CN114825464A - 基于柔性软开关的配电网光伏接入容量获取方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于柔性软开关的配电网光伏接入容量获取方法，包括如下步骤：获取配电网变压器参数、线路参数、负荷参数及光伏接入节点参数；构建基于柔性软开关的配电网光伏接入容量模型，并以光伏的接入容量最大作为目标函数，并确定光伏接入容量的约束条件；利用遗传算法对配电网光伏接入容量模型进行优化，获得基于柔性软开关的配电网光伏的最大接入容量；本发明考虑柔性软开关的优化控制对提升配电网接纳能力的影响，可以有效获得配电网的实际光伏接纳能力，在保证配电网高效稳定运行的前提下尽可能多地接纳光伏电源，最大限度地提升光伏发电效益。
Description
技术领域
本发明属于配电网容量技术领域，尤其涉及基于柔性软开关的配电网光伏最大接入容量获取方法及装置。
背景技术
随着光伏电源在配电网中渗透率的不断提高，其产生的诸如电压越限、线路过载、电能质量降低等问题也越来越严重，这对配电网的安全稳定运行提出了很大挑战。在此背景下，研究配电网的光伏最大接入容量获取方法能够在保证配电网高效稳定运行的前提下尽可能多地接纳光伏电源，最大限度地提升光伏发电效益。
随着电力电子技术的发展，柔性软开关在配电网中得到推广应用。柔性软开关两侧为结构完全对称的变流器，通过实施适当的控制策略，可实现功率的双向灵活流动与精确控制，改变配电网的潮流分布和电压水平，对提高配电网的光伏接纳能力具有重要作用。
为了充分发挥柔性软开关的作用，提高配电网光伏的最大接入容量，有必要研究一种基于柔性软开关的配电网光伏最大接入容量获取方法。
发明内容
本发明基于柔性软开关的配电网光伏最大接入容量获取方法，以配电网接入光伏的容量最大为目标函数，以柔性软开关交流侧的有功和无功控制参数以及配电网接入光伏的容量作为优化变量，利用遗传算法进行优化计算，得到配电网光伏的最大接入容量。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
基于柔性软开关的配电网光伏接入容量获取方法，包括如下步骤：
获取配电网变压器参数、线路参数、负荷参数及光伏接入节点参数；
构建基于柔性软开关的配电网光伏接入容量模型，并以光伏的接入容量最大作为目标函数，并确定光伏接入容量的约束条件；
利用遗传算法对配电网光伏接入容量模型进行优化，获得基于柔性软开关的配电网光伏的最大接入容量。
进一步的，利用遗传算法对配电网光伏接入容量模型进行优化的方法为：
采用十进制编码方式对光伏的接入容量进行编码，并用十进制数字对柔性软开关交流侧的有功和无功参数进行编码，光伏接入容量与柔性软开关交流侧的有功和无功参数所对应的数值构成一个完整的染色体；
生成初始种群，根据优化的目标函数和约束条件获取各个染色体的适应度；
采用锦标赛选择方法，从种群中未参与选择操作的个体中依次选择2 个个体比较，选择适应值较大的个体作为下一代的父体；
采用多点交叉操作，对需要进行交叉操作的染色体，随机选择一段基因串，与另一个染色体相同位置的基因串进行交换；
采用单点变异方法，随机选择一个基因点，将其值重新生成，得到这个染色体变异后的后代；
当达到设定的进化代数后输出光伏容量，即为配电网光伏的最大接入容量。
进一步的，所述目标函数为：
式中，f为光伏接入容量之和，MPV为光伏接入的节点集合，Pi,PVC为节点i接入的光伏的容量。
进一步的，所述约束条件包括电压约束、变压器传输功率约束、线路传输功率约束和柔性软开关传输功率约束：
式中，Ui为节点i的电压；Umin和Umax分别为节点电压的下限和上限；Sj,L为支路j的传输功率；Sj,L,max为支路j的容量限值；Sm,SOP为第m 个柔性软开关的传输功率；Sm,SOP,max为第m个柔性软开关的容量限值； ST为变压器的传输功率；ST,max为变压器的容量限值。
进一步的，各个染色体适应度的获取方法为：根据所述染色体对应的柔性软开关有功和无功参数、负荷参数和光伏容量参数进行潮流计算，若潮流计算获得的电压、线路功率、变压器功率和柔性软开关功率满足约束条件，则将所述染色体对应的光伏容量作为染色体的适应度；若潮流计算获得的电压、线路功率、变压器功率和柔性软开关功率有任何一项不满足约束条件，则将该染色体的适应度设置为0。
基于柔性软开关的配电网光伏接入容量获取装置，包括：
参数获取模块，用于获取配电网变压器参数、线路参数、负荷参数及光伏接入节点参数；
配电网光伏接入容量模型构建模块，用于构建基于柔性软开关的配电网光伏接入容量模型，并以光伏的接入容量最大作为目标函数，并确定光伏接入容量的约束条件；
