CN114243688A - 基于单元划分的配电网稳定性及投资方案确定方法 - Google Patents

基于单元划分的配电网稳定性及投资方案确定方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114243688A
CN114243688A CN202111518360.7A CN202111518360A CN114243688A CN 114243688 A CN114243688 A CN 114243688A CN 202111518360 A CN202111518360 A CN 202111518360A CN 114243688 A CN114243688 A CN 114243688A
Authority
CN
China
Prior art keywords
distribution network
power
power distribution
cell
area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111518360.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114243688B (zh
Inventor
王鑫陶
张秀路
康赫然
张涛
王俊生
韩永强
张薇
徐明忻
金国峰
邢敬舒
王均高
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Corp of China SGCC
Shenyang University of Technology
Economic and Technological Research Institute of State Grid Inner Mongolia Electric Power Co Ltd
State Grid Eastern Inner Mongolia Power Co Ltd
Original Assignee
State Grid Corp of China SGCC
Shenyang University of Technology
Economic and Technological Research Institute of State Grid Inner Mongolia Electric Power Co Ltd
State Grid Eastern Inner Mongolia Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Corp of China SGCC, Shenyang University of Technology, Economic and Technological Research Institute of State Grid Inner Mongolia Electric Power Co Ltd, State Grid Eastern Inner Mongolia Power Co Ltd filed Critical State Grid Corp of China SGCC
Priority to CN202111518360.7A priority Critical patent/CN114243688B/zh
Publication of CN114243688A publication Critical patent/CN114243688A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114243688B publication Critical patent/CN114243688B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/008Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks involving trading of energy or energy transmission rights
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2203/00Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/10Power transmission or distribution systems management focussing at grid-level, e.g. load flow analysis, node profile computation, meshed network optimisation, active network management or spinning reserve management

Abstract

本发明提供一种基于单元划分的配电网稳定性及投资方案确定方法,涉及配电网技术领域。该方法将配电网区域划分为n个单元格区域,计算每个单元格区域的面积;然后根据各单元格区域内注入有功功率和无功功率、电压模值和电压的相位差以及配电网同步系数、有功控制系数和无功控制系数计算各单元格区域的功率密度影响因子;根据各单元格区域的功率密度影响因子确定配电网单元格区域内配电网系统的稳定性以及各单元格区域需要的投资方案。该方法通过判断各单元格区域内配电网系统的稳定性,进而实现对配电网的稳定性进行准确判断;同时,该方法根据各单元格区域内配电网系统的稳定性进行配电网可以提高配电网单元格区域投资的精准性。

