CN113688349A - 一种分布式电源的并网方案选择方法和装置 - Google Patents

一种分布式电源的并网方案选择方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种分布式电源的并网方案选择方法和装置，方法包括：响应于输入的并网请求，获取并网请求携带的设备基础数据和多个并网方案；根据设备基础数据，计算每个并网方案分别对应的多种评估指标，并采用多种评估指标构建评估指标矩阵；选取评估指标矩阵中的最优指标，构建最优指标矩阵；根据评估指标矩阵与最优指标矩阵计算相关系数，并采用相关系数生成关联度矩阵；基于预设的权重系数矩阵和关联度矩阵，确定目标并网方案并输出，从而更为高效准确地选取分布式电源的并网方案。

Description

一种分布式电源的并网方案选择方法和装置
技术领域
本发明涉及技术领域，尤其涉及一种分布式电源的并网方案选择方法和装置。
背景技术
分布式电源作为一种清洁、可持续发展的能源，已广泛应用于配电网系统的发电，为解决化石能源枯竭和环境污染危机问题提供了一种方法。但是，由于分布式电源出力具有间歇性和随机性，对系统潮流，暂态和故障分析都造成影响，因此可能会威胁电网的安全稳定运行。此外，系统的运行效率和经济效益与分布式电源位置和接入容量相关。因此，对含高渗透率的分布式电源的配电网进行可靠性分析和综合评价十分有必要。
为此，现有技术中采用了综合评估，基于当前运行状况和历史数据对配电网进行客观、公正和合理的评价。例如基于Markov算法和DARE-RSR算法的评估方法，其中基于Markov算法的配电网可靠性评估方法建立了配电网稳定性评估模型并完成了配电网含分布式电源的稳定性计算。基于DARE-RSR算法的综合评估模型简单实用，可以指导微电网的运行。
但上述方法并未考虑系统的稳定性分析以及其他方面对分布式电源在配电网的并网方案的营销，无法满足N-1安全校验，难以高效准确地选取分布式电源在配电网所采用的并网方案。
发明内容
本发明提供了一种分布式电源的并网方案选择方法和装置，解决了现有技术并未考虑系统的稳定性分析以及其他方面对分布式电源在配电网的并网方案的营销，无法满足N-1安全校验，难以高效准确地选取分布式电源在配电网所采用的并网方案的技术问题。
本发明提供的一种分布式电源的并网方案选择方法，包括：
响应于输入的并网请求，获取所述并网请求携带的设备基础数据和多个并网方案；
根据所述设备基础数据，计算每个所述并网方案分别对应的多种评估指标，并采用所述多种评估指标构建评估指标矩阵；
选取所述评估指标矩阵中的最优指标，构建最优指标矩阵；
根据所述评估指标矩阵与所述最优指标矩阵计算相关系数，并采用所述相关系数生成关联度矩阵；
基于预设的权重系数矩阵和所述关联度矩阵，确定目标并网方案并输出。
可选地，所述评估指标包括安全稳定评估指标和多种配电网评估指标；所述根据所述设备基础数据，计算每个所述并网方案分别对应的多种评估指标，并采用所述多种评估指标构建评估指标矩阵的步骤，包括：
从所述设备基础数据提取变压器额定容量、变压器转移负荷、变压器负载率和联络线容量；
根据所述变压器额定容量、所述变压器转移负荷、所述变压器负载率和所述联络线容量，计算所述安全稳定评估指标；
基于所述设备基础数据，确定所述多种配电网评估指标；
采用所述安全稳定评估指标和所述多种配电网评估指标构建评估指标矩阵。
可选地，所述根据所述变压器额定容量、所述变压器转移负荷、所述变压器负载率和所述联络线容量，计算所述安全稳定评估指标的步骤，包括：
根据所述变压器额定容量、所述变压器转移负荷、所述变压器负载率和所述联络线容量，判断每个所述并网方案是否满足预设的约束条件；
若满足，则采用所述变压器额定容量和所述变压器负载率，结合安全裕度计算公式计算所述安全稳定评估指标；
若不满足，则删除所述并网方案；
所述约束条件为：
Figure BDA0003232219710000021
其中，ΩDSSR为所有变压器的集合，Ri、Rj分别为变压器i和变压器j的变压器额定容量，Bij是变压器i发生故障后从变压器i转移到变压器j的变压器转移负荷，k是预设的短期负荷过载系数，Cij是变压器i和变压器j之间的联络线容量，G是预设的负荷下限，Ti、Tj分别为变压器i和变压器j的变压器负载率；
所述安全裕度计算公式为：
Figure BDA0003232219710000031
其中，n为变压器数量，Ui是第i个联络单元，变压器i是联络中心，Rl为变压器l的变压器额定容量，Tl为变压器l的变压器负载率。
可选地，根据所述评估指标矩阵与所述最优指标矩阵计算相关系数，并采用所述相关系数生成关联度矩阵的步骤，包括：
按照预设的规范化公式对所述评估指标矩阵内的所述评估指标，以及所述最优指标矩阵内的最优指标进行规范预处理，得到规范化矩阵；
采用预设的相关系数计算公式，计算所述规范化矩阵内每个所述评估指标和对应的最优指标之间的相关系数；
按照各个所述并网方案为组别，对各个相关系数进行排序生成关联度矩阵；
所述规范化公式为：
