CN117543669A - 分布式光伏并网典型场景建立方法、系统、设备和介质 - Google Patents

分布式光伏并网典型场景建立方法、系统、设备和介质 Download PDF

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CN117543669A CN202210920181.4A CN202210920181A CN117543669A CN 117543669 A CN117543669 A CN 117543669A CN 202210920181 A CN202210920181 A CN 202210920181A CN 117543669 A CN117543669 A CN 117543669A
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钱敏慧
徐贤
周宇
罗凯明
刘艳章
李海峰
陈宁
周文俊
唐冰婕
沙骏
张磊
张引
贾一超
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China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
Yancheng Power Supply Co of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
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State Grid Corp of China SGCC
China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
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Abstract

本发明提供了一种分布式光伏并网典型场景建立方法、系统、设备和介质，包括：获取分布式光伏信息，根据所述分布式光伏信息构建分布式光伏接入配电网的初始场景；根据所述初始场景建立对应的光伏等效模型；对所述光伏等效模型在各初始场景下进行仿真计算得到各初始场景对配电网电压特性的影响进而确定接入配电网的典型场景。本发明通过不同位置多点接入、不同容量接入，构建分布式光伏发电接入配电网的场景，并对构建的场景进行分析，获得仿真结果，评估构建场景的正确性，从而有效筛选出合理且符合规范的分布式光伏接入配电网的典型场景。

Description

分布式光伏并网典型场景建立方法、系统、设备和介质
技术领域
本发明属于电力系统分析技术领域，具体涉及一种分布式光伏并网典型场景建立方法、系统、设备和介质。
背景技术
目前，随着温室气体浓度的不断增加，“碳达峰、碳中和”已逐渐成为全球议题，分布式光伏发电是新能源利用的主要方式之一，同时，电网也是多条特高压直流输电工程的落点，这将使电网形成大规模间歇性新能源发电与多馈入特高压直流输系统共存的受端电网新格局，新能源机组抗扰能力弱，在特高压直流发生换相失败甚至直流闭锁期间，可能会导致新能源大规模脱网，进一步加剧对系统稳定性的不利影响。
针对上述分布式光伏大发展和特高压直流多馈入带来的新问题以及碳中和目标，现有的分布式电源并网技术要求/标准以及电网调控手段明显适应性不足，亟需开展相关研究和技术攻关。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种分布式光伏并网典型场景建立方法，包括：
获取分布式光伏信息，根据所述分布式光伏信息构建分布式光伏接入配电网的初始场景；
根据所述初始场景建立对应的光伏等效模型；
对所述光伏等效模型在各初始场景下进行仿真计算得到各初始场景对配电网电压特性的影响进而确定接入配电网的典型场景。
优选的，所述对所述光伏等效模型在各初始场景下进行仿真计算得到各初始场景对配电网电压特性的影响进而确定接入配电网的典型场景，包括：
对所述光伏等效模型在各初始场景下进行仿真计算，得到不同初始场景中分布式光伏接入配电网的仿真运行数据；
根据所述仿真运行数据对所述初始场景进行正确性评估，确定分布式光伏接入配电网的典型场景。
优选的，所述仿真运行数据包括：电压波动变化量、整条馈线的网损数据和潮流逆转数据。
优选的，所述根据所述仿真运行数据对所述初始场景进行正确性评估，确定分布式光伏接入配电网的典型场景，包括：
将同时满足下述配电网电压特性条件的初始场景确定为分布式光伏接入配电网的典型场景；
所述配电网电压特性条件包括：所述初始场景中分布式光伏接入配电网的电压波动变化量小于预设的电压波动阈值、初始场景中分布式光伏接入配电网的整条馈线的网损数据小于预设的网损阈值以及初始场景中分布式光伏接入配电网未发生潮流逆转。
