CN117767443A - 一种分布式电源的位置优化方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种分布式电源的位置优化方法、装置、设备及存储介质，所述方法包括：建立分布式电源在配电网中的成本目标函数，确定所述成本目标函数的约束条件，确定在所述约束条件下，当所述成本目标函数取得最小值时，所述分布式电源在所述配电网中的安装位置。由此可见，在选择分布式电源的安装位置时，考量了分布式电源在安装后的电力成本和建设成本，并在电力成本和建设成本整体最小时取得分布式电源的安装位置，以使分布式电源的安装位置达到最优电力资源效益，从而减小电力资源浪费。
Description
技术领域
本申请涉及电力系统规划技术领域，更具体的说，是涉及一种分布式电源的位置优化方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
随着全球能源危机的显现和人们环保意识的增强，分布式电源逐渐被世界各国所重视并在近几年得到快速发展和应用。分布式电源通常指直接接入配电网并且分布在用电负荷附近的小型发电机组。其容量大多在几十千瓦至几十兆瓦之间。分布式电源发电利用形式有太阳能、风能、地热能、生物质能、燃料电池等。分布式电源凭借其投资省、发电方式灵活、与环境兼容等优点而备受关注，它与电网联合运行可以提高系统的经济性、安全性、可靠性和灵活性，并且满足了可持续发展的要求，大大减轻了环保的压力。
如今，光伏分布式发电装置在配电系统中的渗透逐渐增加，当分布式电源安装位置不合理时，将带来功率损耗增加、电压调节偏差、故障电流水平增加，以及与电能质量有关的其他问题，如过电压、欠电压、谐波和电压骤降等。
如何对配电系统中的光伏分布式电源位置进行优化，是需要关注的问题。
发明内容
鉴于上述问题，本申请提供了一种分布式电源的位置优化方法、装置、设备及存储介质，以在配电系统中合理安装分布式电源，减少电力资源浪费。
为了实现上述目的，现提出具体方案如下：
一种分布式电源的位置优化方法，包括：
建立分布式电源在配电网中的成本目标函数，所述成本目标函数为：
f＝Costgrid+CostPV
其中，f为所述成本目标函数，Costgrid为所述分布式电源的电力成本，CostPV为所述分布式电源的建设成本；
确定所述成本目标函数的约束条件；
确定在所述约束条件下，当所述成本目标函数取得最小值时，所述分布式电源在所述配电网中的安装位置。
可选的，所述分布式电源的电力成本为：
Costgrid＝CEgrid·Pgrid·t
其中，CEgrid为所述配电网的电价，Pgrid为所述分布式电源从所述配电网获取到的功率，t为所述分布式电源从所述配电网获取所述功率所花费的时间。
可选的，所述分布式电源的建设成本为：
CostPV＝ICPV·PDG
其中，ICPV为所述分布式电源的装机容量，PDG为所述分布式电源的出力功率。
可选的，所述约束条件为：
其中，Vi为所述配电网中的节点i的电压，Vmin为所述配电网的最小电压，Vmax为所述配电网的最大电压，PDGmin为所述分布式电源的最小出力功率，PDGmax为所述分布式电源的最大出力功率。
一种分布式电源的位置优化装置，包括：
成本目标函数建立单元，用于建立分布式电源在配电网中的成本目标函数，所述成本目标函数为：
f＝Costgrid+CostPV
其中，f为所述成本目标函数，Costgrid为所述分布式电源的电力成本，CostPV为所述分布式电源的建设成本；
约束条件确定单元，用于确定所述成本目标函数的约束条件；
安装位置确定单元，用于确定在所述约束条件下，当所述成本目标函数取得最小值时，所述分布式电源在所述配电网中的安装位置。
可选的，所述分布式电源的电力成本为：
Costgrid＝CEgrid·Pgrid·t
其中，CEgrid为所述配电网的电价，Pgrid为所述分布式电源从所述配电网获取到的功率，t为所述分布式电源从所述配电网获取所述功率所花费的时间。
可选的，所述分布式电源的建设成本为：
CostPV＝ICPV·PDG
其中，ICPV为所述分布式电源的装机容量，PDG为所述分布式电源的出力功率。
可选的，所述约束条件为：
其中，Vi为所述配电网中的节点i的电压，Vmin为所述配电网的最小电压，Vmax为所述配电网的最大电压，PDGmin为所述分布式电源的最小出力功率，PDGmax为所述分布式电源的最大出力功率。
