CN117578603B - 一种基于区域新能源调节的网架负载均衡方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电网规划技术领域，具体是公开了一种基于区域新能源调节的网架负载均衡方法，包括以下步骤：步骤1，对每个光伏用户所述的馈线进行分析，计算每条馈线能接入的光伏容量，从而得到累计的可接入光伏量；步骤2，基于配网线路运行数据和用户日负荷数据，考虑新能源的出力特性前提下，分析计算主线分段间配网负荷大小和网损值，精准确定最优运行方式，对重载主变、线路和配变进行补偿调配。本发明克服了现有技术的不足，在现状电网安全经济运行约束下，寻求满足线路及主变最优运行区间，考虑各类型新能源出力特性，制定不同场景下网架负载均衡策略。

Description

一种基于区域新能源调节的网架负载均衡方法

技术领域

本发明涉及电网规划技术领域，具体属于一种基于区域新能源调节的网架负载均衡方法。

背景技术

随着新能源发电的快速发展，越来越多的分布式电源接入地区电网中，使得电网的网架结构和负载均衡管理更为复杂。当前网架负载均衡调节主要手段依赖于调度人员在负荷高峰时改变线路的运行方式，通过改变线路中分段及联络开关的开合状态实现线路运行方式的调整，达到均衡负荷的目的。

主要存在以下不足：

1、传统人工模式在制定运行方式时无法量化线路分段实时负荷大小，仅考虑联络线路负载率在合理范围内进行运行方式调节，线路运行损耗等经济性指标无法考量。

2、因新能源出力具有间歇性、不确定性和波动性，人工在制定运行方式时无法考虑新能源出力的情况。

3、传统前推回代潮流计算方法中尚未充分考虑各种形式的新能源并网对电网的影响，不满足含新能源新型电网潮流求解。

发明内容

本发明的目的是提供了一种基于区域新能源调节的网架负载均衡方法，克服了现有技术的不足，在现状电网安全经济运行约束下，寻求满足线路及主变最优运行区间，考虑各类型新能源出力特性，制定不同场景下网架负载均衡策略。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：

一种基于区域新能源调节的网架负载均衡方法，包括以下步骤：

步骤1，对每个光伏用户所述的馈线进行分析，计算每条馈线能接入的光伏容量，从而得到累计的可接入光伏量；

步骤2，基于配网线路运行数据和用户日负荷数据，考虑新能源的出力特性前提下，分析计算主线分段间配网负荷大小和网损值，精准确定最优运行方式，对重载主变、线路和配变进行补偿调配。

进一步，步骤一所述计算每条馈线能接入的光伏容量，从而得到累计的可接入光伏量，具体包括以下步骤：

步骤1.1、根据指定时间段到每条馈线的负荷曲线，判断馈线的负荷曲线是否存在负荷倒送，若为是则进入步骤1.2，若为否则进入1.4；

步骤1.2、寻找负荷倒送馈线的联络馈线，从负荷倒送馈线的联络开关出发，将上一级主干分段负荷转移到负荷倒送馈线侧，重新计算负荷倒送馈线的负荷曲线，判断该馈线是否还存在负荷倒送，若为是则进入步骤，若为否则进入步骤1.3；