配电网光伏的最大接入容量获取模块，用于利用遗传算法对配电网光伏接入容量模型进行优化，获得基于柔性软开关的配电网光伏的最大接入容量。
一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行所述的基于柔性软开关的配电网光伏最大接入容量获取方法。
一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的基于柔性软开关的配电网光伏最大接入容量获取方法。
本发明的优点和积极效果是：
本发明考虑柔性软开关的优化控制对提升配电网接纳能力的影响，可以有效获得配电网的实际光伏接纳能力，在保证配电网高效稳定运行的前提下尽可能多地接纳光伏电源，最大限度地提升光伏发电效益。
附图说明
以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。
图1为本发明实施例提供的基于柔性软开关的配电网光伏接入容量获取方法的流程示意图。
具体实施方式
首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
本实施例提供的基于柔性软开关的配电网光伏接入容量获取方法，包括如下步骤：
获取配电网变压器参数、线路参数、负荷参数及光伏接入节点参数；
构建基于柔性软开关的配电网光伏接入容量模型，并以光伏的接入容量最大作为目标函数，并确定光伏接入容量的约束条件；
具体的，所述目标函数为：
式中，f为光伏接入容量之和，MPV为光伏接入的节点集合，Pi,PVC为节点i接入的光伏的容量。
所述约束条件包括电压约束、变压器传输功率约束、线路传输功率约束和柔性软开关传输功率约束：
式中，Ui为节点i的电压；Umin和Umax分别为节点电压的下限和上限；Sj,L为支路j的传输功率；Sj,L,max为支路j的容量限值；Sm,SOP为第m 个柔性软开关的传输功率；Sm,SOP,max为第m个柔性软开关的容量限值； ST为变压器的传输功率；ST,max为变压器的容量限值。
利用遗传算法对配电网光伏接入容量模型进行优化，获得基于柔性软开关的配电网光伏的最大接入容量；具体的，利用遗传算法对配电网光伏接入容量模型进行优化的方法为：
采用十进制编码方式对光伏的接入容量进行编码，并用十进制数字对柔性软开关交流侧的有功和无功参数进行编码，光伏接入容量与柔性软开关交流侧的有功和无功参数所对应的数值构成一个完整的染色体；
生成初始种群，根据每个种群中光伏接入容量和柔性软开关交流侧的有功和无功参数进行计算对应的目标函数和约束调节，根据优化的目标函数和约束条件获取各个染色体的适应度；
采用锦标赛选择方法，从种群中未参与选择操作的个体中依次选择2 个个体比较，选择适应值较大的个体作为下一代的父体；
采用多点交叉操作，对需要进行交叉操作的染色体，随机选择一段基因串，与另一个染色体相同位置的基因串进行交换；
采用单点变异方法，对参与变异的染色体，随机选择染色体的一个基因点，将其值重新随机生成，得到这个染色体变异后的后代；
当达到设定的进化代数后输出光伏容量，即为配电网光伏的最大接入容量。
需要说明的是，各个染色体适应度的获取方法为：根据所述染色体对应的柔性软开关有功和无功参数、负荷参数和光伏容量参数进行潮流计算，若潮流计算获得的电压、线路功率、变压器功率和柔性软开关功率满足约束条件，则将所述染色体对应的光伏容量作为染色体的适应度；若潮流计算获得的电压、线路功率、变压器功率和柔性软开关功率有任何一项不满足约束条件，则将该染色体的适应度设置为0。
实施例2
基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了基于柔性软开关的配电网光伏接入容量获取装置，包括：
参数获取模块，用于获取配电网变压器参数、线路参数、负荷参数及光伏接入节点参数；
配电网光伏接入容量模型构建模块，用于构建基于柔性软开关的配电网光伏接入容量模型，并以光伏的接入容量最大作为目标函数，并确定光伏接入容量的约束条件；
配电网光伏的最大接入容量获取模块，用于利用遗传算法对配电网光伏接入容量模型进行优化，获得基于柔性软开关的配电网光伏的最大接入容量。
