CN115021308A - 一种考虑负荷脱网的配电网中分布式光伏承载能力计算方法 - Google Patents

一种考虑负荷脱网的配电网中分布式光伏承载能力计算方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115021308A
CN115021308A CN202210527093.8A CN202210527093A CN115021308A CN 115021308 A CN115021308 A CN 115021308A CN 202210527093 A CN202210527093 A CN 202210527093A CN 115021308 A CN115021308 A CN 115021308A
Authority
CN
China
Prior art keywords
distributed photovoltaic
distribution network
power
constraint
power distribution
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.)
Pending
Application number
CN202210527093.8A
Other languages
English (en)
Inventor
顼佳宇
王方敏
宋宝同
王晓冰
李伟
程晓钰
杨淑霞
王雄飞
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 Beijing Electric Power Co Economic And Technological Research Institute
North China Electric Power University
Original Assignee
State Grid Beijing Electric Power Co Economic And Technological Research Institute
North China Electric Power University
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 Beijing Electric Power Co Economic And Technological Research Institute, North China Electric Power University filed Critical State Grid Beijing Electric Power Co Economic And Technological Research Institute
Priority to CN202210527093.8A priority Critical patent/CN115021308A/zh
Publication of CN115021308A publication Critical patent/CN115021308A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Electricity, gas or water supply
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/10—Power 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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/20—Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Abstract

本发明是一种考虑负荷脱网的配电网中分布式光伏承载能力计算方法，其包括以下步骤：1)分析及选择影响配电网中分布式光伏承载能力的限制因素；2)在充分考虑配电网中分布式光伏承载能力的限制因素的基础上，构建目标函数为某台区一条馈线上可配置节点分布式光伏接入容量最大的配电网中分布式光伏承载能力计算模型；3)对构建的配电网中分布式光伏承载能力计算模型进行求解，得到某区域配电网能够承载分布式光伏的最大接入容量值以及分布式光伏渗透率。本发明对于确定分布式光伏接入容量具有实践意义。

Description

一种考虑负荷脱网的配电网中分布式光伏承载能力计算方法
技术领域
本发明涉及配电网中分布式光伏承载能力评估的技术领域，尤其涉及一种考虑负荷脱网的配电网中分 布式光伏承载能力计算方法。
背景技术