Description

基于单元划分的配电网稳定性及投资方案确定方法
技术领域
本发明涉及配电网技术领域,尤其涉及一种基于单元划分的配电网稳定性及投资方案确定方法。
背景技术
随着我国经济快速高质量发展,对配电网的准确投资要求也提高,不同单元格区域内负荷情况也不同,而且在配电网发电侧不同种类新能源日益复杂,并且负荷侧负荷对电压波动及功率要求越来越高。现有配电网的稳定性判定方法存在区域大、范围广、投资目的不明确的问题,虽然达到整体配电网趋于稳定,但整体区域中一些单元格区域的配电网系统并没有达到完全稳定,进而出现投资精准性差,大量投资浪费的现象。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足,提供一种基于单元划分的配电网稳定性及投资方案确定方法,确定配电网的稳定性和投资方案。
为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是:
一方面,本发明提供一种基于单元划分的配电网稳定性确定方法,包括以下步骤:
步骤1:配电网单元区域划分;
将配电网区域划分为n个单元格区域,每个单元格区域的面积计算公式为:
Figure BDA0003407934370000011
式中:Sn表示配电网中第n个单元格区域面积;
Figure BDA0003407934370000012
为第n个单元格区域内第kL个配电网输电线路的功率;
Figure BDA0003407934370000013
为第n个单元格区域内第kF个配电网负荷的功率;
Figure BDA0003407934370000014
为第n个单元格区域内第kT个配电网变压器的损耗;
Figure BDA0003407934370000015
为第n个单元格区域内第kL个配电网输电线路的损耗;nL、nF、nT分别表示第n个单元网格区域内的配电网输电线路的总数、配电网负荷的总数和配电网变压器的总数;ρn为n个单元格区域用地性质负荷密度指标;
步骤2:确定各单元格区域的功率密度影响因子;
确定各配电网单元格区域内注入有功功率和无功功率;
确定各单元格区域内的电压模值以及单元格区域内电压的相位差;
确定配电网同步系数λs、有功控制系数λp和无功控制系数λq
进而计算得到配电网单元格区域的功率密度影响因子,如下公式所示:
Figure BDA0003407934370000021
式中,
Figure BDA0003407934370000022
为第n个单元格区域的功率密度影响因子,Vn为第n个单元格区域内的电压模值,Pn *为单元格区域内注入有功功率的标幺值,Qn *为单元格区域内注入无功功率的标幺值,
Figure BDA0003407934370000023
为单元格区域内电压相位差的标幺值,
Figure BDA0003407934370000024
为单元格面积的标幺值;
以上单元格区域的功率密度影响因子的计算公式中各参数标幺值的计算如下公式所示:
Figure BDA0003407934370000025
Figure BDA0003407934370000026
Figure BDA0003407934370000027
Figure BDA0003407934370000028
式中,Pn、Qn、δn分别为第n个单元格区域内注入有功功率、无功功率和电压的相位差;Pn′为第n个单元格区域内有功功率的基准值,Qn′为第n个单元格区域内无功功率的基准值,δe,n为第n个单元格区域内电压相位差的基准值,Se,n为第n个单元格面积的基准值;
步骤3:根据单元格区域的功率密度影响因子判断划分的配电网单元格区域内配电网系统是否稳定,进而完成配电网的稳定性判断;
当单元格区域的功率密度影响因子
Figure BDA0003407934370000029
时,配电网单元格区域内配电网系统处于稳定状态,配电网可以正常运行;
当单元格区域的功率密度影响因子满足
Figure BDA00034079343700000210
时,配电网单元格区域内配电网系统处于临界稳定状态;
当单元格区域的功率密度影响因子满足
Figure BDA00034079343700000211
时,配电网单元格区域内配电网系统处于不稳定状态;
当单元格区域的功率密度影响因子
Figure BDA00034079343700000212
时,配电网单元格区域内配电网系统处于停机状态。
另一方面,本发明还提供一种基于单元划分的配电网投资方案确定方法,该方法在基于单元划分的配电网稳定性确定方法中确定的单元格区域的功率密度影响因子的基础上,确定不同单元格区域需要的投资方案,具体为:
(1)当单元格区域的功率密度影响因子
Figure BDA00034079343700000213
时,需要投资该配电网单元格区域内的储能系统、变电站和输电线路;
(2)当单元格区域的功率密度影响因子满足
Figure BDA0003407934370000031
时,功率密度影响因子小于系统稳定的临界值,需要投资该配电网单元格区域内的变电站和输电线路;