Figure BDA0003232219710000032
其中，λik是对第i个所述并网方案内的第k个所述评估指标Xik进行规范预处理后的值；
Figure BDA0003232219710000033
是第k个所述评估指标的最小值；
Figure BDA0003232219710000034
是第k个所述评估指标的最大值；
所述相关系数计算公式为：
Figure BDA0003232219710000035
其中，ζi(k)为第i个所述并网方案内的第k个所述评估指标与第k个所述最优指标之间的相关系数，λ0k为第k个所述最优指标，ρ为预设参数，ρ∈0,1。
可选地，所述基于预设的权重系数矩阵和所述关联度矩阵，确定目标并网方案并输出的步骤，包括：
从所述关联度矩阵中提取每个并网方案对应的关联度子矩阵；
采用预设的权重系数矩阵和各个所述关联度子矩阵，分别计算各个所述并网方案对应的综合关联度；
按照所述综合关联度从高到低对全部所述并网方案进行排序，选取综合关联度最高的所述并网方案作为目标并网方案并输出。
本发明还提供了一种分布式电源的并网方案选择装置，包括：
数据获取模块，用于响应于输入的并网请求，获取所述并网请求携带的设备基础数据和多个并网方案；
评估指标矩阵构建模块，用于根据所述设备基础数据，计算每个所述并网方案分别对应的多种评估指标，并采用所述多种评估指标构建评估指标矩阵；
最优指标矩阵构建模块，用于选取所述评估指标矩阵中的最优指标，构建最优指标矩阵；
关联度矩阵生成模块，用于根据所述评估指标矩阵与所述最优指标矩阵计算相关系数，并采用所述相关系数生成关联度矩阵；
目标并网方案确定模块，用于基于预设的权重系数矩阵和所述关联度矩阵，确定目标并网方案并输出。
可选地，所述评估指标包括安全稳定评估指标和多种配电网评估指标；所述评估指标矩阵构建模块，包括：
数据提取子模块，用于从所述设备基础数据提取变压器额定容量、变压器转移负荷、变压器负载率和联络线容量；
安全稳定评估指标计算子模块，用于根据所述变压器额定容量、所述变压器转移负荷、所述变压器负载率和所述联络线容量，计算所述安全稳定评估指标；
配电网评估指标计算子模块，用于基于所述设备基础数据，确定所述多种配电网评估指标；
评估指标矩阵构建子模块，用于采用所述安全稳定评估指标和所述多种配电网评估指标构建评估指标矩阵。
可选地，所述安全稳定评估指标计算子模块具体用于：
根据所述变压器额定容量、所述变压器转移负荷、所述变压器负载率和所述联络线容量，判断每个所述并网方案是否满足预设的约束条件；
若满足，则采用所述变压器额定容量和所述变压器负载率，结合安全裕度计算公式计算所述安全稳定评估指标；
若不满足，则删除所述并网方案；
所述约束条件为：
Figure BDA0003232219710000051
其中，ΩDSSR为所有变压器的集合，Ri、Rj分别为变压器i和变压器j的变压器额定容量，Bij是变压器i发生故障后从变压器i转移到变压器j的变压器转移负荷，k是预设的短期负荷过载系数，Cij是变压器i和变压器j之间的联络线容量，G是预设的负荷下限，Ti、Tj分别为变压器i和变压器j的变压器负载率；
所述安全裕度计算公式为：
Figure BDA0003232219710000052
其中，n为变压器数量，Ui是第i个联络单元，变压器i是联络中心，Rl为变压器l的变压器额定容量，Tl为变压器l的变压器负载率。
可选地，所述关联度矩阵生成模块包括：
矩阵规范化子模块，用于按照预设的规范化公式对所述评估指标矩阵内的所述评估指标，以及所述最优指标矩阵内的最优指标进行规范预处理，得到规范化矩阵；
相关系数计算子模块，用于采用预设的相关系数计算公式，计算所述规范化矩阵内每个所述评估指标和对应的最优指标之间的相关系数；
关联度排序子模块，用于按照各个所述并网方案为组别，对各个相关系数进行排序生成关联度矩阵；
所述规范化公式为：
Figure BDA0003232219710000061
其中，λik是对第i个所述并网方案内的第k个所述评估指标Xik进行规范预处理后的值；
Figure BDA0003232219710000062
是第k个所述评估指标的最小值；
Figure BDA0003232219710000063
是第k个所述评估指标的最大值；
所述相关系数计算公式为：
Figure BDA0003232219710000064
其中，ζi(k)为第i个所述并网方案内的第k个所述评估指标与第k个所述最优指标之间的相关系数，λ0k为第k个所述最优指标，ρ为预设参数，ρ∈0,1。
可选地，所述目标并网方案确定模块包括：
关联度子矩阵提取子模块，用于从所述关联度矩阵中提取每个并网方案对应的关联度子矩阵；
综合关联度计算子模块，用于采用预设的权重系数矩阵和各个所述关联度子矩阵，分别计算各个所述并网方案对应的综合关联度；