分布式光伏凭借其绿色环保、就近消纳的巨大优势，一跃成为新能源发电中的新兴主力军，但随着分 布式光伏并网容量逐渐增加，配电网中各类指标随之发生变化，导致配电网的规划设计、调度运行不得不 随之改变，同时分布式光伏快速发展导致的负荷脱网现象也在影响着配电网的安全运行，为建立一个安全、 稳定、健康的配电网，有必要研究配电网中分布式光伏承载能力。
在配电网中引入分布式光伏发电，将直接影响到配电网中各项性能指标，进而影响到整个系统的供电 安全与稳定。分布式光伏电源出力具有周期性，并且系统负荷水平也具有明显的波动性，同时随着分布式 光伏的发展，负荷脱网现象会频繁发生，加剧了用户负荷的不确定性。因此，在分布式光伏出力以及系统 负荷不确定的情况下，一个给定的系统到底能接入多大容量的分布式光伏，即给定的区域配电网中分布式 光伏承载能力，逐渐成为电力规划及运行人员十分关心的问题。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种可靠、有效的考虑负荷脱网的配电网中分布式光伏承载能力计算方法， 针对分布式光伏出力及系统负荷均不稳定的情况，研究区域配电网中分布式光伏承载能力，为分布式光伏 进一步规划提供理论参考。
本发明采取的技术方案为：
一种考虑负荷脱网的配电网中分布式光伏承载能力计算方法，其特征在于包括如下步骤：
1)分析及选择影响配电网中分布式光伏承载能力的限制因素；
2)在充分考虑配电网中分布式光伏承载能力的限制因素的基础上，构建目标函数为某台区一条馈线 上可配置节点分布式光伏接入容量最大，约束条件为潮流方程等式约束、电压偏差及波动约束、谐波电流 约束、线路热约束、分布式光伏出力约束以及倒送功率约束的配电网中分布式光伏承载能力计算模型；
3)对构建的配电网中分布式光伏承载能力计算模型进行求解，得到某区域配电网能够承载分布式光 伏的最大接入容量值以及分布式光伏渗透率。
接下来，所述步骤1)中，影响配电网中分布式光伏承载能力的限制因素包括：潮流方程等式约束、 电压偏差约束、电压波动约束、谐波电流约束、线路热约束、分布式光伏出力约束、倒送功率约束；各所 述制约因素的约束条件包括：
潮流方程等式约束条件：
Figure BDA0003644987530000011
Figure BDA0003644987530000012
Figure BDA0003644987530000013
式中，Pi和Qi分别为流过节点i和节点i+1之间线路的有功功率和无功功率；Ri、Xi为第i条支路上 的电阻与电抗；Ui为第i个节点的节点电压；PL,i、QL,i为第i个节点的负荷有功、无功功率；PPV,i、QPV,i为第i个节点的分布式光伏有功、无功功率。
电压偏差约束条件：
UN(1-ε1)≤Ui≤UN(1+ε2)
式中，UN为系统的标称电压；ε1、ε2为国标规定的允许偏差率。
电压波动约束条件：
Figure BDA0003644987530000021
式中：di为分布式光伏并网点i处的电压波动；λp为分布式光伏电源受光照和温度等因素影响引起的 瞬间功率变化幅度占其额定输出功率的比例；R为分布式光伏并网点系统侧的等效电阻；PPV为分布式光 伏电源的有功出力；UN为系统的额定电压；dmax为国标规定的最大电压波动值。
谐波电流约束条件：
Figure BDA0003644987530000022
式中：PPV为光伏接入容量；UN为标称电压；μk为国标中规定的分布式光伏系统输出的各次谐波含 有率限值；Ik为国标中规定的允许接入电网的各次谐波电流；k为谐波次数。
线路热约束条件：
|Ii,i+1|≤Ii,i+1max
式中：|Ii,i+1|为馈线上输送的电流值；Ii,i+1max为馈线能够输送电流的最大值。
分布式光伏出力约束条件：
Figure BDA0003644987530000023
式中：PPVmax,i为分布式光伏电源有功出力的最大值。
倒送功率约束条件：
Figure BDA0003644987530000024
式中，ηimax为第i个分布式光伏系统有功功率输出的最大效率；PLmin为第i分布式光伏系统所在节 点到节点n的有功负荷最小值的总和。
接下来，所述步骤2)，配电网中分布式光伏承载能力计算模型为：
Figure BDA0003644987530000031
接下来，所述步骤3)，对构建的配电网中分布式光伏承载能力计算模型采用遗传算法进行求解，得到 某区域配电网能够承载分布式光伏的最大接入容量值以及分布式光伏渗透率的方法，包括以下步骤：
3.1)确定种群规模为m，根据分布式光伏出力约束，随机生成m个n×1的矩阵，表示节点1～n上 分布式光伏的有功功率输出值，构成初始种群；
3.2)输入待计算区域电网的负荷、线路等基本参数，定义节点类型形成潮流计算初值；
3.3)利用牛顿-拉夫逊法计算每组分布式光伏并网容量下的潮流以及目标函数值；
3.4)得到每组数据对应的潮流计算结果，判断其是否符合计算模型中的各种约束，对于不符合约束条 件的个体，降低其适应度，最终淘汰，而对于满足要求的个体则进入步骤3.5)；