(3)当单元格区域的功率密度影响因子满足
Figure BDA0003407934370000032
时,功率密度影响因子小于稳定值,需要投资该配电网单元格区域内的输电线路;
其中,投资储能系统需要花费的资金Finv,r计算如下公式所示:
Figure BDA0003407934370000033
Figure BDA0003407934370000034
Figure BDA0003407934370000035
Figure BDA0003407934370000036
Figure BDA0003407934370000037
Figure BDA0003407934370000038
式中:πr表示单元格内储能出力出现的概率;Ln,r表示资金回收系数;dr表示折现率;ms表示储能系统中储能电池的寿命年限;cpinv,ceinv分别表示储能系统单位充电功率成本和单位放电功率成本;
Figure BDA0003407934370000039
分别表示储能系统充放电功率的标幺值和储能系统额定容量的标幺值;Cop,i表示第i年储能系统单位功率运行维护成本;nr表示储能系统运行年限;ir表示通货膨胀率;esub表示单位储能充电电量的政府补贴值;
Figure BDA00034079343700000310
表示t时段储能系统充电总量的标幺值;pt,r表示t时段日前市场购电价格;
Figure BDA00034079343700000311
表示t时段购电量的标幺值;Pe,r为单元格区域内储能系统充放电功率的基准值;Ee,r为单元格区域内储能系统额定容量的基准值;Qe,tr为t时段单元格区域内储能充电总量的基准值;Pe,tr为t时段日前市场购电量的基准值;T为储能系统充电时间;
投资变电站需要花费的资金FT计算如下:
Figure BDA00034079343700000312
式中:j=1,···,M,M表示配电网单元格内新建设变电站的数目;Fsj表示第j座变电站的一次性总建设所需资金;mg为建造变电站的费用的折旧年限;usj表示第j座变电站一年运行维护所花费的资金;δj表示第j座变电站是否已经建立,取值为0或1,用δj=0表示第j座变电站还未建成,用δj=1表示第j座变电站已经建成投运;
投资输电线路需要花费的资金FL计算如下:
Figure BDA0003407934370000041
Figure BDA0003407934370000042
Figure BDA0003407934370000043
式中:f为变电站出线到负荷点的单位长度建设费用;mr为输电线路建设费用折旧年限;M表示单元格区域内变压器的个数,K表示单元格区域内负荷点的个数;(xj,yj)为变电站在单元格区域的坐标位置,(xk,yk)为负荷在单元格区域内的坐标位置;Lj,k表示第j座变电站对第k个负荷点是否存在供电关系,它是一个0或1的整数变量,用Lj,k=1表示第j座变电站对第k个负荷点供电,用Lj,k=0表示第j座变电站对第k个负荷点不存在供电关系;
Figure BDA0003407934370000044
为第j座变电站对第k个负荷点的传输功率的标幺值;τ表示供电小时数的模值,γ表示电价,R*表示输电线路单位电阻的标幺值;Vj表示配电网输电线路的电压模值;Pe,jk为单位长度输电线路传输功率的基准值,R′为单元格区域内输电线路单位电阻的基准值。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本发明提供的基于单元划分的配电网稳定性及投资方案确定方法,将配电网划分为多个单元格,并计算每个单元格区域的功率密度影响因子,进而判断各单元格区域内配电网系统的稳定性,进而实现对配电网的稳定性进行准确判断;同时,该方法根据各单元格区域内配电网系统的稳定性进行配电网投资,可以提高配电网单元格区域投资的精准性,有效指导配电网建设的经济效益最大化,实现电网投资从粗放到精准的过程控制,使配电网电力系统更加稳定,提高电网质量。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种基于单元划分的配电网稳定性确定方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
本实施例以某地区配电网为例,采用本发明的基于单元划分的配电网稳定性及投资方案确定方法确定该配电网的稳定性和投资方案。
本实施例中,一种基于单元划分的配电网稳定性确定方法,如图1所示,包括以下步骤:
步骤1:配电网单元区域划分;
将配电网区域划分为n个单元格区域,每个单元格区域的面积计算公式为:
Figure BDA0003407934370000051
式中:Sn表示配电网中第n个单元格区域面积,单位为km2
Figure BDA0003407934370000052
为第n个单元格区域内第kL个配电网输电线路的功率;
Figure BDA0003407934370000053
为第n个单元格区域内第kF个配电网负荷的功率;
Figure BDA0003407934370000054
为第n个单元格区域内第kT个配电网变压器的损耗;
Figure BDA0003407934370000055
为第n个单元格区域内第kL个配电网输电线路的损耗;nL、nF、nT分别表示第n个单元网格区域内的配电网输电线路的总数,配电网负荷的总数,配电网变压器的总数;ρn为第n个单元格区域用地性质负荷密度指标,单位MW/km2