方案排序子模块，用于按照所述综合关联度从高到低对全部所述并网方案进行排序，选取综合关联度最高的所述并网方案作为目标并网方案并输出。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明通过响应于用户输入的并网请求，从并网请求中获取其携带的设备基础数据和多个并网方案，再根据设备基础数据，结合每个并网方案内的设置，计算每个并网方案分别对应的多种评估指标，采用其构建评估指标矩阵；与此同时选取评估指标矩阵中的各种最优指标构建对应的最优指标矩阵，再根据评估指标矩阵和最优指标矩阵，分别计算每个并网方案的每种评估指标与最优指标之间的相关系数，采用相关系数构建关联度矩阵，最后以并网方案为组别划分关联度矩阵，结合预设的权重系数矩阵，计算每个并网方案的综合关联度，选取综合关联度最高的并网方案作为目标并网方案进行输出。从而解决了现有技术并未考虑系统的稳定性分析以及其他方面对分布式电源在配电网的并网方案的营销，无法满足N-1安全校验，难以高效准确地选取分布式电源在配电网所采用的并网方案的技术问题，更为高效准确地选取分布式电源的并网方案。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例一提供的一种分布式电源的并网方案选择方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例二提供的一种分布式电源的并网方案选择方法的步骤流程图；
图3为本发明实施例的多种配电网评估指标的指标体系图；
图4为本发明实施例提供的一种配电网系统的拓扑图；
图5为本发明实施例三提供的一种分布式电源的并网方案选择装置的结构框图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种分布式电源的并网方案选择方法和装置，用于解决现有技术并未考虑系统的稳定性分析以及其他方面对分布式电源在配电网的并网方案的营销，无法满足N-1安全校验，难以高效准确地选取分布式电源在配电网所采用的并网方案的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明实施例一提供的一种分布式电源的并网方案选择方法的步骤流程图。
本发明提供的一种分布式电源的并网方案选择方法，包括以下步骤：
步骤101，响应于输入的并网请求，获取并网请求携带的设备基础数据和多个并网方案；
在本发明实施例中的并网方案指的是包括但不限于分布式电源的型号、并网母线、接入容量、位置、电源个数和实际出力等的数据方案。
在本发明实施例中，当接收到用户输入的并网请求时，表明此时用户需要将至少一个分布式电源并入到当前配电网中，可以从并网请求获取携带的设备基础数据和用户预先为该并网请求所规划的数据方案，以提供后续并网方案的数据比较基础。
步骤102，根据设备基础数据，计算每个并网方案分别对应的多种评估指标，并采用多种评估指标构建评估指标矩阵；
在获取到设备基础数据后，由于选择并网方案需要从多个角度进行评估后再进行选择，此时可以依据设备基础数据计算每个并网方案分别对应的多种评估指标，再按照并网方案为组别对对应的多种评估指标进行排序，以构建得到包括全部并网方案的评估指标矩阵。
需要说明的是，评估指标可以包括但不限于从安全性、经济性、供电质量和发展协调性四个方面进行计算，而安全性方面可以包括N-1安全稳定距离、线路故障停运率、变压器故障停运率、“低电压”发生率和分布式电源停运率等；经济性方面可以包括网损率、分布式电源发电成本率、分布式电源的寿命退化率、分布式电源经济效益率和分布式电源的建设周期等；供电质量可以包括系统电压偏差率、分布式电源功率波动率、三相不平衡率、电压谐波畸变率和系统电压闪变率等；发展协调性可以包括分布式电源容量占比、新能源容量占比、电动机车容量占比和节能减排能力等。
步骤103，选取评估指标矩阵中的最优指标，构建最优指标矩阵；
在获取得到评估指标矩阵后，可以从中按照评估指标的种类，分别选取每种评估指标中的最优值作为最优指标，以各个最优指标构建最优指标矩阵。
步骤104，根据评估指标矩阵与最优指标矩阵计算相关系数，并采用相关系数生成关联度矩阵；
在本发明实施例中，在获取到评估指标矩阵和最优指标矩阵后，可以根据上述两种矩阵进行进一步进行规范化处理，以统一矩阵中的各种评估指标或最优指标的量纲，方便后续比较。
在规范化预处理后，采用规范化后的评估指标矩阵和最优指标矩阵，分别计算每个并网方案所对应的评估指标序列与最优指标矩阵之间的相关系数，并采用计算得到的全部相关系数以矩阵的形式进行排列，生成关联度矩阵。
步骤105，基于预设的权重系数矩阵和关联度矩阵，确定目标并网方案并输出。
在具体实现中，在获取到由全部并网方案对应的关联度矩阵后，可以从中提取并网方案所对应的关联度序列，采用预设的权重系数矩阵与关联度序列进行计算，以确定每个并网方案所对应的综合关联度，选取综合关联度最高的并网方案作为目标并网方案进行输出。