3.5)对满足约束的个体进行比例选择遗传，形成交配池，令Pbest(k)的值等于适应度最大的个体；
3.6)对比例选择遗传得到的m组分布式光伏数据按照交叉概率进行交叉运算，随机从交配池中取出 要交叉的2组分布式光伏参数，然后进行交叉，产生2组新的分布式光伏参数，交叉操作结束后，按变异 概率对m组分布式光伏参数进行变异操作，上述操作结束后构成的新子代，进入遗传算法的循环步骤，迭 代次数为100次；
3.7)终止规则，允许误差设定为e＝10-6，每次适应度排序结束后，求适应度最大值与上一代适应度 最大值的差值。若此差值在允许误差范围内，寻优结束，输出最优解，即配电网各个节点分布式光伏的最 大准入容量和对应的潮流结果；否则转入步骤3.5)。
本发明采用上述步骤，其有益效果为：
1.随着分布式光伏的发展规模逐步扩大，负荷脱网现象将成为必然趋势，由此导致的负荷不确定性为 配电网的安全稳定运行提出了更大的考验，因此考虑负荷脱网的配电网中分布式光伏承载能力计算方法能 够应对这一问题，为分布式光伏的规划设计提供理论依据。
2.随着分布式光伏的发展，多点接入趋势越来越明显，遗传算法具有高度并行、随机搜索和自适应寻 优等优点，可以同时处理群体中的多个个体，满足多个分布式光伏同时接入的情况，能够更好地求解配电 网中分布式光伏承载能力计算模型。
3.通过算例分析，分布式光伏接入配电网后，节点处电压有所提升，分布式光伏由距离母线较近的节 点接入时，对配电网影响较小，可适当增加接入容量；由距离母线较远的节点接入时，对配电网影响较大， 适合接入容量较小的分布式光伏。配电网的负荷水平、分布式光伏的接入方式对配电网中分布式光伏承载 能力的大小有明显影响，可以为分布式光伏的选址定容提供借鉴，为配电网中分布式光伏的规划设计提供 理论依据。
附图说明
图1是本发明提供的考虑负荷脱网的配电网中分布式光伏承载能力计算方法流程图；
图2是本发明提供的配电网中分布式光伏承载能力计算模型求解流程图；
图3是IEEE33节点配电网络系统结构图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图来进一步对本发明中的技术方案进行清楚地描述。
本发明提出一种考虑负荷脱网的配电网中分布式光伏承载能力计算方法，如图1所示，其包括以下步 骤：
1)分析及选择影响配电网中分布式光伏承载能力的限制因素；
2)在充分考虑配电网中分布式光伏承载能力的限制因素的基础上，构建目标函数为某台区一条馈线 上可配置节点分布式光伏接入容量最大，约束条件为潮流方程等式约束、电压偏差及波动约束、谐波电流 约束、线路热约束、分布式光伏出力约束以及倒送功率约束的配电网中分布式光伏承载能力计算模型；
3)对构建的配电网中分布式光伏承载能力计算模型进行求解，得到某区域配电网能够承载分布式光 伏的最大接入容量值以及分布式光伏渗透率。
接下来，所述步骤1)中，分析及选择影响配电网中分布式光伏承载能力的限制因素，包括以下步骤：
1.1)影响配电网中分布式光伏承载能力的限制因素包括：潮流方程等式约束、电压偏差约束、电压波 动约束、谐波电流约束、线路热约束、分布式光伏出力约束、倒送功率约束。
1.2)各个约束条件的具体表达式：
1.2.1)潮流方程等式约束条件：
Figure BDA0003644987530000041
Figure BDA0003644987530000042
Figure BDA0003644987530000043
式中，Pi和Qi分别为流过节点i和节点i+1之间线路的有功功率和无功功率；Ri、Xi为第i条支路上 的电阻与电抗；Ui为第i个节点的节点电压；PL,i、QL,i为第i个节点的负荷有功、无功功率；PPV,i、QPV,i为第i个节点的分布式光伏有功、无功功率。
1.2.2)电压偏差约束条件：
根据GB/T12325—2008《电能质量-供电电压偏差》规定，35kV以上供电电压正、负偏差绝对值之 和不超过标称电压的10％；20kV及以下三相供电电压正、负偏差为标称电压的7％；220V单相供电电压 正、负偏差为标称电压的+7％、-10％。电压偏差约束条件表达式为：
UN(1-ε1)≤Ui≤UN(1+ε2)
式中，UN为系统的标称电压；ε1、ε2为国标规定的允许偏差率。
1.2.3)电压波动约束条件：
GB/T12326-2008《电能质量-电压波动和闪变》对电压波动做出了详尽规定，电压波动限值最大不能 超过2％。电压波动约束条件表达式：
Figure BDA0003644987530000051
式中：di为分布式光伏并网点i处的电压波动；λp为分布式光伏电源受光照和温度等因素影响引起的 瞬间功率变化幅度占其额定输出功率的比例；R为分布式光伏并网点系统侧的等效电阻；PPV为分布式光 伏电源的有功出力；UN为系统的标称电压；dmax为国标规定的最大电压波动值。