一种分布式电源的位置优化设备，包括存储器和处理器；
所述存储器，用于存储程序；
所述处理器，用于执行所述程序，实现如上所述的分布式电源的位置优化方法的各个步骤。
一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的分布式电源的位置优化方法的各个步骤。
借由上述技术方案，本申请通过建立分布式电源在配电网中的成本目标函数，确定所述成本目标函数的约束条件，确定在所述约束条件下，当所述成本目标函数取得最小值时，所述分布式电源在所述配电网中的安装位置。由此可见，在选择分布式电源的安装位置时，考量了分布式电源在安装后的电力成本和建设成本，并在电力成本和建设成本整体最小时取得分布式电源的安装位置，以使分布式电源的安装位置达到最优电力资源效益，从而减小电力资源浪费。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本申请实施例提供的实现分布式电源的位置优化的一种流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种实现分布式电源的位置优化的装置结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种实现分布式电源的位置优化的设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请方案可以基于具备数据处理能力的终端实现，该终端可以是电脑、服务器、云端等。
接下来，结合图1所述，本申请的分布式电源的位置优化方法可以包括以下步骤：
步骤S110、建立分布式电源在配电网中的成本目标函数。
其中，成本目标函数可以描述分布式电源的成本与其安装在配电网中的位置的关系。
具体的，所述成本目标函数可以为：
F(x)＝f＝Costgrid+CostPV
其中，f为所述成本目标函数，Costgrid为所述分布式电源的电力成本，CostPV为所述分布式电源的建设成本，x表示分布式电源在配电网中的安装位置。
可以理解的是，电力成本可以表示分布式电源在当前安装位置下所消耗的电力成本，建设成本可以表示分布式电源在当前安装位置下进行安装的成本。电力成本与建设成本均与分布式电源在配电网中的安装位置相关，因此通过对电力成本与建设成本进行成本最小优化，能够得出分布式电源在配电网中的经济性优化位置。
步骤S120、确定所述成本目标函数的约束条件。
可以理解的是，成本目标函数中涉及到分布式电源的多个参数，部分参数的值需限定在指定的范围内，那么约束条件可以表示这些参数被限定的集合。
步骤S130、确定在所述约束条件下，当所述成本目标函数取得最小值时，所述分布式电源在所述配电网中的安装位置。
可以理解的是，当所述成本目标函数取得最小值时，所确定得到的x为分布式电源在所述配电网中的安装位置，那么在该位置下按照分布式电源，能够使得成本目标函数取得最小值，以使分布式电源的安装位置达到最优电力资源效益，从而减小电力资源浪费。
本实施例提供的分布式电源的位置优化方法，通过建立分布式电源在配电网中的成本目标函数，确定所述成本目标函数的约束条件，确定在所述约束条件下，当所述成本目标函数取得最小值时，所述分布式电源在所述配电网中的安装位置。由此可见，在选择分布式电源的安装位置时，考量了分布式电源在安装后的电力成本和建设成本，并在电力成本和建设成本整体最小时取得分布式电源的安装位置，以使分布式电源的安装位置达到最优电力资源效益，从而减小电力资源浪费。
本申请的一些实施例中，对上述实施例提到的分布式电源的电力成本进行进一步介绍，该电力成本可以为：
Costgrid＝CEgrid·Pgrid·t
其中，CEgrid为所述配电网的电价，Pgrid为所述分布式电源从所述配电网获取到的功率，t为所述分布式电源从所述配电网获取所述功率所花费的时间。
可以理解的是，分布式电源在配电网的不同位置上所获取到的功率不同，而且在配电网的不同位置上从所述配电网获取所述功率所花费的时间也不同，因此Pgrid跟t均与成本目标函数的x相关。
本实施例提供的分布式电源的位置优化方法，从分布式电源获取到的功率以及获取功率的时间的角度，来计算分布式电源的电力成本，使得分布式电源的安装位置选取能够在电力成本的角度上进行优化。
本申请的一些实施例中，对上述实施例提到的分布式电源的建设成本进行进一步介绍，该建设成本可以为：