在本发明实施例中，响应于用户输入的并网请求，从并网请求中获取其携带的设备基础数据和多个并网方案，再根据设备基础数据，结合每个并网方案内的设置，计算每个并网方案分别对应的多种评估指标，采用其构建评估指标矩阵；与此同时选取评估指标矩阵中的各种最优指标构建对应的最优指标矩阵，再根据评估指标矩阵和最优指标矩阵，分别计算每个并网方案的每种评估指标与最优指标之间的相关系数，采用相关系数构建关联度矩阵，最后以并网方案为组别划分关联度矩阵，结合预设的权重系数矩阵，计算每个并网方案的综合关联度，选取综合关联度最高的并网方案作为目标并网方案进行输出。从而解决了现有技术并未考虑系统的稳定性分析以及其他方面对分布式电源在配电网的并网方案的营销，无法满足N-1安全校验，难以高效准确地选取分布式电源在配电网所采用的并网方案的技术问题，更为高效准确地选取分布式电源的并网方案。
请参阅图2，图2为本发明实施例二提供的一种分布式电源的并网方案选择方法的步骤流程图。
本发明提供的一种分布式电源的并网方案选择方法，评估指标包括安全稳定评估指标和多种配电网评估指标；包括以下步骤：
步骤201，响应于输入的并网请求，获取并网请求携带的设备基础数据和多个并网方案；在本发明实施例中的并网方案指的是包括但不限于分布式电源的型号、并网母线、接入容量、位置、电源个数和实际出力等的数据方案。
在本发明实施例中，当接收到用户输入的并网请求时，表明此时用户需要将至少一个分布式电源并入到当前配电网中，可以从并网请求获取携带的设备基础数据和用户预先为该并网请求所规划的数据方案，以提供后续并网方案的数据比较基础。
步骤202，从设备基础数据提取变压器额定容量、变压器转移负荷、变压器负载率和联络线容量；
在本发明实施例中，为获取后续计算安全稳定评估指标的数据基础，可以从设备基础数据中提取原配电网中对应的变压器额定容量、变压器转移负荷、变压器负载率联络线容量，以便于后续对分布式电源的并网方案进行评估。
需要说明的是，设备基础数据不仅包括上述数据，还可以包括但不限于：配电网传输线、主变、配变、负荷、断路器、开关基本设备参数、系统拓扑信息、节点电压、支路电流、负荷实际运行功率的历史数据、待并网分布式电源设备的基本参数。
步骤203，根据变压器额定容量、变压器转移负荷、变压器负载率和联络线容量，计算安全稳定评估指标；
本发明实时例中的安全稳定评估指标指的是N-1安全稳定距离，其中，N-1安全稳定评估是配电系统规划和运行的基础，该准则的定义可以概括为：当设备发生故障时，通过转移负载，使得主变压器和馈线没有过载，同时除故障段外其他负载都保持供电。
可选地，步骤203可以包括以下子步骤：根据变压器额定容量、变压器转移负荷、变压器负载率和联络线容量，判断每个并网方案是否满足预设的约束条件；若满足，则采用变压器额定容量和变压器负载率，结合安全裕度计算公式计算安全稳定评估指标；若不满足，则删除并网方案；
在本发明的一个示例中，采用变压器额定容量、变压器转移负荷、变压器负载率和联络线容量代入到预设的约束条件中，判断并网方案是否满足，若是满足，则进一步采用变压器额定容量和变压器负载率，结合安全裕度计算公式计算安全稳定评估指标，若不满足，则删除该并网方案以实现对不合适的并网方案的初步筛选。
约束条件为：
Figure BDA0003232219710000111
其中，ΩDSSR为所有变压器的集合，Ri、Rj分别为变压器i和变压器j的变压器额定容量，Bij是变压器i发生故障后从变压器i转移到变压器j的变压器转移负荷，k是预设的短期负荷过载系数，Cij是变压器i和变压器j之间的联络线容量，G是预设的负荷下限，Ti、Tj分别为变压器i和变压器j的变压器负载率；
在具体实现中，上述约束条件还可以简化为：
Figure BDA0003232219710000112
其中，Bi是安全域的第i个边界；Ui是联络单元，变压器i是联络中心。
安全裕度计算公式为：
Figure BDA0003232219710000113
其中，n为变压器数量，Ui是第i个联络单元，变压器i是联络中心，Rl为变压器l的变压器额定容量，Tl为变压器l的变压器负载率。
在具体实现中，配电系统的安全稳定性可以通过在安全区域内的位置来体现。如果系统位于安全区域内，则可以证明系统的运行特性是安全稳定的。并且，距离安全域边界越远，安全性和稳定性越好。此时可以通过安全裕度计算公式计算每个变压器i的安全距离，如果安全距离Di为正值，则系统位于安全区域内。否则，系统是不安全和稳定的。安全裕度可以作为综合评价模型中的一个重要指标，用于评估含分布式电源配电网的安全稳定性。
步骤204，基于设备基础数据，确定多种配电网评估指标；
请参阅图3，图3示出了本发明实施例的多种配电网评估指标的指标体系图。
在本发明实施例中，在获取到设备基础数据后，可以基于设备基础数据结合现有的指标计算方式，分别计算多种配电网评估指标。
多种配电网评估指标可以采用潮流计算和电磁暂态仿真算法计算不同分布式电网并网方案中相关数值，包括：N-1安全稳定距离、线路故障停运率、变压器故障停运率、“低电压”发生率、分布式电源停运率、网损率、分布式电源发电成本率、分布式电源的寿命退化率、分布式电源经济效益率、分布式电源的建设周期、系统电压偏差率、分布式电源功率波动率、三相不平衡率、电压谐波畸变率、系统电压闪变率、分布式电源容量占比、新能源容量占比、电动机车容量占比和节能减排能力。