1.2.4)谐波电流约束条件：
根据《电能质量公用电网谐波》(GB/T14549—1993)规定，不同电压等级的系统对接入点注入的各 次谐波电流允许值有明确限值，实例中选择2～19此谐波进行研究。谐波电流约束条件表达式为：
Figure BDA0003644987530000052
式中：PPV为光伏接入容量；UN为标称电压；μk为国标中规定的分布式光伏系统输出的各次谐波含 有率限值；Ik为国标中规定的允许接入电网的各次谐波电流；k为谐波次数。
1.2.5)线路热约束条件：
|Ii,i+1|≤Ii,i+1max
式中：|Ii,i+1|为馈线上输送的电流值；Ii,i+1max为馈线能够输送电流的最大值。
1.2.6)分布式光伏出力约束条件：
受外界环境以及自身设备等条件的约束，分布式光伏电源的输出功率是有一定限值的。由于光伏逆变 器的功率因数很高，一般忽略光伏的无功出力。分布式光伏出力约束条件表达式为：
Figure BDA0003644987530000053
式中：PPVmax,i为分布式光伏电源有功出力的最大值。
1.2.7)倒送功率约束条件：
当供电区域内某一个时刻有功负荷与同一时刻分布式光伏有功出力之差为负值时，则会产生倒送功 率。倒送功率约束条件为：
Figure BDA0003644987530000054
式中，ηimax为第i个分布式光伏系统有功功率输出的最大效率；PLmin为第i分布式光伏系统所在节 点到节点n的有功负荷最小值的总和。
接下来，所述步骤2)，配电网中分布式光伏承载能力计算模型为：
Figure BDA0003644987530000061
接下来，所述步骤3)，如图2所示，对构建的配电网中分布式光伏承载能力计算模型采用遗传算法进 行求解，得到某区域配电网能够承载分布式光伏的最大接入容量值以及分布式光伏渗透率的方法，包括以 下步骤：
3.1)确定种群规模为m，根据分布式光伏出力约束，随机生成m个n×1的矩阵，表示节点1～n上 分布式光伏的有功功率输出值，构成初始种群；
3.2)输入待计算区域电网的负荷、线路等基本参数，定义节点类型形成潮流计算初值；
3.3)利用牛顿-拉夫逊法计算每组分布式光伏并网容量下的潮流以及目标函数值；
3.4)得到每组数据对应的潮流计算结果，判断其是否符合计算模型中的各种约束，对于不符合约束条 件的个体，降低其适应度，最终淘汰，而对于满足要求的个体则进入步骤3.5)；
3.5)对满足约束的个体进行比例选择遗传，形成交配池，令Pbest(k)的值等于适应度最大的个体；
3.6)对比例选择遗传得到的m组分布式光伏数据按照交叉概率进行交叉运算，随机从交配池中取出 要交叉的2组分布式光伏参数，然后进行交叉，产生2组新的分布式光伏参数，交叉操作结束后，按变异 概率对m组分布式光伏参数进行变异操作，上述操作结束后构成的新子代，进入遗传算法的循环步骤，迭 代次数为100次；
3.7)终止规则，允许误差设定为e＝10-6，每次适应度排序结束后，求适应度最大值与上一代适应度 最大值的差值。若此差值在允许误差范围内，寻优结束，输出最优解，即配电网各个节点分布式光伏的最 大准入容量和对应的潮流结果；否则转入步骤3.5)。
算例和分析
算例以IEEE-33节点为例，对配电网的运行进行了模拟，如图3所示。其中，配电网的电压等级为 10kV，线路型号为JKLYJ-120，1号节点是变电站的低压端，是一个均衡的节点，电压值是1.05pu，其 余的都是PQ节点，系统负荷的有功功率为3715kW，无功功率为2300kvar。根据国家标准，本文模型 中电压偏差率取为ε1＝ε2＝0.07。因此节点电压需要满足的约束为0.93UN≤Ui≤1.07UN；电压波动限值取 3％。分布式光伏系统输出的各次谐波电压含有率限值以及允许接入电网的各次谐波电流取值也参照国家 标准。
(1)配电网中分布式光伏可接入最大容量
根据第三章中配电网中分布式光伏承载能力计算模型，使用MATLAB来求解该配电系统中分布式光 伏可接入的最大容量，从表1可以看出，分布式光伏的渗透率是87.7％，配电网中最大的可接入容量是 3259kW；在分布式光伏接入配电网后，配电网中各接入节点电压升高，且靠近母线处的节点电压抬升幅 度小于远离母线的节点电压抬升幅度；靠近母线的节点处分布式光伏可接入容量较大，可承载较大容量的 分布式光伏，远离母线的节点处分布式光伏可接入容量较小，应该选择配置容量较小的分布式光伏。
表1配电网分布式光伏承载能力及潮流结果
Figure BDA0003644987530000071
(2)不同接入方式下配电网中分布式光伏承载能力