优选的，所述预设的电压波动阈值范围为6％-8％。
优选的，所述分布式光伏接入配电网的整条馈线的网损数据的计算式为：
其中，Loss'表示配电网中整条馈线的网损数据，n为分布式光伏接入的总节点数，m表示分布式光伏接入的第m个节点，1≤m≤n，i＝1,2,…m，j＝1,2,…n，PLj表示线路第j个配变台区的负荷有功功率，QLj表示线路第j个配变台区的负荷无功功率，PGm表示m节点接入分布式光伏的有功功率，QGm表示m节点接入分布式光伏的无功功率，Ui表示节点i的电压，Ri表示节点i和节点i-1之间计算段的线路电阻参数；k＝m+1,…,n，PLi表示线路第i个配变台区的的负荷有功功率，QLi表示线路第i个配变台区的负荷无功功率，Uk为节点k的电压，Rk为节点k和节点k-1之间计算段的线路电阻参数。
优选的，所述根据所述分布式光伏信息构建分布式光伏接入配电网的初始场景，包括：
针对所述分布式光伏信息进行组合排列，获取组合排列结果；
根据所述组合排列结果，对分布式光伏接入配电网的场景进行构建，得到分布式光伏接入配电网的初始场景。
优选的，所述分布式光伏信息至少包括下述中的一种或多种：电压等级信息、位置接入信息和容量接入信息；其中，所述电压等级信息至少包括下述中的一种或多种包括：单一电压等级和多电压等级；所述位置接入信息至少包括下述中的一种或多种：首端接入信息、中端接入信息和末端接入信息；所述容量接入信息对应为分布式光伏的渗透率。
优选的，所述根据所述初始场景建立对应的光伏等效模型，包括：
根据所述分布式光伏接入配电网的初始场景，获取分布式光伏接入配电网的节点类型；
根据所述分布式光伏接入配电网的节点类型，确定光伏输出的节点类型，并根据所述光伏输出的节点类型建立对应的光伏等效模型。
优选的，所述分布式光伏接入配电网的节点类型至少包括下述中的一种或多种：PV和PQ节点；其中，所述PV节点通过无功功率和电压相位确定分布式光伏光伏的输出特性；所述PQ节点通过节点电压和相位确定分布式光伏的输出特性。
基于同一发明构思，本申请还提供一种分布式光伏并网典型场景建立系统，包括：
场景构建模块：获取分布式光伏信息，根据所述分布式光伏信息构建分布式光伏接入配电网的初始场景；
模型建立模块：根据所述初始场景建立对应的光伏等效模型；
典型场景筛选模块：对所述光伏等效模型在各初始场景下进行仿真计算得到各初始场景对配电网电压特性的影响进而确定接入配电网的典型场景。
优选的，所述典型场景筛选模块，具体用于：
对所述光伏等效模型在各初始场景下进行仿真计算，得到不同初始场景中分布式光伏接入配电网的仿真运行数据；
根据所述仿真运行数据对所述初始场景进行正确性评估，确定分布式光伏接入配电网的典型场景。
优选的，所述典型场景筛选模块中仿真运行数据包括：电压波动变化量、整条馈线的网损数据和潮流逆转数据。
优选的，所述典型场景筛选模块中根据所述仿真运行数据对所述初始场景进行正确性评估，确定分布式光伏接入配电网的典型场景，包括：
将同时满足下述配电网电压特性条件的初始场景确定为分布式光伏接入配电网的典型场景；
所述配电网电压特性条件包括：所述初始场景中分布式光伏接入配电网的电压波动变化量小于预设的电压波动阈值、初始场景中分布式光伏接入配电网的整条馈线的网损数据小于预设的网损阈值以及初始场景中分布式光伏接入配电网未发生潮流逆转。
优选的，所述典型场景筛选模块中预设的电压波动阈值范围为6％-8％。
优选的，所述典型场景筛选模块中分布式光伏接入配电网的整条馈线的网损数据的计算式为：
其中，Loss'表示配电网中整条馈线的网损数据，n为分布式光伏接入的总节点数，m表示分布式光伏接入的第m个节点，1≤m≤n，i＝1,2,…m，j＝1,2,…n，PLj表示线路第j个配变台区的负荷有功功率，QLj表示线路第j个配变台区的负荷无功功率，PGm表示m节点接入分布式光伏的有功功率，QGm表示m节点接入分布式光伏的无功功率，Ui表示节点i的电压，Ri表示节点i和节点i-1之间计算段的线路电阻参数；k＝m+1,…,n，PLi表示线路第i个配变台区的的负荷有功功率，QLi表示线路第i个配变台区的负荷无功功率，Uk为节点k的电压，Rk为节点k和节点k-1之间计算段的线路电阻参数。
优选的，所述场景构建模块，具体用于：
针对所述分布式光伏信息进行组合排列，获取组合排列结果；
根据所述组合排列结果，对分布式光伏接入配电网的场景进行构建，得到分布式光伏接入配电网的初始场景。
优选的，所述场景构建模块中的分布式光伏信息至少包括下述中的一种或多种：电压等级信息、位置接入信息和容量接入信息；其中，所述电压等级信息至少包括下述中的一种或多种包括：单一电压等级和多电压等级；所述位置接入信息至少包括下述中的一种或多种：首端接入信息、中端接入信息和末端接入信息；所述容量接入信息对应为分布式光伏的渗透率。
优选的，所述模型建立模块，具体用于：