潮流计算是电力学名词，指在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布。潮流计算是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条件，确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算。通常给定的运行条件有系统中各电源和负荷点的功率、枢纽点电压、平衡点的电压和相位角。待求的运行状态参量包括电网各母线节点的电压幅值和相角，以及各支路的功率分布、网络的功率损耗等。
步骤205，采用安全稳定评估指标和多种配电网评估指标构建评估指标矩阵；
在本发明的一个示例中，在计算得到每个并网方案对应的安全稳定评估指标后，可以通过序列[X11 X21 X31 X41 …… Xn1]的方式表示，结合多种配电网评估指标，构建得到评估指标矩阵。
具体地，评估指标矩阵可以表示为以下形式：
Figure BDA0003232219710000121
其中，Xnm为评估指标，n为方案数量，m为评估指标数量。
步骤206，选取评估指标矩阵中的最优指标，构建最优指标矩阵；
在得到评估指标矩阵后，从评估指标矩阵的每种评估指标分别提取最优值作为最优指标，采用最优指标按照评估指标的种类进行排序，构建最优指标矩阵。
在具体实现中，最优指标矩阵可以表示为：
X0k＝X01 X02 ... X0m
其中，X0m是评估指标矩阵中的第m种评估指标序列X1m X2m ... Xnm T的最优值。
步骤207，根据评估指标矩阵与最优指标矩阵计算相关系数，并采用相关系数生成关联度矩阵；
可选地，步骤207可以包括以下子步骤：
按照预设的规范化公式对评估指标矩阵内的评估指标，以及最优指标矩阵内的最优指标进行规范预处理，得到规范化矩阵；采用预设的相关系数计算公式，计算规范化矩阵内每个评估指标和对应的最优指标之间的相关系数；
按照各个并网方案为组别，对各个相关系数进行排序生成关联度矩阵；
在本发明实施例中，由于评估指标的量纲不同，无法直接比较，此时可以对原始的评估指标以及最优指标进行规范预处理，以得到规范化矩阵；再结合相关系数计算公式，计算规范化矩阵内每个评估指标和最优指标之间的相关系数，最后按照各个并网方案为组别，对各个相关系数进行排序生成关联度矩阵。
规范化公式为：
Figure BDA0003232219710000131
其中，λik是对第i个并网方案内的第k个评估指标Xik进行规范预处理后的值；
Figure BDA0003232219710000132
是第k个评估指标的最小值；
Figure BDA0003232219710000133
是第k个评估指标的最大值；
在本发明的一个示例中，规范化矩阵可以表示为：
Figure BDA0003232219710000134
其中，λ01 λ02 ...λ0m表示最优指标矩阵X0m的规范值，其余分别为评估指标矩阵的规范值。
相关系数计算公式为：
Figure BDA0003232219710000141
其中，ζi(k)为第i个并网方案内的第k个评估指标与第k个最优指标之间的相关系数，λ0k为第k个最优指标，ρ为预设参数，ρ∈0,1。
在本发明实施例中，关联度矩阵可以通过下式进行表示：
Figure BDA0003232219710000142
其中，ζn(m)为第m个并网方案的第n个评估指标与第n个最优指标之间的相关系数。
步骤208，基于预设的权重系数矩阵和关联度矩阵，确定目标并网方案并输出。
可选地，步骤208可以包括以下子步骤：从关联度矩阵中提取每个并网方案对应的关联度子矩阵；采用预设的权重系数矩阵和各个关联度子矩阵，分别计算各个并网方案对应的综合关联度；按照综合关联度从高到低对全部并网方案进行排序，选取综合关联度最高的并网方案作为目标并网方案并输出。
在本发明的一个示例中，在计算得到关联度矩阵后，可以从中提取每个并网方案所对应的关联度子矩阵，再采用权重系数矩阵和各个关联度子矩阵，分别计算各个并联方案在综合全部评估指标后所得到的综合关联度，具体计算过程可以如下：
Figure BDA0003232219710000143
其中，ri是并网方案i的综合关联度，Pim是权重系数矩阵中第i个并网方案的第m个评估指标对应的权重系数，ζi(m)为并网方案i的第m个评估指标的相关系数。
在计算得到各个综合关联度后，可以按照综合关联度从高到低进行并网方案的排序，选取综合关联度最高的并网方案作为目标并网方案并输出。
参见图4，图4示出了本发明实施例中的一种配电网系统的拓扑图。
在本发明实施例中，主变压器和馈线参数如表1和表2所示：
Figure BDA0003232219710000151
表1主变压器参数
Figure BDA0003232219710000152
表2馈线参数
本测试案例中有4种分布式电源并网方案，不同方案中分布式电源的位置和接入容量如表3所示：
Figure BDA0003232219710000153
表3不同并网方案