分布式光伏发电系统的分散或集中接入对分布式光伏的接入容量有很大的影响。表2为配电网中分布 式光伏在不同接入方式下的可接入最大容量。在表2中，方式1、4、6属于集中集中接入，方式1、2、5 属于分散接入，方式1、2位于馈线首端，靠近母线，方式3、4位于馈线中部，方式5、6位于馈线末端， 远离母线。对比集中接入和分散接入方式的结果可知，分散接入的分布式光伏可接入容量较大，集中接入 的分布式光伏可接入容量较小；通过对不同位置的分析，发现馈线前端的分布式光伏具有更大的接入容量， 而在馈线的末端则具有较小的接入容量。因此，在进行配电网分布式光伏规划，可以选择分散地将分布式光伏接到馈线首端，能够更好地利用分布式光伏。
表2不同接入方式下配电网中分布式光伏承载能力
Figure BDA0003644987530000072
(3)不同负荷水平下配电网中分布式光伏承载能力
配电网中负荷水平影响配电网中分布式光伏承载能力大小，负荷脱网现象加剧了用户负荷的不确定 性，因此有必要计算在不同负荷水平下配电网中分布式光伏可接入的最大容量。由表3可知，随着负荷水 平的提高，配电网中分布式光伏承载能力逐渐增大。同时，在负荷水平增加的过程中，想要接入更多的分 布式光伏，需要关注电压偏差约束；而当负荷大小到达一定水平时，电压波动约束成为分布式光伏接入容 量的首要限制因素。
表3不同负荷水平下配电网中分布式光伏承载能力
Figure BDA0003644987530000081
本发明实施例对提出的考虑负荷脱网的配电网中分布式光伏承载能力计算方法进行了实际操作。上述 结果表明，本发明能够为给定参数的配电网中分布式光伏接入的容量及位置进行规划设计，具有实际应用 效果。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上 述实例对本申请进行了详细的说明，所述领域的普通技术人员应当理解：本领域技术人员阅读本申请后依 然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或等同替换，这些变更、修改或者等同替换，均在其申请 待批的权利要求范围之内。

Claims (4)

1.一种考虑负荷脱网的配电网中分布式光伏承载能力计算方法，其特征在于包括如下步骤：
1)分析及选择影响配电网中分布式光伏承载能力的限制因素；
2)在充分考虑配电网中分布式光伏承载能力的限制因素、分布式光伏出力及负荷不确定性的基础上，构建目标函数为某区域内一条馈线上可配置节点分布式光伏接入容量最大，约束条件为潮流方程等式约束、电压偏差及波动约束、谐波电流约束、线路热约束、分布式光伏出力约束以及倒送功率约束的配电网分布式光伏承载能力计算模型；
3)对构建的配电网中分布式光伏承载能力计算模型进行求解，得到某区域配电网能够承载分布式光伏的最大接入容量值以及分布式光伏渗透率。
2.如权利要求1所述的一种考虑负荷脱网的配电网中分布式光伏承载能力计算方法，其特征在于：所述步骤1)中，影响配电网中分布式光伏承载能力的限制因素包括：潮流方程等式约束、电压偏差约束、电压波动约束、谐波电流约束、线路热约束、分布式光伏出力约束、倒送功率约束；各所述制约因素的约束条件包括：
潮流方程等式约束条件：
Figure FDA0003644987520000011
Figure FDA0003644987520000012
Figure FDA0003644987520000013
式中，Pi和Qi分别为流过节点i和节点i+1之间线路的有功功率和无功功率；Ri、Xi为第i条支路上的电阻与电抗；Ui为第i个节点的节点电压；PL,i、QL,i为第i个节点的负荷有功、无功功率；
Figure FDA0003644987520000014
为第i个节点的分布式光伏有功、无功功率。
电压偏差约束条件：
UN(1-ε1)≤Ui≤UN(1+ε2)
式中，UN为系统的标称电压；ε1、ε2为国标规定的允许偏差率。
电压波动约束条件：
Figure FDA0003644987520000015
式中：di为分布式光伏并网点i处的电压波动；λp为分布式光伏电源受光照和温度等因素影响引起的瞬间功率变化幅度占其额定输出功率的比例；R为分布式光伏并网点系统侧的等效电阻；PPV为分布式光伏电源的有功出力；UN为系统的额定电压；dmax为国标规定的最大电压波动值。
谐波电流约束条件：
Figure FDA0003644987520000016
式中：PPV为分布式光伏接入容量；UN为标称电压；μk为国标中规定的分布式光伏系统输出的各次谐波含有率限值；Ik为国标中规定的允许接入电网的各次谐波电流；k为谐波次数。
线路热约束条件：
|Ii,i+1|≤Ii,i+1max
式中：|Ii,i+1|为馈线上输送的电流值；Ii,i+1max为馈线能够输送电流的最大值。
分布式光伏出力约束条件：
Figure FDA0003644987520000021
式中：PPVmax,i为分布式光伏电源有功出力的最大值。
倒送功率约束条件：
Figure FDA0003644987520000022