根据所述分布式光伏接入配电网的初始场景，获取分布式光伏接入配电网的节点类型；
根据所述分布式光伏接入配电网的节点类型，确定光伏输出的节点类型，并根据所述光伏输出的节点类型建立对应的光伏等效模型。
优选的，所述模型建立模块中分布式光伏接入配电网的节点类型至少包括下述中的一种或多种：PV和PQ节点；其中，所述PV节点通过无功功率和电压相位确定分布式光伏光伏的输出特性；所述PQ节点通过节点电压和相位确定分布式光伏的输出特性。
基于同一发明构思，本发明还提供一种计算机设备，包括：一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如前所述一种分布式光伏并网典型场景建立方法。
基于同一发明构思，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如前所述的一种分布式光伏并网典型场景建立方法。
与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：
1、本发明提供了一种分布式光伏并网典型场景建立方法、系统、设备和介质，包括：获取分布式光伏信息，根据所述分布式光伏信息构建分布式光伏接入配电网的初始场景；根据所述初始场景建立对应的光伏等效模型；对所述光伏等效模型在各初始场景下进行仿真计算得到各初始场景对配电网电压特性的影响进而确定接入配电网的典型场景。本发明通过根据获取的分布式光伏信息构建典型的接入场景，并对构建的接入场景进行仿真计算和正确性评估，从而有利于获得合理、符合规范的分布式光伏接入配电网的典型场景；
2、进一步的，本发明通过分析在各场景下分布式光伏接入配电网时对配电网电压特性的影响，实现对场景的正确性进行评估，从而确定分布式光伏接入配电网的典型场景更加具有参考性。
附图说明
图1为本发明提供的一种分布式光伏并网典型场景建立方法流程示意图；
图2为本发明提供的一种分布式光伏并网典型场景建立方法中初始场景的构建方法图；
图3为分布式光伏10kV电压接入场景的设计方案图；
图4为分布式光伏380V电压接入场景的设计方案图；
图5为分布式光伏大容量单点接入配电网的典型场景图；
图6为分布式光伏小容量多点接入配电网的典型场景图；
图7为大容量单点接入场景中接入光伏电源后的节点12的日间电压分布情况图；
图8为大容量单点接入场景中接入光伏电源后的节点11的日间电压分布情况图；
图9为小容量多点接入场景中接入光伏电源后的节点6的日间电压分布情况图；
图10为小容量多点接入场景中接入光伏电源后的节点12的日间电压分布情况图；
图11为大容量单点接入场景潮流分布结果图；
图12为小容量多点接入场景潮流分布结果图；
图13为本发明提供的一种本发明提供的一种分布式光伏并网典型场景建立系统结构组成图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
实施例1：
本发明提供的一种分布式光伏并网典型场景建立方法，流程示意图如图1所示，包括：
步骤1：获取分布式光伏信息，根据所述分布式光伏信息构建分布式光伏接入配电网的初始场景；
步骤2：根据所述初始场景建立对应的光伏等效模型；
步骤3：基于对所述光伏等效模型的仿真计算从所述初始场景中筛选出分布式光伏接入配电网的典型场景。
具体的，步骤1，包括：
如图2所示的初始场景的构建方法图，针对所述分布式光伏信息进行组合排列，获取组合排列结果；
根据所述组合排列结果，对分布式光伏接入配电网的场景进行构建，得到分布式光伏接入配电网的初始场景。
其中，所述分布式光伏信息至少包括下述中的一种或多种：电压等级信息、位置接入信息和容量接入信息；其中，所述电压等级信息至少包括下述中的一种或多种包括：单一电压等级和多电压等级；所述位置接入信息至少包括下述中的一种或多种：首端接入信息、中端接入信息和末端接入信息；所述容量接入信息对应为分布式光伏的渗透率。
本发明通过在多位置接入点、多容量接入和多电压等级的接入形式下，采用组合排列的方式构建初始场景，构建的场景种类多样。
步骤2包括：
根据所述分布式光伏接入配电网的初始场景，获取分布式光伏接入配电网的节点类型；
根据所述分布式光伏接入配电网的节点类型，确定光伏输出的节点类型，并根据所述光伏输出的节点类型建立对应的光伏等效模型。
所述分布式光伏接入配电网的节点类型至少包括下述中的一种或多种：PV和PQ节点；其中，所述PV节点通过无功功率和电压相位确定分布式光伏光伏的输出特性；所述PQ节点通过节点电压和相位确定分布式光伏的输出特性。
步骤3包括：
对所述光伏等效模型在各初始场景下进行仿真计算，得到不同初始场景中分布式光伏接入配电网的仿真运行数据；
根据所述仿真运行数据对所述初始场景进行正确性评估，确定分布式光伏接入配电网的典型场景。