基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的基于柔性软开关的配电网光伏接入容量获取方法；需要说明的是，电子设备可包括但不仅限于处理单元、存储单元；本领域技术人员可以理解，电子设备包括处理单元、存储单元并不构成对计算设备的限定，可以包括更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如电子设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的基于柔性软开关的配电网光伏接入容量获取方法；需要说明的是，可读存储介质例如可以是，但不限于，电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合；可读介质上包含的程序可以用任何适当的介质传输，包括，但不限于无线、有线、光缆，RF等等，或者上述的任意合适的组合。例如，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java，C++ 等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如C语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行，或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (8)
1.基于柔性软开关的配电网光伏接入容量获取方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取配电网变压器参数、线路参数、负荷参数及光伏接入节点参数；
构建基于柔性软开关的配电网光伏接入容量模型，并以光伏的接入容量最大作为目标函数，并确定光伏接入容量的约束条件；
利用遗传算法对配电网光伏接入容量模型进行优化，获得基于柔性软开关的配电网光伏的最大接入容量。
2.根据权利要求1所述基于柔性软开关的配电网光伏接入容量获取方法，其特征在于，利用遗传算法对配电网光伏接入容量模型进行优化的方法为：
采用十进制编码方式对光伏的接入容量进行编码，并用十进制数字对柔性软开关交流侧的有功和无功参数进行编码，光伏接入容量与柔性软开关交流侧的有功和无功参数所对应的数值构成一个完整的染色体；
生成初始种群，根据优化的目标函数和约束条件获取各个染色体的适应度；
采用锦标赛选择方法，从种群中未参与选择操作的个体中依次选择2个个体比较，选择适应值较大的个体作为下一代的父体；
采用多点交叉操作，对需要进行交叉操作的染色体，随机选择一段基因串，与另一个染色体相同位置的基因串进行交换；
采用单点变异方法，对参与变异的染色体，随机选择染色体的一个基因点，将其值重新随机生成，得到这个染色体变异后的后代；
当达到设定的进化代数后输出光伏容量，即为配电网光伏的最大接入容量。
3.根据权利要求2所述基于柔性软开关的配电网光伏接入容量获取方法，其特征在于：所述目标函数为：
式中，f为光伏接入容量之和，MPV为光伏接入的节点集合，Pi,PVC为节点i接入的光伏的容量。
4.根据权利要求3所述基于柔性软开关的配电网光伏接入容量获取方法，其特征在于：所述约束条件包括电压约束、变压器传输功率约束、线路传输功率约束和柔性软开关传输功率约束：
式中，Ui为节点i的电压；Umin和Umax分别为节点电压的下限和上限；Sj,L为支路j的传输功率；Sj,L,max为支路j的容量限值；Sm,SOP为第m个柔性软开关的传输功率；Sm,SOP,max为第m个柔性软开关的容量限值；ST为变压器的传输功率；ST,max为变压器的容量限值。
5.根据权利要求4所述基于柔性软开关的配电网光伏接入容量获取方法，其特征在于：各个染色体适应度的获取方法为：根据所述染色体对应的柔性软开关有功和无功参数、负荷参数和光伏容量参数进行潮流计算，若潮流计算获得的电压、线路功率、变压器功率和柔性软开关功率满足约束条件，则将所述染色体对应的光伏容量作为染色体的适应度；若潮流计算获得的电压、线路功率、变压器功率和柔性软开关功率有任何一项不满足约束条件，则将该染色体的适应度设置为0。
6.基于柔性软开关的配电网光伏接入容量获取装置，其特征在于，包括：
参数获取模块，用于获取配电网变压器参数、线路参数、负荷参数及光伏接入节点参数；
配电网光伏接入容量模型构建模块，用于构建基于柔性软开关的配电网光伏接入容量模型，并以光伏的接入容量最大作为目标函数，并确定光伏接入容量的约束条件；
配电网光伏的最大接入容量获取模块，用于利用遗传算法对配电网光伏接入容量模型进行优化，获得基于柔性软开关的配电网光伏的最大接入容量。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至5任一项所述的方法。
8.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5任一项所述的方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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