本实施例中,将该配电网区划分为100个单元格,采集影响参数,其中第n个单元格配电网内的输电线路总功率为PL=7548MW、负荷总功率为PF=9476MW、变压器总损耗PT=2653MW、输电线路总损耗为ΔPL=1335MW;第n个单元格区域用地性质负荷密度指标为ρn=1.65MW/km2
计算得到的第n个单元格区域面积Sn=127.345km2
步骤2:确定各单元格区域的功率密度影响因子;
在配电网划分的n个单元格区域,为了保证保持每个单元格区域系统稳定,首先需要确定单元格区域功率密度影响因子;确定各配电网单元格区域内注入有功功率和无功功率;
确定各单元格区域内的电压模值以及单元格区域内电压的相位差;
确定配电网同步系数λs、有功控制系数λp和无功控制系数λq
进而计算得到配电网单元格区域的功率密度影响因子,如下公式所示:
Figure BDA0003407934370000061
式中,
Figure BDA0003407934370000062
为第n个单元格区域的功率密度影响因子,Vn为第n个单元格区域内的电压模值,Pn *为第n个单元格区域内注入有功功率的标幺值,Qn *为第n个单元格区域内注入无功功率的标幺值,
Figure BDA0003407934370000063
为单元格区域内电压相位差的标幺值,
Figure BDA0003407934370000064
为单元格面积的标幺值;
以上单元格区域的功率密度影响因子的计算公式中各参数标幺值的计算如下公式所示:
Figure BDA0003407934370000065
Figure BDA0003407934370000066
Figure BDA0003407934370000067
Figure BDA0003407934370000068
式中,Pn、Qn、δn分别为第n个单元格区域内注入有功功率、无功功率和电压的相位差;Pn′为第n个单元格区域内有功功率的基准值,Qn′为第n个单元格区域内无功功率的基准值,δe,n为第n个单元格区域内电压相位差的基准值,Se,n为第n个单元格面积的基准值;
本实施例中,第n个单元格配电网区域内注入有功功率Pn=896MW和无功功率Qn=746Mvar,第n个单元格区域内注入有功功率的基准值为Pn′=1000MW和注入无功功率的基准值为Qn′=1000Mvar;第n个单元格区域的面积为Sn=127.345km2,第n个单元格面积的基准值为Se,n=150km2;单元格区域内的电压模值Vn=220;单元格区域内电压的相位差为
Figure BDA0003407934370000069
电压的相位差的基准值为δe,n=45°;电网同步系数λs=1.128;有功控制系数λp=0.976,无功控制系数λq=0.875。
通过这些参数,计算得到第n个单元格配电网单元格区域内功率密度的影响因子
Figure BDA00034079343700000612
步骤3:根据单元格区域的功率密度影响因子判断划分的配电网单元格区域内配电网系统是否稳定,进而完成配电网的稳定性判断;
当单元格区域的功率密度影响因子
Figure BDA00034079343700000610
时,配电网单元格区域内配电网系统处于稳定状态,配电网可以正常运行;
当单元格区域的功率密度影响因子满足
Figure BDA00034079343700000611
时,配电网单元格区域内配电网系统处于临界稳定状态;
当单元格区域的功率密度影响因子满足
Figure BDA0003407934370000071
时,配电网单元格区域内配电网系统处于不稳定状态;
当单元格区域的功率密度影响因子
Figure BDA0003407934370000072
时,配电网单元格区域内配电网系统处于停机状态。
本实施例中,计算得到第n个单元格配电网单元格区域内功率密度的影响因子
Figure BDA0003407934370000073
小于0.63,因此,该配电网单元格区域内配电网系统处于停机状态。
一种基于单元划分的配电网投资方案确定方法,该方法在基于单元划分的配电网稳定性确定方法中确定的单元格区域的功率密度影响因子的基础上,确定不同单元格区域需要的投资方案,具体为:
(1)当单元格区域的功率密度影响因子
Figure BDA0003407934370000074
时,配电网单元格区域内注入的能量远远不够供应负荷,就会出现电力系统停机现象,需要投资该配电网单元格区域内的储能系统、变电站和输电线路,储能系统提供更多的电能,利用变电站和输电线路合理分配电能;
(2)当单元格区域的功率密度影响因子满足
Figure BDA0003407934370000075
时,功率密度影响因子小于系统稳定的临界值,划分的配电网单元格区域内负荷大于所提供的功率,容易出现跳闸现象,需要投资该配电网单元格区域内的变电站和输电线路,为配电网单元格区域内提供更多电能供应点,能更好的分配电能和减少损耗;
(3)当单元格区域的功率密度影响因子满足
Figure BDA0003407934370000076
时,功率密度影响因子小于稳定值,是因为划分的单元格区域内的配电网负荷率大于配电网提供的功率,对于划分的单元格区域内的配电网系统出现跳闸几率很小,需要增加输电线路增强配电的稳定性,需要投资该配电网单元格区域内的输电线路;