其中，所述仿真运行数据包括：电压波动变化量、整条馈线的网损数据和潮流逆转数据。
所述根据所述仿真运行数据对所述初始场景进行正确性评估，确定分布式光伏接入配电网的典型场景，包括：
将同时满足下述配电网电压特性条件的初始场景确定为分布式光伏接入配电网的典型场景；
所述配电网电压特性条件包括：所述初始场景中分布式光伏接入配电网的电压波动变化量小于预设的电压波动阈值、初始场景中分布式光伏接入配电网的整条馈线的网损数据小于预设的网损阈值以及初始场景中分布式光伏接入配电网未发生潮流逆转。
所述预设的电压波动阈值范围为6％-8％，优选为7％。
所述分布式光伏接入配电网的整条馈线的网损数据的计算式为：
其中，Loss'表示配电网中整条馈线的网损数据，n为分布式光伏接入的总节点数，m表示分布式光伏接入的第m个节点，1≤m≤n，i＝1,2,…m，j＝1,2,…n，PLj表示线路第j个配变台区的负荷有功功率，QLj表示线路第j个配变台区的负荷无功功率，PGm表示m节点接入分布式光伏的有功功率，QGm表示m节点接入分布式光伏的无功功率，Ui表示节点i的电压，Ri表示节点i和节点i-1之间计算段的线路电阻参数；k＝m+1,…,n，PLi表示线路第i个配变台区的的负荷有功功率，QLi表示线路第i个配变台区的负荷无功功率，Uk为节点k的电压，Rk为节点k和节点k-1之间计算段的线路电阻参数；
本发明通过分析在各场景下分布式光伏接入配电网时对配电网的电压波动、网损大小、潮流逆转情况等特性的影响，实现对场景的正确性进行评估，从而确定分布式光伏接入配电网的典型场景更加具有参考性。
实施例2：
下面以一个具体的示例对本发明的分布式光伏并网典型场景建立方法进行介绍。
在本实施例中，分布式光伏接入中低压配电网电压等级为380V或10kV，在这两个电压等级下，根据接入电压、接入模式、单个并网容量不同，可分为如表1所示的6种方式。表1提出的6种方式主要适用于10kV及以下电压等级接入电网，且单个并网点总装机容量小于6MW的分布式电源接入方案设计，设计方案按照电量消纳模式分为“自发自用/余电上网”和“全部上网”两种；接入380V电压等级的4种典型设计方案如图3所示，接入10kV电压等级的2种典型设计方案如图4所示。
表1分布式光伏单点接入系统方式
分布式光伏的并网接口有多种形式，电力电子器件具有控制灵活等特点，因此目前大量分布式光伏通过电力电子接口并网，在潮流计算中根据电力电子逆变器的控制类型和控制策略，通常将这类DG处理为PV，PQ节点，以下为不同节点类型的双向转换逻辑：
当分布式电源的接口逆变器采用电压控制型逆变电源(VC-VSI)时，假设可以忽略逆变器出口滤波电路的影响，则逆变器并网节点满足“三相电压幅值相等、相差120°的电压对称条件，即有：
其中，分别为电压控制型逆变电源接入节点(设编号为i)d相电压的幅值和相角(rad)，d∈{a,b,c}，即a、b和c三相中任意一相。
分布式光伏电源常工作于最大功率跟踪方式，在光照稳定的时段内，其输出功率是恒定的，可按PQ型节点处理。此时，光伏输出有功功率P是恒定的，无功功率Q通常恒为0，或光伏电源按照给定功率因数输出时无功功率亦是恒定的，而接入点电压和相位(V，δ)为待求量。这时，分布式光伏相当于接入了一个“负的负荷”。因此，当VC-VSI采用恒定有功、无功控制方式时，考虑三相输出的总有功和总无功功率给定，即有：
式中，和/>分别表示VC-VSI的d相有功和无功功率；/>和/>分别为三相总有功(三相有功之和)和总无功(三相无功之和)的给定值，即VC-VSI的功率控制目标，d∈{a,b,c}。
光伏逆变器在传输最大有功的同时，具有输出无功功率以稳定接入点电压的功能。当要求光伏逆变器工作于交流稳压模式时，光伏电源输出的有功功率P是恒定的、接入点的电压幅值V也是控制在给定值，而节点无功功率Q和电压相位δ是待求量。因此当VC-VSI采用恒定有功/电压控制方式时，考虑三相输出的总有功和正序电压给定，即有：
式中，为给定的三相总有功；/>为VC-VSI接入节点的给定的正序电压幅值(即接入节点的电压控制目标)；/>为节点i的d相电压相量，算子/>
当VC-VSI采用恒定有功/电流控制方式时，输出无功功率为：
其中，Q表示为PI节点的无功功率；I表示为PI节点的电流相量幅值；V表示节点电压相量幅值；P表示为PI节点的恒定有功功率。当求得PI节点的无功功率后，在潮流计算中，可将PI节点换算为PQ节点处理。按照接入电网的模式，我国分布式光伏电站接入电网的模式主要分为“全额上网”“自发自用、余电上网”及“自发自用、禁止余电上网”3种。“全额上网”意味着无论光伏发电系统所在接入点是否可以消纳，其所发电力都会统一输送给电网。“自发自用、余电上网”意味着分布式光伏电站建设时，会优先根据企业用户的用电负荷水平，评估光伏发电的安装潜力，在用户侧配电线路容量满足要求的情况下，尽可能按照消纳能力设计分布式光伏电站中光伏组件的总装机容量。“自发自用、禁止余电上网”意味着企业用户必须全部消纳该分布式光伏电站所发电量，并且不允许将多余电量上送至公共电网，因此采用该模式时，企业用户需安装防逆功率(防逆流)装置，该装置可在出现逆功率上送时切断分布式光伏电站的并网开关。