CostPV＝ICPV·PDG
其中，ICPV为所述分布式电源的装机容量，PDG为所述分布式电源的出力功率。
可以理解的是，在配电网的不同位置安装分布式电源，所要求分布式电源的功率出力程度不同，因此PDG与成本目标函数的x相关。
本实施例提供的分布式电源的位置优化方法，从分布式电源的功率出力程度来计算分布式电源的建设成本，使得分布式电源的安装位置选取能够在建设成本的角度上进行优化。
本申请的一些实施例中，对上述实施例提到的成本目标函数的约束条件进行进一步介绍，具体的，该约束条件可以为：
其中，Vi为所述配电网中的节点i的电压，Vmin为所述配电网的最小电压，Vmax为所述配电网的最大电压，PDGmin为所述分布式电源的最小出力功率，PDGmax为所述分布式电源的最大出力功率。
可以理解的是，配电网中包括有多个节点，由于分布式电源在不同位置安装对节点电压的影响不同，在不合理的位置上安装分布式电源可能会导致某一节点(如节点i的电压)过大或过小，因此需要将配电网的各个节点的电压限制在最大电压与最小电压之间，以使最终得到的分布式电源的安装位置合理化。
本实施例提供的分布式电源的位置优化方法，通过对成本目标函数构造约束条件，使配电网的各个节点的电压限制在最大电压与最小电压之间，以使最终得到的分布式电源的安装位置合理化。
下面对本申请实施例提供的实现分布式电源的位置优化的装置进行描述，下文描述的实现分布式电源的位置优化的装置与上文描述的实现分布式电源的位置优化方法可相互对应参照。
参见图2，图2为本申请实施例公开的一种实现分布式电源的位置优化的装置结构示意图。
如图2所示，该装置可以包括：
成本目标函数建立单元11，用于建立分布式电源在配电网中的成本目标函数，所述成本目标函数为：
f＝Costgrid+CostPV
其中，f为所述成本目标函数，Costgrid为所述分布式电源的电力成本，CostPV为所述分布式电源的建设成本；
约束条件确定单元12，用于确定所述成本目标函数的约束条件；
安装位置确定单元13，用于确定在所述约束条件下，当所述成本目标函数取得最小值时，所述分布式电源在所述配电网中的安装位置。
可选的，所述分布式电源的电力成本为：
Costgrid＝CEgrid·Pgrid·t
其中，CEgrid为所述配电网的电价，Pgrid为所述分布式电源从所述配电网获取到的功率，t为所述分布式电源从所述配电网获取所述功率所花费的时间。
可选的，所述分布式电源的建设成本为：
CostPV＝ICPV·PDG
其中，ICPV为所述分布式电源的装机容量，PDG为所述分布式电源的出力功率。
可选的，所述约束条件为：
其中，Vi为所述配电网中的节点i的电压，Vmin为所述配电网的最小电压，Vmax为所述配电网的最大电压，PDGmin为所述分布式电源的最小出力功率，PDGmax为所述分布式电源的最大出力功率。
本申请实施例提供的分布式电源的位置优化的装置可应用于分布式电源的位置优化的设备，如终端：手机、电脑等。可选的，图3示出了分布式电源的位置优化的设备的硬件结构框图，参照图3，分布式电源的位置优化的设备的硬件结构可以包括：至少一个处理器1，至少一个通信接口2，至少一个存储器3和至少一个通信总线4；
在本申请实施例中，处理器1、通信接口2、存储器3、通信总线4的数量为至少一个，且处理器1、通信接口2、存储器3通过通信总线4完成相互间的通信；
处理器1可能是一个中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路等；
存储器3可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatilememory)等，例如至少一个磁盘存储器；
其中，存储器存储有程序，处理器可调用存储器存储的程序，所述程序用于：
建立分布式电源在配电网中的成本目标函数，所述成本目标函数为：
f＝Costgrid+CostPV
其中，f为所述成本目标函数，Costgrid为所述分布式电源的电力成本，CostPV为所述分布式电源的建设成本；
确定所述成本目标函数的约束条件；
确定在所述约束条件下，当所述成本目标函数取得最小值时，所述分布式电源在所述配电网中的安装位置。
可选的，所述程序的细化功能和扩展功能可参照上文描述。
本申请实施例还提供一种存储介质，该存储介质可存储有适于处理器执行的程序，所述程序用于：