其中,投资储能系统需要花费的资金Finv,r计算如下公式所示:
Figure BDA0003407934370000077
Figure BDA0003407934370000078
Figure BDA0003407934370000079
Figure BDA00034079343700000710
Figure BDA00034079343700000711
Figure BDA00034079343700000712
式中:πr表示单元格内储能出力出现的概率;Ln,r表示资金回收系数;dr表示折现率;ms表示储能系统中储能电池的寿命年限;cpinv,ceinv分别表示储能系统单位充电功率成本和单位放电功率成本;
Figure BDA0003407934370000081
分别表示储能系统充放电功率的标幺值和储能系统额定容量的标幺值;Cop,i表示第i年储能系统单位功率运行维护成本,nr表示储能系统运行年限;ir表示通货膨胀率;esub表示单位储能充电电量的政府补贴值;
Figure BDA0003407934370000082
表示t时段储能系统充电总量的标幺值;pt,r表示t时段日前市场购电价格;
Figure BDA0003407934370000083
表示t时段购电量的标幺值;Pe,r为单元格区域内储能系统充放电功率的基准值;Ee,r为单元格区域内储能系统额定容量的基准值;Qe,tr为t时段单元格区域内储能充电总量的基准值;Pe,tr为t时段日前市场购电量的基准值,T为储能系统充电时间;
本实施例中,单元格内储能出力出现的概率πr=0.69;折现率dr=0.08;储能电池的寿命年限ms=15;储能系统单位充放电功率成本cpinv=0.35元,ceinv=0.32元;储能系统充放电功率Pr=548MW,储能系统充放电功率基准值Pe,r=1000MW;储能系统额定容量为Erate,r=4000Ah,储能系统额定容量的基准值为Ee,r=1Ah;Cop,3表示第1-3年单位功率运行维护成本Cop,3=0.38元,Cop,8表示第4-8年单位功率运行维护成本Cop,8=0.53元,Cop,12表示第9-12年单位功率运行维护成本Cop,12=0.67元,Cop,15表示第13-15年单位功率运行维护成本Cop,15=0.97元;通货膨胀率ir=0.05;单位储能充电电量政府补贴esub=500元;12个小时内每小时储能充电量Qt,r=120万kWh,12个小时内每小时储能充电量的基准值为Qe,tr=1万kWh;t时段日前市场购电价格
Figure BDA0003407934370000084
元;t时段日前购电量Pt,r=280kWh,日前购电量的基准值为Pe,tr=1kWh。
因此,投资储能系统时,Ln,r=0.117,Finv,r=86929.482元。
投资变电站需要花费的资金FT计算如下:
Figure BDA0003407934370000085
式中:j=1,···,M,M表示配电网单元格内新建设变电站的数目;Fsj表示第j座变电站的一次性总建设所需资金,本模型的变电站建设包含变压器费用,默认新建站都至少包含一台变压器费用,每座变电站初始建设费用也至少包括一台变压器费用;mg为建造变电站的费用的折旧年限;usj表示第j座变电站一年运行维护所花费的资金;δj表示第j座变电站是否已经建立,取值为0或1,用δj=0表示第j座变电站还未建成,用δj=1表示第j座变电站已经建成投运;
本实施例中,单元格内新建设变电站的数目M=5;1座变电站的一次性总建设所需资金Fs1=100万元;建造变电站的费用的折旧年限mg=35;1座变电站一年运行维护所花费的资金us1=4万元;δj=1表示第j座变电站已经建成投运,最终计算得到的投资变电站需要花费的资金FT=20.896万元。
投资输电线路需要花费的资金FL计算如下:
Figure BDA0003407934370000091
Figure BDA0003407934370000092
Figure BDA0003407934370000093
式中:f为变电站出线到负荷点的单位长度建设费用;mr为输电线路建设费用折旧年限;M表示单元格区域内变压器的个数,K表示单元格区域内负荷点的个数;(xj,yj)为变电站在单元格区域的坐标位置,(xk,yk)为负荷在单元格区域内的坐标位置;Lj,k表示第j座变电站对第k个负荷点是否存在供电关系,它是一个0或1的整数变量,用Lj,k=1表示第j座变电站对第k个负荷点供电,用Lj,k=0表示第j座变电站对第k个负荷点不存在供电关系;
Figure BDA0003407934370000094
为第j座变电站对第k个负荷点的传输功率的标幺值;τ表示供电小时数的模值,γ表示电价,R*表示输电线路单位电阻的标幺值;Vj表示配电网输电线路的电压模值;变电站到负荷的供电线路的建设费用,变电站站址坐标与负荷位置的距离远近直接决定了线路建设的费用;Pe,jk为单位长度输电线路传输功率的基准值,R′为单元格区域内输电线路单位电阻的基准值。