调研已有的分布式发电单点接入(380V/10kV)和组合接入(380V+10kV)系统的典型方案，按照不同电压等级，分别从不同位置多点接入、不同容量接入，本项目提出两种分布式光伏发电接入场景作为初始场景，场景1大容量单点接入，场景2为小容量多点接入，其中，大容量单点接入场景图如图5所示，小容量多点接入场景图如图6所示。
单个分布式光伏发电介入后，配电网的电压分布改变。当仅在配电网馈线线路的m节点处接入分布式光伏发电时，m点的电压与线路首端电压的关系为：
其中，n表示线路上配变台区的总数目，U'm表示分布式光伏接入配电网后的m节点电压，U0表示线路首端电压，Ui-1表示i-1节点处的电压，i＝1,2…，m，j＝1,2…，n，n表示总节点数，PLj表示线路第j个配变台区的负荷有功功率，PGm表示分布式电源的有功功率，QLj表示线路第j个配变台区的的负荷无功功率，QGm表示分布式光伏的无功功率，电阻Ri和电抗Xi是电压压降计算段的线路参数。
当分布式光伏采用最大功率点(MPPT)的运行模式，可以先不考虑分布式光伏逆变器的无功功率对配电网的影响。那么，单个分布式光伏接入后，节点m和它相邻节点m-1的电压差(纵分量)为：
其中，ΔU′m表示节点m和它相邻节点m-1的电压差，Um-1为分布式光伏接入前的m-1节点处的电压，m-1节点所处的位置是配网馈线的母线节点与分布式光伏节点之间，PLj表示线路第j个配变台区的负荷有功功率，PGm表示分布式电源的有功功率，QLj表示线路第j个配变台区的的负荷无功功率，Rm是节点m和节点m-1之间计算段的线路电阻参数，Xm表示节点m和节点m-1之间计算段的线路电抗参数，j＝m…，n。
通过配置分布式光伏发电，合理的改变局部潮流方向，同样也可以起到降低配电网的线损，对于节点m-1和节点m之间的馈线线路，因为m点注入了PGm+jQGm的功率，线路上的功率分布被改变，接入分布式光伏后节点m-1和节点m之间的线损是：
其中，Loss'm表示接入分布式光伏后节点m-1和节点m之间的线损，PLi表示线路第i个配变台区的负荷有功功率，PGm表示分布式电源的有功功率，QLi表示线路第i个配变台区的的负荷无功功率，QGm表示分布式光伏的无功功率，Rm是节点m和节点m-1之间计算段的线路电阻参数，i＝m…，n。
在m节点接入分布式光伏之后，整条馈线的线损为：
其中，Loss'表示配电网中整条馈线的网损数据，n为分布式光伏接入的总节点数，m表示分布式光伏接入的第m个节点，1≤m≤n，i＝1,2,…m，j＝1,2,…n，PLj表示线路第j个配变台区的负荷有功功率，QLj表示线路第j个配变台区的负荷无功功率，PGm表示m节点接入分布式光伏的有功功率，QGm表示m节点接入分布式光伏的无功功率，Ui表示节点i的电压，Ri表示节点i和节点i-1之间计算段的线路电阻参数；k＝m+1,…,n，PLi表示线路第i个配变台区的的负荷有功功率，QLi表示线路第i个配变台区的负荷无功功率，Uk为节点k的电压，Rk为节点k和节点k-1之间计算段的线路电阻参数。
从上式中可以计算处单个分布式光伏接入后对整条馈线线损的改变量为：
其中，ΔLoss表示单个分布式光伏接入后整条馈线的线损的该变量，PGm表示m节点接入分布式光伏的有功功率，QGm表示m节点接入分布式光伏的无功功率，PLj表示线路第j个配变台区的负荷有功功率，QLj表示线路第j个配变台区的负荷无功功率，Ui表示i节点处的电压，Ri是节点i和节点i-1之间计算段的线路电阻参数，j＝1…，n，i＝1…，m。
考虑到分布式光伏功率因数通常较高、无功功率较小，因此忽略掉QGm影响，上式ΔLoss计算式可以改写为：
采用IEEE33节点模型为例，分析分布式电源的接入对配电网潮流的影响。模型中的有功负荷约为3.68MW，无功负荷约为2.28MVar，模拟光伏出力一天从零到最大再降为零的变化，开展电压特性分析，评估两种场景的合理性。
场景1：选取12节点三相接入、节点36单相接入光伏电源，光伏渗透率为40％，图7为接入光伏电源后的节点12的一天日间12h内电压变化曲线，图8为光伏接入的附近节点11的一天日间12h内电压变化曲线。可见，单点接入高比例光伏电源会引起电压抬升，在11：00-13：00之间，由于此时光照最强，在MPPT模式下光伏输出有功功率处于一天峰值，根据电网运行要求，10KV及以下高压供电和低压电力用户为额定电压的±7％，场景1中光伏接入引起的电压变化量大于7％，不满足规定。