本算例中当主变压器的负载率均为0.5时，4种方案的N-1安全距离如表4所示：
方案 安全距离/m
No DGs 0.4022
A 0.4091
B 0.4097
C 0.4110
D 0.4170
表4不同并网方案的安全距离
从表4可以得出结论，系统的安全距离随着分布式电源的并网而增加，方案D具有最好的N-1安全性。评价指标体系的权重系数采用层次分析法得出，如表5所示。
评估指标 权重系数 评估指标 权重系数
S1 0.4 P9 0.2482
S2 0.2 P10 0.1458
S3 0.3 P11 0.2
S4 0.1 P12 0.2
P1 0.4 P13 0.2
P2 0.15 P14 0.2
P3 0.2 P15 0.2
P4 0.1 P16 0.227
P5 0.15 P17 0.227
P6 0.2482 P18 0.1223
P7 0.2482 P19 0.4236
P8 0.1097
表5不同并网方案的权重系数
测试方案的综合评价结果由层次分析法和关联分析法根据权重系数和关系系数矩阵计算得到，如表6所示。
Figure BDA0003232219710000161
Figure BDA0003232219710000171
表6不同并网方案的关联度
由评估结果可见：方案D的安全性最优；方案C的经济性和供电质量最优；方案D的发展协调性最优；方案C的综合评估性最好，因此将方案C作为分布式电源的目标并网方案。
在本发明实施例中，响应于用户输入的并网请求，从并网请求中获取其携带的设备基础数据和多个并网方案，再根据设备基础数据，结合每个并网方案内的设置，计算每个并网方案分别对应的多种评估指标，采用其构建评估指标矩阵；与此同时选取评估指标矩阵中的各种最优指标构建对应的最优指标矩阵，再根据评估指标矩阵和最优指标矩阵，分别计算每个并网方案的每种评估指标与最优指标之间的相关系数，采用相关系数构建关联度矩阵，最后以并网方案为组别划分关联度矩阵，结合预设的权重系数矩阵，计算每个并网方案的综合关联度，选取综合关联度最高的并网方案作为目标并网方案进行输出。从而解决了现有技术并未考虑系统的稳定性分析以及其他方面对分布式电源在配电网的并网方案的营销，无法满足N-1安全校验，难以高效准确地选取分布式电源在配电网所采用的并网方案的技术问题，更为高效准确地选取分布式电源的并网方案。
请参阅图5，图5为本发明实施例三提供的一种分布式电源的并网方案选择装置的结构框图。
本发明实施例提供了一种分布式电源的并网方案选择装置，包括：
数据获取模块501，用于响应于输入的并网请求，获取并网请求携带的设备基础数据和多个并网方案；
评估指标矩阵构建模块502，用于根据设备基础数据，计算每个并网方案分别对应的多种评估指标，并采用多种评估指标构建评估指标矩阵；
最优指标矩阵构建模块503，用于选取评估指标矩阵中的最优指标，构建最优指标矩阵；
关联度矩阵生成模块504，用于根据评估指标矩阵与最优指标矩阵计算相关系数，并采用相关系数生成关联度矩阵；
目标并网方案确定模块505，用于基于预设的权重系数矩阵和关联度矩阵，确定目标并网方案并输出。
可选地，评估指标包括安全稳定评估指标和多种配电网评估指标；评估指标矩阵构建模块502，包括：
数据提取子模块，用于从设备基础数据提取变压器额定容量、变压器转移负荷、变压器负载率和联络线容量；
安全稳定评估指标计算子模块，用于根据变压器额定容量、变压器转移负荷、变压器负载率和联络线容量，计算安全稳定评估指标；
配电网评估指标计算子模块，用于基于设备基础数据，确定多种配电网评估指标；
评估指标矩阵构建子模块，用于采用安全稳定评估指标和多种配电网评估指标构建评估指标矩阵。
可选地，安全稳定评估指标计算子模块具体用于：根据变压器额定容量、变压器转移负荷、变压器负载率和联络线容量，判断每个并网方案是否满足预设的约束条件；若满足，则采用变压器额定容量和变压器负载率，结合安全裕度计算公式计算安全稳定评估指标；
若不满足，则删除并网方案；
约束条件为：
Figure BDA0003232219710000181
其中，ΩDSSR为所有变压器的集合，Ri、Rj分别为变压器i和变压器j的变压器额定容量，Bij是变压器i发生故障后从变压器i转移到变压器j的变压器转移负荷，k是预设的短期负荷过载系数，Cij是变压器i和变压器j之间的联络线容量，G是预设的负荷下限，Ti、Tj分别为变压器i和变压器j的变压器负载率；
安全裕度计算公式为：
Figure BDA0003232219710000191
其中，n为变压器数量，Ui是第i个联络单元，变压器i是联络中心，Rl为变压器l的变压器额定容量，Tl为变压器l的变压器负载率。
可选地，关联度矩阵生成模块504包括：
矩阵规范化子模块，用于按照预设的规范化公式对评估指标矩阵内的评估指标，以及最优指标矩阵内的最优指标进行规范预处理，得到规范化矩阵；
相关系数计算子模块，用于采用预设的相关系数计算公式，计算规范化矩阵内每个评估指标和对应的最优指标之间的相关系数；
关联度排序子模块，用于按照各个并网方案为组别，对各个相关系数进行排序生成关联度矩阵；