本实施例中,变电站出线到负荷点的单位长度建设费用f=300元;线路建设费用折旧年限mr=20;单元格区域内变压器的个数M=1,单元格区域内负荷点的个数K=5;(x1=15,y1=36)为变电站在单元格区域的坐标位置,(x1=54,y1=27)、(x2=66,y2=54)、(x2=76,y2=83)、(x4=124,y4=167)、(x5=89,y5=163)为负荷在单元格区域内的坐标位置;L1,1=1、L1,2=1、L1,3=0、L1,4=1、L1,5=0表示第1座变电站对第1、2、4负荷点存在供电关系;变电站到负荷传输功率Pj,k=651MW,变电站到负荷传输功率的基准值为Pe,jk=1000MW;供电小时数τ=486,电价γ=0.725元;线路单位电阻R=0.66Ω,线路单位电阻的基准值R′=1Ω;配电网输电线路的电压模值Vj=220。变电站到负荷的供电线路的建设费用,变电站站址坐标与负荷位置的距离远近直接决定了线路建设的费用;本实施例最终计算得到的投资输电线路需要花费的资金FL=81886.258元。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;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:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部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权利要求所限定的范围。

Claims (7)

1.一种基于单元划分的配电网稳定性确定方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1:配电网单元区域划分;
将配电网区域划分为n个单元格区域,计算每个单元格区域的面积;
步骤2:确定各单元格区域的功率密度影响因子;
确定各配电网单元格区域内注入有功功率和无功功率;
确定各单元格区域内的电压模值以及单元格区域内电压的相位差;
确定配电网同步系数λs、有功控制系数λp和无功控制系数λq
进而计算得到配电网单元格区域的功率密度影响因子
Figure FDA0003407934360000011
步骤3:根据单元格区域的功率密度影响因子判断划分的配电网单元格区域内配电网系统是否稳定,进而完成配电网的稳定性判断;
当单元格区域的功率密度影响因子
Figure FDA0003407934360000012
时,配电网单元格区域内配电网系统处于稳定状态,配电网可以正常运行;
当单元格区域的功率密度影响因子满足
Figure FDA0003407934360000013
时,配电网单元格区域内配电网系统处于临界稳定状态;
当单元格区域的功率密度影响因子满足
Figure FDA0003407934360000014
时,配电网单元格区域内配电网系统处于不稳定状态;
当单元格区域的功率密度影响因子
Figure FDA0003407934360000015
时,配电网单元格区域内配电网系统处于停机状态。
2.根据权利要求1所述的一种基于单元划分的配电网稳定性确定方法,其特征在于:所述每个单元格区域的面积计算公式为:
Figure FDA0003407934360000016
式中:Sn表示配电网中第n个单元格区域面积;
Figure FDA0003407934360000017
为第n个单元格区域内第kL个配电网输电线路的功率;
Figure FDA0003407934360000018
为第n个单元格区域内第kF个配电网负荷的功率;
Figure FDA0003407934360000019
为第n个单元格区域内第kT个配电网变压器的损耗;
Figure FDA00034079343600000110
为第n个单元格区域内第kL个配电网输电线路的损耗;nL、nF、nT分别表示第n个单元网格区域内的配电网输电线路的总数、配电网负荷的总数和配电网变压器的总数;ρn为n个单元格区域用地性质负荷密度指标。
3.根据权利要求2所述的一种基于单元划分的配电网稳定性确定方法,其特征在于:所述步骤2计算得到的配电网单元格区域的功率密度影响因子如下公式所示:
Figure FDA0003407934360000021
式中,
Figure FDA0003407934360000022
为第n个单元格区域的功率密度影响因子,Vn为第n个单元格区域内的电压模值,Pn *为单元格区域内注入有功功率的标幺值,Qn *为单元格区域内注入无功功率的标幺值,
Figure FDA0003407934360000023
为单元格区域内电压相位差的标幺值,
Figure FDA0003407934360000024
为单元格面积的标幺值;
以上单元格区域的功率密度影响因子的计算公式中各参数标幺值的计算如下公式所示:
Figure FDA0003407934360000025
其中,Pn、Qn、δn分别为第n个单元格区域内注入有功功率、无功功率和电压的相位差;P′n为第n个单元格区域内有功功率的基准值,Q′n为第n个单元格区域内无功功率的基准值,δe,n为第n个单元格区域内电压相位差的基准值,Se,n为第n个单元格面积的基准值。
4.一种基于单元划分的配电网投资方案确定方法,基于权利要求1所述基于单元划分的配电网稳定性确定方法实现,其特征在于:在确定的单元格区域的功率密度影响因子的基础上,确定不同单元格区域需要的投资方案,其特征在于:具体为:
(1)当单元格区域的功率密度影响因子
Figure FDA0003407934360000026
时,需要投资该配电网单元格区域内的储能系统、变电站和输电线路;
(2)当单元格区域的功率密度影响因子满足
