CN114219155A - 一种考虑分布式资源运行特性的配电网规划与运行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种考虑分布式资源运行特性的配电网规划与运行方法，包括：按照用户类型对负荷分类，采用聚类方法对历史数据进行分析获得各类型负荷的典型负荷曲线，并获得与新增用户同类型负荷的基准运行曲线，进一步获得新增用户负荷的正常运行曲线；规划或新增用户负荷接入阶段，对新增用户负荷拟接入馈线及其联络线在正常运行方式下的历史数据进行聚类分析，获得拟接入馈线的典型运行曲线；计算新增用户负荷接入馈线后的峰谷差与平均负荷的商作为拟接入馈线的负荷平整度，以负荷平整度最小的馈线作为接入馈线。本方法充分利用了不同类型用户用电曲线的差异及平移能力，提高了线路输送能力，优化了电网的运行情况。

Description

一种考虑分布式资源运行特性的配电网规划与运行方法
技术领域
本发明涉及能源管理技术领域，具体涉及一种考虑分布式资源运行特性的配电网规划与运行方法。
背景技术
正常情况下，为保证配网的安全可靠，需限制配网线路最大电流在允许的范围内。当线路过载或面临过载风险时，通常将馈线的部分支线整体转供至其他线路，如果其他线路也不能满足需求时，则需要对部分用户的生产进行限制。在线路规划方面，为确保线路不过载，一般按正常运行方式下线路的最大负荷不超过线路允许值进行接入，且计算线路可能运行的最大负荷时一般按照所有负荷的最大值乘以同时系数的方式确定，导致部分用户扩容难以实现或难以充分发挥线路输送能力的问题。
因工艺不同，不同类型用户之间的用电曲线各不相同，且均存在一定的平移能力，仅以部分时段出现的峰值电流作为约束条件对线路进行规划和建设难以发挥线路的输送能力。
发明内容
本发明提出了一种考虑分布式资源运行特性的配电网规划与运行方法，其目的是：克服现有技术的弊端，充分利用不同类型用户之间的运行曲线差异及平移能力，实现考虑用户资源调节和可平移的配网线路规划及运行，提高线路输送能力。
本发明技术方案如下：
一种考虑分布式资源运行特性的配电网规划与运行方法，包括如下步骤：
S1：按照用户类型对负荷分类，采用聚类方法对历史数据进行分析，获得各类型负荷的典型负荷曲线，并以报装变压器容量为基准，对与新增用户同类型负荷的典型负荷曲线进行分析，获得同类型负荷的基准运行曲线；
S2：根据新增用户负荷报装容量和同类型负荷的基准运行曲线获得新增用户负荷的正常运行曲线；
S3：规划或新增用户负荷接入阶段，对新增用户负荷拟接入馈线及其联络线在正常运行方式下的历史数据进行聚类分析，获得拟接入馈线的典型运行曲线；
S4：将步骤S2所述新增用户负荷的正常运行曲线与步骤S3所述拟接入馈线的典型运行曲线相叠加，根据叠加后的曲线计算新增用户负荷接入馈线后的峰谷差与平均负荷的商，将计算结果作为拟接入馈线的负荷平整度，以负荷平整度最小的馈线作为接入馈线。
进一步地，步骤S4中，当拟接入馈线的负荷平整度近似时，以馈线与联络线联合的整体负荷平整度最小的馈线作为接入馈线。
进一步地，当新增用户负荷接入馈线后面临过载时，以线路热稳定为约束与新接入用户签订过载时段的可中断负荷协议。
进一步地，本方法还包括当馈线出现局部过载时，通过联络线转供方式进行局部过载调节。
进一步地，当联络线转供方式不满足局部过载调节需求时，利用接入用户的分布式资源的可平移特性进行调节。
进一步地，步骤S1所述聚类方法为K-means均值聚类方法，所述K-means均值聚类方法的目标函数为使所有对照组用户的负荷曲线与聚类中心的误差的平方和最小，如下式所示：
Figure BDA0003417264120000031
其中，K表示聚类数，M表示样本数，Lm,d为聚类的结果，Ck,d为选取的样本对应时刻的数据。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：在线路规划方面，按照用户类型对负荷进行分类，通过同类型负荷的基准运行曲线得到新增用户负荷的正常运行曲线，再结合拟接入馈线的典型运行曲线确定新增用户接入馈线，克服了传统技术方案中最大值规划的浪费问题，提高了线路输送能力；对于线路过载，通过新接入用户的可中断负荷协议、联络线转供的方式或利用分布式资源的可平移特性进行调节，优化了电网的运行情况。
具体实施方式
一种考虑分布式资源运行特性的配电网规划与运行方法，包括如下步骤：
S1：按照用户类型对负荷分类，采用聚类方法对历史数据进行分析，获得各类型负荷的典型负荷曲线，并以报装变压器容量为基准，对与新增用户同类型负荷的典型负荷曲线进行分析，获得同类型负荷的基准运行曲线。
所述聚类方法为K-means均值聚类方法，所述K-means均值聚类方法的目标函数为使所有对照组用户的负荷曲线与聚类中心的误差的平方和最小，如下式所示：
Figure BDA0003417264120000041
其中，K表示聚类数，M表示样本数，Lm,d为聚类的结果，Ck,d为选取的样本对应时刻的数据。
用户类型一般包括工业、商业、居民、农业生产等，工业类型一般具体到各个制造行业，包括钢铁、轮胎、水泥、混泥土等，商业类型包括商场、写字楼等，居民类型包括学校和一般住宅。
S2：以新增用户负荷报装容量与同类型负荷的基准运行曲线的乘积作为新增用户负荷的正常运行曲线。
S3：规划或新增用户负荷接入阶段，对新增用户负荷拟接入馈线及其联络线在正常运行方式下的历史数据进行聚类分析，获得拟接入馈线的典型运行曲线。
S4：将步骤S2所述新增用户负荷的正常运行曲线与步骤S3所述拟接入馈线的典型运行曲线相叠加，根据叠加后的曲线计算新增用户负荷接入馈线后的峰谷差与平均负荷的商，将计算结果作为拟接入馈线的负荷平整度，以负荷平整度最小的馈线作为接入馈线。
当拟接入馈线的负荷平整度近似时，以馈线与联络线联合的整体负荷平整度最小的馈线作为接入馈线。
当新增用户负荷接入馈线后面临过载时，以线路热稳定为约束与新接入用户签订过载时段的可中断负荷协议，确保负荷波动造成馈线过载时馈线整体的可控性。
进一步地，当线路出现局部过载时，优先通过联络线转供方式进行局部过载调节。具体为按照馈线、联络线及变电站的负载情况，将线路上的部分负荷转移至其他馈线，实现功率的均分，从而避免过载。
当联络线转供方式不满足局部过载调节需求时，利用接入用户的分布式资源的可平移特性进行调节。具体地，出现或面临短时的过载现象时，根据规划阶段签订的可调节资源，要求用户主动在这一时段进行调整，减少非必要负荷的运行。
本方法充分利用了不同类型用户用电曲线的差异及平移能力，提高了线路输送能力，优化了电网的运行情况。