规范化公式为：
Figure BDA0003232219710000192
其中，λik是对第i个并网方案内的第k个评估指标Xik进行规范预处理后的值；
Figure BDA0003232219710000193
是第k个评估指标的最小值；
Figure BDA0003232219710000194
是第k个评估指标的最大值；
相关系数计算公式为：
Figure BDA0003232219710000195
其中，ζi(k)为第i个并网方案内的第k个评估指标与第k个最优指标之间的相关系数，λ0k为第k个最优指标，ρ为预设参数，ρ∈0,1。
可选地，目标并网方案确定模块505包括：关联度子矩阵提取子模块，用于从关联度矩阵中提取每个并网方案对应的关联度子矩阵；综合关联度计算子模块，用于采用预设的权重系数矩阵和各个关联度子矩阵，分别计算各个并网方案对应的综合关联度；方案排序子模块，用于按照综合关联度从高到低对全部并网方案进行排序，选取综合关联度最高的并网方案作为目标并网方案并输出。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置、模块和子模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种分布式电源的并网方案选择方法，其特征在于，包括：
响应于输入的并网请求，获取所述并网请求携带的设备基础数据和多个并网方案；
根据所述设备基础数据，计算每个所述并网方案分别对应的多种评估指标，并采用所述多种评估指标构建评估指标矩阵；
选取所述评估指标矩阵中的最优指标，构建最优指标矩阵；
根据所述评估指标矩阵与所述最优指标矩阵计算相关系数，并采用所述相关系数生成关联度矩阵；
基于预设的权重系数矩阵和所述关联度矩阵，确定目标并网方案并输出。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述评估指标包括安全稳定评估指标和多种配电网评估指标；所述根据所述设备基础数据，计算每个所述并网方案分别对应的多种评估指标，并采用所述多种评估指标构建评估指标矩阵的步骤，包括：
从所述设备基础数据提取变压器额定容量、变压器转移负荷、变压器负载率和联络线容量；
根据所述变压器额定容量、所述变压器转移负荷、所述变压器负载率和所述联络线容量，计算所述安全稳定评估指标；
基于所述设备基础数据，确定所述多种配电网评估指标；
采用所述安全稳定评估指标和所述多种配电网评估指标构建评估指标矩阵。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述变压器额定容量、所述变压器转移负荷、所述变压器负载率和所述联络线容量，计算所述安全稳定评估指标的步骤，包括：
根据所述变压器额定容量、所述变压器转移负荷、所述变压器负载率和所述联络线容量，判断每个所述并网方案是否满足预设的约束条件；
若满足，则采用所述变压器额定容量和所述变压器负载率，结合安全裕度计算公式计算所述安全稳定评估指标；
若不满足，则删除所述并网方案；
所述约束条件为：
Figure FDA0003232219700000021
其中，ΩDSSR为所有变压器的集合，Ri、Rj分别为变压器i和变压器j的变压器额定容量，Bij是变压器i发生故障后从变压器i转移到变压器j的变压器转移负荷，k是预设的短期负荷过载系数，Cij是变压器i和变压器j之间的联络线容量，G是预设的负荷下限，Ti、Tj分别为变压器i和变压器j的变压器负载率；
所述安全裕度计算公式为：
Figure FDA0003232219700000022
其中，n为变压器数量，Ui是第i个联络单元，变压器i是联络中心，Rl为变压器l的变压器额定容量，Tl为变压器l的变压器负载率。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述评估指标矩阵与所述最优指标矩阵计算相关系数，并采用所述相关系数生成关联度矩阵的步骤，包括：
按照预设的规范化公式对所述评估指标矩阵内的所述评估指标，以及所述最优指标矩阵内的最优指标进行规范预处理，得到规范化矩阵；
采用预设的相关系数计算公式，计算所述规范化矩阵内每个所述评估指标和对应的最优指标之间的相关系数；
按照各个所述并网方案为组别，对各个相关系数进行排序生成关联度矩阵；
所述规范化公式为：
Figure FDA0003232219700000023
其中，λik是对第i个所述并网方案内的第k个所述评估指标Xik进行规范预处理后的值；
Figure FDA0003232219700000024
是第k个所述评估指标的最小值；
Figure FDA0003232219700000025
是第k个所述评估指标的最大值；
所述相关系数计算公式为：
Figure FDA0003232219700000031