步骤1.3、将联络开关位置转移到联络馈线上一级的主干分段开关，并返回步骤1.1；

步骤1.4、将每个光伏用户的合同容量作为可接入容量；

步骤1.5、累加每个光伏用户的可接入容量作为光伏消纳量；

步骤1.6、根据设定的负荷增长率生成每条馈线的负荷特性曲线，根据天气类型生成每个光伏用户的负荷特性曲线；

步骤1.7、按照晴天天气的光伏行业典型负荷曲线与每条裤线负荷曲线相切，计算每条馈线还能接入的光伏容量，累加每条馈线还能接入的光伏容量。

进一步，步骤2中所述分析计算主线分段间配网负荷大小和网损值，精准确定最优运行方式，具体步骤包括：

步骤2.1、分析储能站所在的馈线，与该馈线有直接联络关系的馈线作为联通拓扑岛；

步骤2.2、叠加联通拓扑岛下的所有馈线负荷特性曲线，生成拓扑岛的负荷特性曲线，叠加所有联通拓扑岛下的所有馈线的光伏负荷特性曲线，生成拓扑岛下光伏负荷特性曲线；

步骤2.3、在拓扑岛下光伏负荷特性曲线中找到持续时间大于1小时的向馈线发电时间段；

步骤2.4、在拓扑岛下光伏负荷特性曲线中找到峰值时刻，找到该峰值时刻对应的拓扑岛负荷重载，判断向馈线发电时间段中是否包含峰值时刻，若为是则进入步骤2.5，若为否则进入步骤2.8；

步骤2.5、判断向馈线发电时间段中是否包含峰值时刻，若为是则进入步骤2.6，若为否则进入步骤2.8；

步骤2.6、找出联通拓扑岛负荷重载持续时间，并判断负荷重载持续时间是否大于1小时，若为是则进入步骤2.7，若为否则进入步骤2.8；

步骤2.7、在联通拓扑岛负荷重载持续时间内对储能站进行放电；

步骤2.8、分析储能站所述的馈线，找出该馈线负荷谷值持续时间，判断负荷谷值持续时间是否大于1小时，若为是则进入步骤2.9，若为否则进入步骤2.10；

步骤2.9、在负荷谷值持续时间内对储能站进行放电；

步骤2.10、找出该馈线负荷重载持续时间，判断负荷重载持续时间是否大于一小时，若为是则进入步骤2.12，若为否则进入步骤2.11；

步骤2.11、若该馈线负荷重载持续时间等于0小时，则在向馈线发电时间段内对储能站进行充电；

步骤2.12、在馈线负荷重载持续时间内向储能站进行放电；

步骤2.12、计算馈线负荷重载持续时间内的电量，结合储能站的容量，计算需转移负荷，判断需转移负荷是否大于0，若为是则进入步骤2.13；

步骤2.13、找出与该馈线直接联络的馈线中负载率最小的馈线，将该馈线与负载率最小的馈线的联络开关位置转移到负载率最小的馈线上一级的主干分段开关；

步骤2.14、重新找出该馈线负荷重载持续时间，并返回步骤2.10。

本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：

1、本发明在现状电网安全经济运行约束下，寻求满足线路及主变最优运行区间，考虑各类型新能源出力特性，制定不同场景下网架负载均衡策略。

2、本发明克服了人工模式下新能源接入电网后负载难以量化分析、传统配网潮流算法难以适应新能源新型网络潮流计算等问题，解决了现有调度模式下线路运行经济性、安全性指标难以量化的难题。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述，但本发明不仅限于这些实例，在为脱离本发明宗旨的前提下，所为任何改进均落在本发明的保护范围之内。

实施例1

本发明所述的一种基于区域新能源调节的网架负载均衡方法，包括以下步骤：

步骤1，对每个光伏用户所述的馈线进行分析，计算每条馈线能接入的光伏容量，从而得到累计的可接入光伏量。

步骤1.1、根据指定时间段到每条馈线的负荷曲线，判断馈线的负荷曲线是否存在负荷倒送，若为是则进入步骤1.2，若为否则进入1.4；

步骤1.2、寻找负荷倒送馈线的联络馈线，从负荷倒送馈线的联络开关出发，将上一级主干分段负荷转移到负荷倒送馈线侧，重新计算负荷倒送馈线的负荷曲线，判断该馈线是否还存在负荷倒送，若为是则进入步骤，若为否则进入步骤1.3；