场景2：选取6、12节点三相接入、节点36、37、38单相接入光伏电源，光伏渗透率为40％，由于分为多点接入，在渗透率不变的情况下，单个节点接入容量变小，并且在11：00-13：00之间改变光伏输出特性，通过转换节点类型为PQ节点，减小光伏有功输出并吸收部分无功功率以降低节点电压，图9为接入光伏电源后的节点6的一天日间12h内电压变化曲线，图10为接入光伏电源后的节点12的一天日间12h内电压变化曲线。可见场景2中光伏接入引起的电压变化量明显小于7％，满足规定。场景2中，节点6和节点12接入光伏容量相同，但引起的电压波动节点6小于节点12，可见光伏接入馈线位置的不同对馈线电压波动会产生影响，光伏电源并网位置越靠近馈线前侧，馈线电压波动越小。对于10kV馈线而言，建议分布式光伏电源应尽量接入到10kV馈线接近主网一侧的位置。
比较两种场景下的网损大小，仿真结果如表3所示。可见在线路分散接入光伏能够降低系统网损，提升经济性。
表3不同场景下配电网网损计算结果
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若分布式光伏电源输出功率小于负荷容量，增加分布式光伏电源出力可以减少线路上流动的功率从而降低网损；而当分布式光伏电源输出功率大于负荷容量，此时分布式光伏电源的接入反而可能会使配电网网损增大，分布式光伏电源除了向本地负荷供电外，还会向上级电网倒送功率。考虑380V低压配电网中，场景1选择在36节点单点接入，场景2在36、37和38节点多点接入，380V配网中当光伏接入容量小于8kW时，应采用单相接入，当容量大于8kW应考虑三相接入。潮流计算结果如图11-图12所示。根据图11，在场景1中靠近380V线路首端单点接入引起了从接入点36至变压器的潮流逆转，导致潮流从380V配网向10kV配网倒送，对变压器运行造成不利影响。在场景2中，分散多点接入分布式光伏，只在接入点36至38之间发生了潮流倒送，未发生380V配网向10kV配网的潮流倒送。因此在380V低压配网中不宜在靠近线路首端单点接入大容量光伏，适宜靠近线路中部分散多点接入光伏。
通过仿真分析，得出高比例分布式光伏在两种接入场景下，考虑不同位置、不同接入容量，不同输出特性，对结果都会造成不同的影响，通过潮流计算结果比较分析电压波动、网损大小、潮流逆转情况，得出所构建的场景2符合相应电压波动标准，并且能够降低网损提高经济性，经过分析评估，所建立的场景2可作为高比例分布式光伏接入配电网的典型场景。
实施例3：
基于同一发明构思，本申请还提供一种分布式光伏并网典型场景建立系统，系统结构组成图如图13所示，包括：
场景构建模块：获取分布式光伏信息，根据所述分布式光伏信息构建分布式光伏接入配电网的初始场景；
模型建立模块：根据所述初始场景建立对应的光伏等效模型；
典型场景筛选模块：对所述光伏等效模型在各初始场景下进行仿真计算得到各初始场景对配电网电压特性的影响进而确定接入配电网的典型场景。
优选的，所述典型场景筛选模块，具体用于：
对所述光伏等效模型在各初始场景下进行仿真计算，得到不同初始场景中分布式光伏接入配电网的仿真运行数据；
根据所述仿真运行数据对所述初始场景进行正确性评估，确定分布式光伏接入配电网的典型场景。
优选的，所述典型场景筛选模块中仿真运行数据包括：电压波动变化量、整条馈线的网损数据和潮流逆转数据。
优选的，所述典型场景筛选模块中根据所述仿真运行数据对所述初始场景进行正确性评估，确定分布式光伏接入配电网的典型场景，包括：
将同时满足下述配电网电压特性条件的初始场景确定为分布式光伏接入配电网的典型场景；
所述配电网电压特性条件包括：所述初始场景中分布式光伏接入配电网的电压波动变化量小于预设的电压波动阈值、初始场景中分布式光伏接入配电网的整条馈线的网损数据小于预设的网损阈值以及初始场景中分布式光伏接入配电网未发生潮流逆转。
优选的，所述典型场景筛选模块中预设的电压波动阈值范围为6％-8％。
优选的，所述典型场景筛选模块中分布式光伏接入配电网的整条馈线的网损数据的计算式为：
其中，Loss'表示配电网中整条馈线的网损数据，n为分布式光伏接入的总节点数，m表示分布式光伏接入的第m个节点，1≤m≤n，i＝1,2,…m，j＝1,2,…n，PLj表示线路第j个配变台区的负荷有功功率，QLj表示线路第j个配变台区的负荷无功功率，PGm表示m节点接入分布式光伏的有功功率，QGm表示m节点接入分布式光伏的无功功率，Ui表示节点i的电压，Ri表示节点i和节点i-1之间计算段的线路电阻参数；k＝m+1,…,n，PLi表示线路第i个配变台区的的负荷有功功率，QLi表示线路第i个配变台区的负荷无功功率，Uk为节点k的电压，Rk为节点k和节点k-1之间计算段的线路电阻参数。
优选的，所述场景构建模块，具体用于：
针对所述分布式光伏信息进行组合排列，获取组合排列结果；