其中，ζi(k)为第i个所述并网方案内的第k个所述评估指标与第k个所述最优指标之间的相关系数，λ0k为第k个所述最优指标，ρ为预设参数，ρ∈0,1。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于预设的权重系数矩阵和所述关联度矩阵，确定目标并网方案并输出的步骤，包括：
从所述关联度矩阵中提取每个并网方案对应的关联度子矩阵；
采用预设的权重系数矩阵和各个所述关联度子矩阵，分别计算各个所述并网方案对应的综合关联度；
按照所述综合关联度从高到低对全部所述并网方案进行排序，选取综合关联度最高的所述并网方案作为目标并网方案并输出。
6.一种分布式电源的并网方案选择装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于响应于输入的并网请求，获取所述并网请求携带的设备基础数据和多个并网方案；
评估指标矩阵构建模块，用于根据所述设备基础数据，计算每个所述并网方案分别对应的多种评估指标，并采用所述多种评估指标构建评估指标矩阵；
最优指标矩阵构建模块，用于选取所述评估指标矩阵中的最优指标，构建最优指标矩阵；
关联度矩阵生成模块，用于根据所述评估指标矩阵与所述最优指标矩阵计算相关系数，并采用所述相关系数生成关联度矩阵；
目标并网方案确定模块，用于基于预设的权重系数矩阵和所述关联度矩阵，确定目标并网方案并输出。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述评估指标包括安全稳定评估指标和多种配电网评估指标；所述评估指标矩阵构建模块，包括：
数据提取子模块，用于从所述设备基础数据提取变压器额定容量、变压器转移负荷、变压器负载率和联络线容量；
安全稳定评估指标计算子模块，用于根据所述变压器额定容量、所述变压器转移负荷、所述变压器负载率和所述联络线容量，计算所述安全稳定评估指标；
配电网评估指标计算子模块，用于基于所述设备基础数据，确定所述多种配电网评估指标；
评估指标矩阵构建子模块，用于采用所述安全稳定评估指标和所述多种配电网评估指标构建评估指标矩阵。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述安全稳定评估指标计算子模块具体用于：
根据所述变压器额定容量、所述变压器转移负荷、所述变压器负载率和所述联络线容量，判断每个所述并网方案是否满足预设的约束条件；
若满足，则采用所述变压器额定容量和所述变压器负载率，结合安全裕度计算公式计算所述安全稳定评估指标；
若不满足，则删除所述并网方案；
所述约束条件为：
Figure FDA0003232219700000041
其中，ΩDSSR为所有变压器的集合，Ri、Rj分别为变压器i和变压器j的变压器额定容量，Bij是变压器i发生故障后从变压器i转移到变压器j的变压器转移负荷，k是预设的短期负荷过载系数，Cij是变压器i和变压器j之间的联络线容量，G是预设的负荷下限，Ti、Tj分别为变压器i和变压器j的变压器负载率；
所述安全裕度计算公式为：
Figure FDA0003232219700000042
其中，n为变压器数量，Ui是第i个联络单元，变压器i是联络中心，Rl为变压器l的变压器额定容量，Tl为变压器l的变压器负载率。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述关联度矩阵生成模块包括：
矩阵规范化子模块，用于按照预设的规范化公式对所述评估指标矩阵内的所述评估指标，以及所述最优指标矩阵内的最优指标进行规范预处理，得到规范化矩阵；
相关系数计算子模块，用于采用预设的相关系数计算公式，计算所述规范化矩阵内每个所述评估指标和对应的最优指标之间的相关系数；
关联度排序子模块，用于按照各个所述并网方案为组别，对各个相关系数进行排序生成关联度矩阵；
所述规范化公式为：
Figure FDA0003232219700000051
其中，λik是对第i个所述并网方案内的第k个所述评估指标Xik进行规范预处理后的值；
Figure FDA0003232219700000052
是第k个所述评估指标的最小值；
Figure FDA0003232219700000053
是第k个所述评估指标的最大值；
所述相关系数计算公式为：
Figure FDA0003232219700000054
其中，ζi(k)为第i个所述并网方案内的第k个所述评估指标与第k个所述最优指标之间的相关系数，λ0k为第k个所述最优指标，ρ为预设参数，p∈0,1。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述目标并网方案确定模块包括：
关联度子矩阵提取子模块，用于从所述关联度矩阵中提取每个并网方案对应的关联度子矩阵；
综合关联度计算子模块，用于采用预设的权重系数矩阵和各个所述关联度子矩阵，分别计算各个所述并网方案对应的综合关联度；
方案排序子模块，用于按照所述综合关联度从高到低对全部所述并网方案进行排序，选取综合关联度最高的所述并网方案作为目标并网方案并输出。
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