步骤1.3、将联络开关位置转移到联络馈线上一级的主干分段开关，并返回步骤1.1；

步骤1.4、将每个光伏用户的合同容量作为可接入容量；

步骤1.5、累加每个光伏用户的可接入容量作为光伏消纳量；

步骤1.6、根据设定的负荷增长率生成每条馈线的负荷特性曲线，根据天气类型生成每个光伏用户的负荷特性曲线；

步骤1.7、按照晴天天气的光伏行业典型负荷曲线与每条裤线负荷曲线相切，计算每条馈线还能接入的光伏容量，累加每条馈线还能接入的光伏容量

步骤2，基于配网线路运行数据和用户日负荷数据，考虑新能源的出力特性前提下，分析计算主线分段间配网负荷大小和网损值，精准确定最优运行方式，对重载主变、线路和配变进行补偿调配。

步骤2.1、分析储能站所在的馈线，与该馈线有直接联络关系的馈线作为联通拓扑岛；

步骤2.2、叠加联通拓扑岛下的所有馈线负荷特性曲线，生成拓扑岛的负荷特性曲线，叠加所有联通拓扑岛下的所有馈线的光伏负荷特性曲线，生成拓扑岛下光伏负荷特性曲线；

步骤2.3、在拓扑岛下光伏负荷特性曲线中找到持续时间大于1小时的向馈线发电时间段；

步骤2.4、在拓扑岛下光伏负荷特性曲线中找到峰值时刻，找到该峰值时刻对应的拓扑岛负荷重载，判断向馈线发电时间段中是否包含峰值时刻，若为是则进入步骤2.5，若为否则进入步骤2.8；

步骤2.5、判断向馈线发电时间段中是否包含峰值时刻，若为是则进入步骤2.6，若为否则进入步骤2.8；

步骤2.6、找出联通拓扑岛负荷重载持续时间，并判断负荷重载持续时间是否大于1小时，若为是则进入步骤2.7，若为否则进入步骤2.8；

步骤2.7、在联通拓扑岛负荷重载持续时间内对储能站进行放电；

步骤2.8、分析储能站所述的馈线，找出该馈线负荷谷值持续时间，判断负荷谷值持续时间是否大于1小时，若为是则进入步骤2.9，若为否则进入步骤2.10；

步骤2.9、在负荷谷值持续时间内对储能站进行放电；

步骤2.10、找出该馈线负荷重载持续时间，判断负荷重载持续时间是否大于一小时，若为是则进入步骤2.12，若为否则进入步骤2.11；

步骤2.11、若该馈线负荷重载持续时间等于0小时，则在向馈线发电时间段内对储能站进行充电；

步骤2.12、在馈线负荷重载持续时间内向储能站进行放电；

步骤2.12、计算馈线负荷重载持续时间内的电量，结合储能站的容量，计算需转移负荷，判断需转移负荷是否大于0，若为是则进入步骤2.13；

步骤2.13、找出与该馈线直接联络的馈线中负载率最小的馈线，将该馈线与负载率最小的馈线的联络开关位置转移到负载率最小的馈线上一级的主干分段开关；

步骤2.14、重新找出该馈线负荷重载持续时间，并返回步骤2.10。

本发明基于中压配网设备(含新能源)建立符合国家标准的电网模型，整合关联匹配中压图模设备的台账和运行数据，搭建配网全景仿真模拟环境。

针对以上痛点问题，首先采用改进的牛顿拉夫逊潮流计算方法，针对配电网出现不平衡的特点，通过外接不平衡电压分布式电源不同控制下的建模，实现三相潮流计算；同时仿真光伏外接无穷大系统验证了该算法的收敛性和正确性。

其次在配网负载均衡调节过程中，基于配网线路运行数据和用户日负荷数据，考虑新能源的出力特性前提下，结合适用于新能源的潮流算法量化分析计算主线分段间配网负荷大小和网损值，精准确定最优运行方式，即当前运行方式下电网负载相对均衡且运行损耗最低。

最后，基于新能源出力及日负荷特性，对一些重载主变、线路和配变进行补偿调配，达到削峰填谷、均衡负载的目的。

以上内容仅仅是对本发明构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种基于区域新能源调节的网架负载均衡方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，对每个光伏用户所述的馈线进行分析，计算每条馈线能接入的光伏容量，从而得到累计的可接入光伏量；