根据所述组合排列结果，对分布式光伏接入配电网的场景进行构建，得到分布式光伏接入配电网的初始场景。
优选的，所述场景构建模块中的分布式光伏信息至少包括下述中的一种或多种：电压等级信息、位置接入信息和容量接入信息；其中，所述电压等级信息至少包括下述中的一种或多种包括：单一电压等级和多电压等级；所述位置接入信息至少包括下述中的一种或多种：首端接入信息、中端接入信息和末端接入信息；所述容量接入信息对应为分布式光伏的渗透率。
优选的，所述模型建立模块，具体用于：
根据所述分布式光伏接入配电网的初始场景，获取分布式光伏接入配电网的节点类型；
根据所述分布式光伏接入配电网的节点类型，确定光伏输出的节点类型，并根据所述光伏输出的节点类型建立对应的光伏等效模型。
优选的，所述模型建立模块中分布式光伏接入配电网的节点类型至少包括下述中的一种或多种：PV和PQ节点；其中，所述PV节点通过无功功率和电压相位确定分布式光伏光伏的输出特性；所述PQ节点通过节点电压和相位确定分布式光伏的输出特性。
实施例4：
基于同一种发明构思，本发明还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器用于执行所述计算机存储介质存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor、DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其是终端的计算核心以及控制核心，其适于实现一条或一条以上指令，具体适于加载并执行计算机存储介质内一条或一条以上指令从而实现相应方法流程或相应功能，以实现上述实施例中一种分布式光伏并网典型场景建立方法的步骤。
实施例5：
基于同一种发明构思，本发明还提供了一种存储介质，具体为计算机可读存储介质(Memory)，所述计算机可读存储介质是计算机设备中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的计算机可读存储介质既可以包括计算机设备中的内置存储介质，当然也可以包括计算机设备所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间，该存储空间存储了终端的操作系统。并且，在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令，这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是，此处的计算机可读存储介质可以是高速RAM存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可由处理器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令，以实现上述实施例中一种分布式光伏并网典型场景建立方法的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本发明后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (16)

1.一种分布式光伏并网典型场景建立方法，其特征在于，包括：
获取分布式光伏信息，根据所述分布式光伏信息构建分布式光伏接入配电网的初始场景；
根据所述初始场景建立对应的光伏等效模型；
对所述光伏等效模型在各初始场景下进行仿真计算得到各初始场景对配电网电压特性的影响进而确定接入配电网的典型场景。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述光伏等效模型在各初始场景下进行仿真计算得到各初始场景对配电网电压特性的影响进而确定接入配电网的典型场景，包括：
对所述光伏等效模型在各初始场景下进行仿真计算，得到不同初始场景中分布式光伏接入配电网的仿真运行数据；
根据所述仿真运行数据对所述初始场景进行正确性评估，确定分布式光伏接入配电网的典型场景。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述仿真运行数据包括：电压波动变化量、整条馈线的网损数据和潮流逆转数据。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述仿真运行数据对所述初始场景进行正确性评估，确定分布式光伏接入配电网的典型场景，包括：
将同时满足下述所有配电网电压特性条件的初始场景确定为分布式光伏接入配电网的典型场景；