式中，ηimax为第i个分布式光伏系统有功功率输出的最大效率；PLmin为第i分布式光伏系统所在节点到节点n的有功负荷最小值的总和。
3.如权利要求1所述的一种考虑负荷脱网的配电网中分布式光伏承载能力计算方法，其特征在于：所述步骤2)，配电网中分布式光伏承载能力计算模型为：
Figure FDA0003644987520000023
4.如权利要求2所述的一种考虑负荷脱网的配电网中分布式光伏承载能力计算方法，其特征在于：所述步骤3)，对构建的配电网中分布式光伏承载能力计算模型采用遗传算法进行求解，得到某区域配电网能够承载分布式光伏的最大接入容量值以及分布式光伏渗透率的方法，包括以下步骤：
3.1)确定种群规模为m，根据分布式光伏出力约束，随机生成m个n×1的矩阵，表示节点1～n上分布式光伏的有功功率输出值，构成初始种群；
3.2)输入待计算区域电网的负荷、线路等基本参数，定义节点类型形成潮流计算初值；
3.3)利用牛顿-拉夫逊法计算每组分布式光伏并网容量下的潮流以及目标函数值；
3.4)得到每组数据对应的潮流计算结果，判断其是否符合计算模型中的各种约束，对于不符合约束条件的个体，降低其适应度，最终淘汰，而对于满足要求的个体则进入步骤3.5)；
3.5)对满足约束的个体进行比例选择遗传，形成交配池，令Pbest(k)的值等于适应度最大的个体；
3.6)对比例选择遗传得到的m组分布式光伏数据按照交叉概率进行交叉运算，随机从交配池中取出要交叉的2组分布式光伏参数，然后进行交叉，产生2组新的分布式光伏参数，交叉操作结束后，按变异概率对m组分布式光伏参数进行变异操作，上述操作结束后构成的新子代，进入遗传算法的循环步骤，迭代次数为100次；
3.7)终止规则，允许误差设定为e＝10-6，每次适应度排序结束后，求适应度最大值与上一代适应度最大值的差值。若此差值在允许误差范围内，寻优结束，输出最优解，即配电网中各个节点分布式光伏的最大准入容量和对应的潮流结果；否则转入步骤3.5)。
CN202210527093.8A 2022-05-16 2022-05-16 一种考虑负荷脱网的配电网中分布式光伏承载能力计算方法 Pending CN115021308A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210527093.8A CN115021308A (zh) 2022-05-16 2022-05-16 一种考虑负荷脱网的配电网中分布式光伏承载能力计算方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210527093.8A CN115021308A (zh) 2022-05-16 2022-05-16 一种考虑负荷脱网的配电网中分布式光伏承载能力计算方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115021308A true CN115021308A (zh) 2022-09-06

Family

ID=83068622

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210527093.8A Pending CN115021308A (zh) 2022-05-16 2022-05-16 一种考虑负荷脱网的配电网中分布式光伏承载能力计算方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115021308A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115360707A (zh) * 2022-10-19 2022-11-18 南京瀚元科技有限公司 一种中低压配电网分布式光伏最大承载力的评估方法
CN116402406A (zh) * 2023-06-05 2023-07-07 江苏方天电力技术有限公司 计及馈线和台区安全约束的分布式光伏消纳能力评估方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115360707A (zh) * 2022-10-19 2022-11-18 南京瀚元科技有限公司 一种中低压配电网分布式光伏最大承载力的评估方法
CN116402406A (zh) * 2023-06-05 2023-07-07 江苏方天电力技术有限公司 计及馈线和台区安全约束的分布式光伏消纳能力评估方法
CN116402406B (zh) * 2023-06-05 2023-08-18 江苏方天电力技术有限公司 计及馈线和台区安全约束的分布式光伏消纳能力评估方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN115021308A (zh) 一种考虑负荷脱网的配电网中分布式光伏承载能力计算方法