Figure FDA0003407934360000027
时,功率密度影响因子小于系统稳定的临界值,需要投资该配电网单元格区域内的变电站和输电线路;
(3)当单元格区域的功率密度影响因子满足
Figure FDA0003407934360000028
时,功率密度影响因子小于稳定值,需要投资该配电网单元格区域内的输电线路。
5.根据权利要求4所述的一种基于单元划分的配电网投资方案确定方法,其特征在于:
投资储能系统需要花费的资金Finv,r计算如下公式所示:
Figure FDA0003407934360000031
Figure FDA0003407934360000032
Figure FDA0003407934360000033
式中:πr表示单元格内储能出力出现的概率;Ln,r表示资金回收系数;dr表示折现率;ms表示储能系统中储能电池的寿命年限;cpinv,ceinv分别表示储能系统单位充电功率成本和单位放电功率成本;
Figure FDA0003407934360000034
分别表示储能系统充放电功率的标幺值和储能系统额定容量的标幺值;Cop,i表示第i年储能系统单位功率运行维护成本,nr表示储能系统运行年限;ir表示通货膨胀率;esub表示单位储能充电电量的政府补贴值;
Figure FDA0003407934360000035
表示t时段储能系统充电总量的标幺值;pt,r表示t时段日前市场购电价格;
Figure FDA0003407934360000036
表示t时段购电量的标幺值;Pe,r为单元格区域内储能系统充放电功率的基准值;Ee,r为单元格区域内储能系统额定容量的基准值;Qe,tr为t时段单元格区域内储能充电总量的基准值;Pe,tr为t时段日前市场购电量的基准值;T为储能系统充电时间。
6.根据权利要求5所述的一种基于单元划分的配电网投资方案确定方法,其特征在于:
投资变电站需要花费的资金FT计算如下:
Figure FDA0003407934360000037
式中:j=1,…,M,M表示配电网单元格内新建设变电站的数目;Fsj表示第j座变电站的一次性总建设所需资金;mg为建造变电站的费用的折旧年限;usj表示第j座变电站一年运行维护所花费的资金;δj表示第j座变电站是否已经建立,取值为0或1,用δj=0表示第j座变电站还未建成,用δj=1表示第j座变电站已经建成投运。
7.根据权利要求6所述的一种基于单元划分的配电网投资方案确定方法,其特征在于:
投资输电线路需要花费的资金FL计算如下:
Figure FDA0003407934360000041
Figure FDA0003407934360000042
式中:f为变电站出线到负荷点的单位长度建设费用;mr为输电线路建设费用折旧年限;M表示单元格区域内变压器的个数,K表示单元格区域内负荷点的个数;(xj,yj)为变电站在单元格区域的坐标位置,(xk,yk)为负荷在单元格区域内的坐标位置;Lj,k表示第j座变电站对第k个负荷点是否存在供电关系,它是一个0或1的整数变量,用Lj,k=1表示第j座变电站对第k个负荷点供电,用Lj,k=0表示第j座变电站对第k个负荷点不存在供电关系;
Figure FDA0003407934360000043
为第j座变电站对第k个负荷点的传输功率的标幺值;τ表示供电小时数的模值,γ表示电价,R*表示输电线路单位电阻的标幺值;Vj表示配电网输电线路的电压模值;Pe,jk为单位长度输电线路传输功率的基准值,R′为单元格区域内输电线路单位电阻的基准值。
CN202111518360.7A 2021-12-13 2021-12-13 基于单元划分的配电网稳定性及投资方案确定方法 Active CN114243688B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111518360.7A CN114243688B (zh) 2021-12-13 2021-12-13 基于单元划分的配电网稳定性及投资方案确定方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111518360.7A CN114243688B (zh) 2021-12-13 2021-12-13 基于单元划分的配电网稳定性及投资方案确定方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114243688A true CN114243688A (zh) 2022-03-25
CN114243688B CN114243688B (zh) 2023-09-26

Family

ID=80755276

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111518360.7A Active CN114243688B (zh) 2021-12-13 2021-12-13 基于单元划分的配电网稳定性及投资方案确定方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114243688B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013210674A1 (de) * 2013-06-07 2014-12-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Bestimmung von Verlusten in einem Verteilnetz