所述配电网电压特性条件包括：所述初始场景中分布式光伏接入配电网的电压波动变化量小于预设的电压波动阈值、初始场景中分布式光伏接入配电网的整条馈线的网损数据小于预设的网损阈值以及初始场景中分布式光伏接入配电网未发生潮流逆转。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设的电压波动阈值范围为6％-8％。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述分布式光伏接入配电网的整条馈线的网损数据的计算式为：
其中，Loss'表示配电网中整条馈线的网损数据，n为分布式光伏接入的总节点数，m表示分布式光伏接入的第m个节点，1≤m≤n，i＝1,2,…m，j＝1,2,…n，PLj表示线路第j个配变台区的负荷有功功率，QLj表示线路第j个配变台区的负荷无功功率，PGm表示m节点接入分布式光伏的有功功率，QGm表示m节点接入分布式光伏的无功功率，Ui表示节点i的电压，Ri表示节点i和节点i-1之间计算段的线路电阻参数；k＝m+1,…,n，PLi表示线路第i个配变台区的的负荷有功功率，QLi表示线路第i个配变台区的负荷无功功率，Uk为节点k的电压，Rk为节点k和节点k-1之间计算段的线路电阻参数。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述分布式光伏信息构建分布式光伏接入配电网的初始场景，包括：
针对所述分布式光伏信息进行组合排列，获取组合排列结果；
根据所述组合排列结果，对分布式光伏接入配电网的场景进行构建，得到分布式光伏接入配电网的初始场景。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述分布式光伏信息至少包括下述中的一种或多种：电压等级信息、位置接入信息和容量接入信息；其中，所述电压等级信息至少包括下述中的一种或多种包括：单一电压等级和多电压等级；所述位置接入信息至少包括下述中的一种或多种：首端接入信息、中端接入信息和末端接入信息；所述容量接入信息对应为分布式光伏的渗透率。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述初始场景建立对应的光伏等效模型，包括：
根据所述分布式光伏接入配电网的初始场景，获取分布式光伏接入配电网的节点类型；
根据所述分布式光伏接入配电网的节点类型，确定光伏输出的节点类型，并根据所述光伏输出的节点类型建立对应的光伏等效模型。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述分布式光伏接入配电网的节点类型至少包括下述中的一种或多种：PV和PQ节点；其中，所述PV节点通过无功功率和电压相位确定分布式光伏光伏的输出特性；所述PQ节点通过节点电压和相位确定分布式光伏的输出特性。
11.一种分布式光伏并网典型场景建立系统，其特征在于，包括：
场景构建模块：获取分布式光伏信息，根据所述分布式光伏信息构建分布式光伏接入配电网的初始场景；
模型建立模块：根据所述初始场景建立对应的光伏等效模型；
典型场景筛选模块：对所述光伏等效模型在各初始场景下进行仿真计算得到各初始场景对配电网电压特性的影响进而确定接入配电网的典型场景。
12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述典型场景筛选模块，具体用于：
对所述光伏等效模型在各初始场景下进行仿真计算，得到不同初始场景中分布式光伏接入配电网的仿真运行数据；
根据所述仿真运行数据对所述初始场景进行正确性评估，确定分布式光伏接入配电网的典型场景。
13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述典型场景筛选模块中的仿真运行数据包括：电压波动变化量、整条馈线的网损数据和潮流逆转数据。
14.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述典型场景筛选模块中根据所述仿真运行数据对所述初始场景进行正确性评估，确定分布式光伏接入配电网的典型场景，包括：
将同时满足下述所有配电网电压特性条件的初始场景确定为分布式光伏接入配电网的典型场景；
所述配电网电压特性条件包括：所述初始场景中分布式光伏接入配电网的电压波动变化量小于预设的电压波动阈值、初始场景中分布式光伏接入配电网的整条馈线的网损数据小于预设的网损阈值以及初始场景中分布式光伏接入配电网未发生潮流逆转。
15.一种计算机设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如权利要求1至10中任一项所述的分布式光伏并网典型场景建立方法。
16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如权利要求1至10中任一项所述的分布式光伏并网典型场景建立方法。
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