CN109599894B (zh) 一种基于改进遗传算法的dg并网优化配置方法
Wu et al. Source-network-storage joint planning considering energy storage systems and wind power integration
CN110896231B (zh) 一种扶贫区配电网接纳分布式光伏能力计算方法及系统
CN109599890B (zh) 一种低压配电网的高比例光伏消纳方法及系统
CN111009925A (zh) 一种分布式光伏接入低压配电网最大容量的计算方法
CN115017854A (zh) 一种基于多维评估指标体系的配电网dg最大准入容量计算方法
Dasan et al. Optimal siting and sizing of hybrid distributed generation using EP
Liu et al. Siting and sizing of distributed generation based on the minimum transmission losses cost
CN114626575A (zh) 考虑暂态电压稳定的含高渗透率风电的受端电网无功规划方法
Sabarinath et al. Optimal sitting and sizing of renewable energy resources for power loss reduction in radial distribution systems using whale optimization algorithm
CN114996908B (zh) 考虑智能软开关接入的主动配电网扩展规划方法及系统
CN113270879B (zh) 一种基于模块度的动态分区方法
Khosravi et al. Distribution of optimum reactive power in the presence of wind power plant and considering voltage stability margin using genetic algorithm and Monte Carlo methods
CN110829440B (zh) 一种三相中低压一体化配电网电压控制方法及系统
Zhao et al. Optimal Configuration of ESS and SVG for the Coordinated Improvement of Power Quality in Low Voltage Distribution Network with high Penetration PV
Wei et al. Research on the reactive power optimization of distribution network including DG
CN111641204B (zh) 一种分布式能源准入容量的计算方法及装置
Mady Optimal sizing of capacitor banks and distributed generation in distorted distribution networks by genetic algorithms
CN112736913A (zh) 含分布式电源的配电网功率优化模式影响因素分析方法
CN110994665A (zh) 一种分布式光伏多点接入低压配电网选址方法
Wang et al. Site selection and capacity determination of multi-types of dg in distribution network planning
Jin et al. Research on impacts of photovoltaic connected to rural grid considering time-varying characteristic
Li et al. The Fuzzy Power Flow Based Network Planning of Distribution Networks with Distributed Generation
Yu et al. Reactive power optimization of distribution network including photovoltaic power considering harmonic factors

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