述基于所述边界值对配电网接纳分布式电源能力进行评估，包括：

当所述边界值小于第一预设阈值时，确定配电网接纳分布式电源能力较差；

当所述边界值大于等于第一预设阈值且小于等于第二预设阈值，确定配电网接纳分布式电源能力一般；

当所述边界值大于第二预设阈值时，确定配电网接纳分布式电源能力较好。

9.一种配电网接纳分布式电源能力评估装置，其特征在于，包括：

多层因素矩阵确定模块，用于基于预先确定的各母层因素和所述母层因素相关的子层因素确定多层因素矩阵；

边界值确定模块，用于基于多层因素矩阵，采用仿真实验法确定配电网接纳分布式电源能力的边界值；

评估模块，用于判断所述边界值是否满足配电网安全运行条件，若不满足，重新确定多层因素矩阵，直至满足配电网安全运行条件；当所述边界值满足配电网安全运行条件时，基于边界值对配电网接纳分布式电源能力进行评估。

10.根据权利要求9所述的配电网接纳分布式电源能力评估装置，其特征在于，所述装置还包括：

获取模块，用于获取备选因素；

筛选模块，用于采用机理分析法或仿真实验法对获取的备选因素进行筛选，得到母层因素；并采用机理分析法或仿真实验法对每个母层因素的子层因素进行筛选，得到筛选后每个母层因素相关的子层因素。

11.根据权利要求9所述的配电网接纳分布式电源能力评估装置，其特征在于，所述多层因素矩阵确定模块按下式确定多层因素矩阵：

式中，G为多层因素矩阵，g_ij为第i个母层因素的第j个子层因素，m为母层因素个数，n为子层因素个数。

12.根据权利要求9所述的配电网接纳分布式电源能力评估装置，其特征在于，所述边界值确定模块包括：

第一确定单元，用于基于多层因素矩阵，采用仿真实验法确定母层因素的子层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值；

第二确定单元，用于基于所述母层因素的子层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值确定母层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值；

边界值确定单元，用于基于所述母层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值确定配电网接纳分布式电源能力的边界值。

13.根据权利要求12所述的配电网接纳分布式电源能力评估装置，其特征在于，所述第二确定单元按下式确定母层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值：

式中，

为第i个母层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值，

为第i个母层因素的第j个子层因素影响下配电网接纳分布式电源能力的边界值。

14.根据权利要求13所述的配电网接纳分布式电源能力评估装置，其特征在于，所述边界值确定单元按下式确定配电网接纳分布式电源能力的边界值：

其中，DG％为配电网接纳分布式电源能力的边界值。

15.根据权利要求9所述的配电网接纳分布式电源能力评估装置，其特征在于，所述评估模块包括判断单元，所述判断单元具体用于：

将配电网中分布式电源的渗透率设置为配电网接纳分布式电源能力的边界值，并计算配电网中各个节点的电压和电流；

将各个节点的电压与预设的电压阈值比较，并将各个节点的电流与预设的电流阈值比较，当所有节点的电压均不超过预设的电压阈值且所有节点的电流均不超过预设的电流阈值时，判断所述配电网接纳分布式电源能力的边界值满足配电网安全运行条件，否则不满足配电网安全运行条件。

16.根据权利要求9所述的配电网接纳分布式电源能力评估装置，其特征在于，所述评估模块包括评估单元，所述评估单元具体用于：

当所述边界值小于第一预设阈值时，确定配电网接纳分布式电源能力较差；

当所述边界值大于等于第一预设阈值且小于等于第二预设阈值，确定配电网接纳分布式电源能力一般；

当所述边界值大于第二预设阈值时，确定配电网接纳分布式电源能力较好。

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