步骤2，基于配网线路运行数据和用户日负荷数据，考虑新能源的出力特性前提下，分析计算主线分段间配网负荷大小和网损值，精准确定最优运行方式，对重载主变、线路和配变进行补偿调配；

步骤2中所述分析计算主线分段间配网负荷大小和网损值，精准确定最优运行方式，具体步骤包括：

步骤2.1、分析储能站所在的馈线，与该馈线有直接联络关系的馈线作为联通拓扑岛；

步骤2.2、叠加联通拓扑岛下的所有馈线负荷特性曲线，生成拓扑岛的负荷特性曲线，叠加所有联通拓扑岛下的所有馈线的光伏负荷特性曲线，生成拓扑岛下光伏负荷特性曲线；

步骤2.3、在拓扑岛下光伏负荷特性曲线中找到持续时间大于1小时的向馈线发电时间段；

步骤2.4、在拓扑岛下光伏负荷特性曲线中找到峰值时刻，找到该峰值时刻对应的拓扑岛负荷重载，判断向馈线发电时间段中是否包含峰值时刻，若为是则进入步骤2.5，若为否则进入步骤2.8；

步骤2.5、判断向馈线发电时间段中是否包含峰值时刻，若为是则进入步骤2.6，若为否则进入步骤2.8；

步骤2.6、找出联通拓扑岛负荷重载持续时间，并判断负荷重载持续时间是否大于1小时，若为是则进入步骤2.7，若为否则进入步骤2.8；

步骤2.7、在联通拓扑岛负荷重载持续时间内对储能站进行放电；

步骤2.8、分析储能站所述的馈线，找出该馈线负荷谷值持续时间，判断负荷谷值持续时间是否大于1小时，若为是则进入步骤2.9，若为否则进入步骤2.10；

步骤2.9、在负荷谷值持续时间内对储能站进行放电；

步骤2.10、找出该馈线负荷重载持续时间，判断负荷重载持续时间是否大于一小时，若为是则进入步骤2.12，若为否则进入步骤2.11；

步骤2.11、若该馈线负荷重载持续时间等于0小时，则在向馈线发电时间段内对储能站进行充电；

步骤2.12、在馈线负荷重载持续时间内向储能站进行放电；

步骤2.13、计算馈线负荷重载持续时间内的电量，结合储能站的容量，计算需转移负荷，判断需转移负荷是否大于0，若为是则进入步骤2.14；

步骤2.14、找出与该馈线直接联络的馈线中负载率最小的馈线，将该馈线与负载率最小的馈线的联络开关位置转移到负载率最小的馈线上一级的主干分段开关；

步骤2.15、重新找出该馈线负荷重载持续时间，并返回步骤2.10。

2.根据权利要求1所述的一种基于区域新能源调节的网架负载均衡方法，其特征在于：步骤一所述计算每条馈线能接入的光伏容量，从而得到累计的可接入光伏量，具体包括以下步骤：

步骤1.1、根据指定时间段到每条馈线的负荷曲线，判断馈线的负荷曲线是否存在负荷倒送，若为是则进入步骤1.2，若为否则进入1.4；

步骤1.2、寻找负荷倒送馈线的联络馈线，从负荷倒送馈线的联络开关出发，将上一级主干分段负荷转移到负荷倒送馈线侧，重新计算负荷倒送馈线的负荷曲线，判断该馈线是否还存在负荷倒送，若为是则进入步骤，若为否则进入步骤1.3；

步骤1.3、将联络开关位置转移到联络馈线上一级的主干分段开关，并返回步骤1.1；

步骤1.4、将每个光伏用户的合同容量作为可接入容量；

步骤1.5、累加每个光伏用户的可接入容量作为光伏消纳量；

步骤1.6、根据设定的负荷增长率生成每条馈线的负荷特性曲线，根据天气类型生成每个光伏用户的负荷特性曲线；

步骤1.7、按照晴天天气的光伏行业典型负荷曲线与每条裤线负荷曲线相切，计算每条馈线还能接入的光伏容量，累加每条馈线还能接入的光伏容量。