Claims (6)

1.一种考虑分布式资源运行特性的配电网规划与运行方法，其特征在于包括如下步骤：
S1：按照用户类型对负荷分类，采用聚类方法对历史数据进行分析，获得各类型负荷的典型负荷曲线，并以报装变压器容量为基准，对与新增用户同类型负荷的典型负荷曲线进行分析，获得同类型负荷的基准运行曲线；
S2：根据新增用户负荷报装容量和同类型负荷的基准运行曲线获得新增用户负荷的正常运行曲线；
S3：规划或新增用户负荷接入阶段，对新增用户负荷拟接入馈线及其联络线在正常运行方式下的历史数据进行聚类分析，获得拟接入馈线的典型运行曲线；
S4：将步骤S2所述新增用户负荷的正常运行曲线与步骤S3所述拟接入馈线的典型运行曲线相叠加，根据叠加后的曲线计算新增用户负荷接入馈线后的峰谷差与平均负荷的商，将计算结果作为拟接入馈线的负荷平整度，以负荷平整度最小的馈线作为接入馈线。
2.如权利要求1所述的考虑分布式资源运行特性的配电网规划与运行方法，其特征在于：步骤S4中，当拟接入馈线的负荷平整度近似时，以馈线与联络线联合的整体负荷平整度最小的馈线作为接入馈线。
3.如权利要求1所述的考虑分布式资源运行特性的配电网规划与运行方法，其特征在于：当新增用户负荷接入馈线后面临过载时，以线路热稳定为约束与新接入用户签订过载时段的可中断负荷协议。
4.如权利要求1所述的考虑分布式资源运行特性的配电网规划与运行方法，其特征在于：还包括当馈线出现局部过载时，通过联络线转供方式进行局部过载调节。
5.如权利要求4所述的考虑分布式资源运行特性的配电网规划与运行方法，其特征在于：当联络线转供方式不满足局部过载调节需求时，利用接入用户的分布式资源的可平移特性进行调节。
6.如权利要求1至5任一所述的考虑分布式资源运行特性的配电网规划与运行方法，其特征在于：步骤S1所述聚类方法为K-means均值聚类方法，所述K-means均值聚类方法的目标函数为使所有对照组用户的负荷曲线与聚类中心的误差的平方和最小，如下式所示：
Figure FDA0003417264110000021
其中，K表示聚类数，M表示样本数，Lm,d为聚类的结果，Ck,d为选取的样本对应时刻的数据。
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