建立分布式电源在配电网中的成本目标函数，所述成本目标函数为：
f＝Costgrid+CostPV
其中，f为所述成本目标函数，Costgrid为所述分布式电源的电力成本，CostPV为所述分布式电源的建设成本；
确定所述成本目标函数的约束条件；
确定在所述约束条件下，当所述成本目标函数取得最小值时，所述分布式电源在所述配电网中的安装位置。
可选的，所述程序的细化功能和扩展功能可参照上文描述。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间可以根据需要进行组合，且相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种分布式电源的位置优化方法，其特征在于，包括：
建立分布式电源在配电网中的成本目标函数，所述成本目标函数为：
f＝Costgrid+CostPV
其中，f为所述成本目标函数，Costgrid为所述分布式电源的电力成本，CostPV为所述分布式电源的建设成本；
确定所述成本目标函数的约束条件；
确定在所述约束条件下，当所述成本目标函数取得最小值时，所述分布式电源在所述配电网中的安装位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分布式电源的电力成本为：
Costgrid＝CEgrid·Pgrid·t
其中，CEgrid为所述配电网的电价，Pgrid为所述分布式电源从所述配电网获取到的功率，t为所述分布式电源从所述配电网获取所述功率所花费的时间。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分布式电源的建设成本为：
CostPV＝ICPV·PDG
其中，ICPV为所述分布式电源的装机容量，PDG为所述分布式电源的出力功率。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述约束条件为：
其中，Vi为所述配电网中的节点i的电压，Vmin为所述配电网的最小电压，Vmax为所述配电网的最大电压，PDGmin为所述分布式电源的最小出力功率，PDGmax为所述分布式电源的最大出力功率。
5.一种分布式电源的位置优化装置，其特征在于，包括：
成本目标函数建立单元，用于建立分布式电源在配电网中的成本目标函数，所述成本目标函数为：
f＝Costgrid+CostPV
其中，f为所述成本目标函数，Costgrid为所述分布式电源的电力成本，CostPV为所述分布式电源的建设成本；
约束条件确定单元，用于确定所述成本目标函数的约束条件；
安装位置确定单元，用于确定在所述约束条件下，当所述成本目标函数取得最小值时，所述分布式电源在所述配电网中的安装位置。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述分布式电源的电力成本为：
Costgrid＝CEgrid·Pgrid·t
其中，CEgrid为所述配电网的电价，Pgrid为所述分布式电源从所述配电网获取到的功率，t为所述分布式电源从所述配电网获取所述功率所花费的时间。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述分布式电源的建设成本为：
CostPV＝ICPV·PDG
其中，ICPV为所述分布式电源的装机容量，PDG为所述分布式电源的出力功率。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述约束条件为：
其中，Vi为所述配电网中的节点i的电压，Vmin为所述配电网的最小电压，Vmax为所述配电网的最大电压，PDGmin为所述分布式电源的最小出力功率，PDGmax为所述分布式电源的最大出力功率。
9.一种分布式电源的位置优化设备，其特征在于，包括存储器和处理器；
所述存储器，用于存储程序；
所述处理器，用于执行所述程序，实现如权利要求1-4任一项所述的分布式电源的位置优化方法的各个步骤。
10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-4任一项所述的分布式电源的位置优化方法的各个步骤。
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