CN110620388A (zh) * 2019-11-05 2019-12-27 东北电力大学 配电网混合储能系统容量配置方法
CN112434444A (zh) * 2020-12-07 2021-03-02 国网天津市电力公司 计及需求响应的配电网站网协同扩容规划方法
WO2021098352A1 (zh) * 2019-11-22 2021-05-27 国网福建省电力有限公司 一种考虑电动汽车充电站选址定容的主动配电网规划模型的建立方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013210674A1 (de) * 2013-06-07 2014-12-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Bestimmung von Verlusten in einem Verteilnetz
CN110620388A (zh) * 2019-11-05 2019-12-27 东北电力大学 配电网混合储能系统容量配置方法
WO2021098352A1 (zh) * 2019-11-22 2021-05-27 国网福建省电力有限公司 一种考虑电动汽车充电站选址定容的主动配电网规划模型的建立方法
CN112434444A (zh) * 2020-12-07 2021-03-02 国网天津市电力公司 计及需求响应的配电网站网协同扩容规划方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
成乐;郭希梅;: "区域高压配电网规划的全寿命周期成本分析方法研究", 中国电力教育, no. 32 *
颜宁;厉伟;邢作霞;肖婉秋;张博;: "复合储能在主动配电网中的容量配置", 电工技术学报, no. 19 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114243688B (zh) 2023-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112467722B (zh) 一种考虑电动汽车充电站的主动配电网源-网-荷-储协调规划方法
CN105048484B (zh) 模块化多电平电池储能系统的电池健康状态优化控制方法
CN106505579B (zh) 一种电动汽车参与配电网电压调节的调度控制方法
CN105207259B (zh) 基于能量管理的并网状态下的微电网系统调度方法
CN108288861B (zh) 风电场群风储系统选址定容联合优化的方法
CN110581571A (zh) 一种主动配电网动态优化调度方法
CN105515083A (zh) 一种支持安全动态增容的电动汽车群充电微网控制方法
CN108736491A (zh) 一种电力系统调频领域储能最优容量的评估方法及系统
CN107632268A (zh) 一种锂离子电池储能系统荷电状态在线标定方法及装置
Li et al. Optimal configuration of photovoltaic energy storage capacity for large power users
Gundogdu et al. Battery SOC management strategy for enhanced frequency response and day-ahead energy scheduling of BESS for energy arbitrage
CN111009914A (zh) 一种面向主动配电网的储能装置选址定容方法
CN116365506A (zh) 含分布式光伏主动配电网节能降损优化方法及系统
CN111244985A (zh) 基于节点综合灵敏度系数的分布式储能序次优化配置方法
CN114977320A (zh) 一种配电网源网荷储多目标协同规划方法
CN109950900B (zh) 基于电动汽车负荷最小峰值模型的微网负荷削减控制方法
CN112186801B (zh) 一种提高农村配网分布式光伏并网容量的方法
CN117394366A (zh) 一种含多微网的主动配电网不确定性分层调度方法
CN113240350A (zh) 一种基于储能并网的综合效用评价方法及系统
Martinsen A business model for an EV charging station with battery energy storage
CN112365299A (zh) 考虑电池寿命损耗的综合能源电/热混合储能配置方法
CN111509747A (zh) 一种电网储能优化配置方法、装置和设备
CN114243688A (zh) 基于单元划分的配电网稳定性及投资方案确定方法
CN115842354A (zh) 用于提高风功率预测相关性系数的风电储能配置方法
CN115204944A (zh) 一种计及全寿命周期的储能最优峰谷价差测算方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant