一种中压配电网优化方法

1.本发明涉及配电网运行分析与控制领域，特别涉及一种中压配电网电压波动和网络损耗优化方法。


背景技术：

2.随着全球能源形势趋于紧张，环境保护需求日益增强，太阳能光伏发电技术作为一种可持续的新能源发电方式，近年来得到迅速发展，并在世界范围内得到广泛应用。然而随着用户侧光伏并网数量的日益增多，电网所面临的的网损过大，电压波动等问题日益突出。
3.目前，我国尚缺乏针对光伏自身特点的并网规划模式及准则，对光伏接入中压配电网优化控制策略还处于起步阶段。因此，大多数工程实践仍借鉴传统机组并网规划准则，缺乏针对光伏出力的随机性、差异性而对电网安全性和经济性所带来影响的统筹规划。本发明所提方法，可通过集中控制策略，统一调度中压配电网所接入光伏出力，而实现降低系统网损，减小节点电压波动等目标，提高电网运行安全性与经济性。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种中压配电网优化电压波动和网络损耗的方法。首先，建立中压配电网优化控制模型，根据最终优化目标，即网损值最小，节点电压波动最小，以及光伏消纳最大，建立目标函数；其次根据中压配电网运行条件，即潮流平衡约束、节点电压约束、发电机功率约束，以及分布式电源出力约束，建立约束条件函数；最后，通过二阶锥松弛和cplex求解器优化求解，针对所建函数模型进行优化运行，实现对中压配电网的优化控制仿真运算。
附图说明
5.图1为本发明提出的中压配电网优化控制仿真流程图；
具体实施方式
6.本发明专利的具体流程如图1所示：
7.step 1：分析中压配电网目前所遇到问题，根据现有问题及电网运行特性，建立中压配电网优化模型
8.step 2：针对中压配电网目前由于大比例用户光伏接入而引起的网损过大，电压波动较大等问题，提出目标函数：
9.f＝w1p
loss
w2vuf w3p
dg
ꢀꢀꢀ
(1)
10.[0011][0012][0013]
式中：p
loss
、vuf和p
dg
为目标函数；p
loss
为网络损耗最小值；vuf为网络整体电压偏移最小值；p
dg
为中压配电网分布式电源消纳最大值；w1—w3为各目标的权重，根据网络运行情况和实际控制需求确定；i、j表示节点符号；n表示节点个数；n表示分布式电源个数。
[0014]
step 3：依据中压配电网运行特性，建立线路潮流约束，节点电压约束，分布式电源出力约束等约束条件：
[0015]
1)潮流平衡约束
[0016]
网络中的节点i和节点j之间的潮流平衡约束，可表示为：
[0017][0018]
2)节点电压约束
[0019]vmin
≤vi≤v
max
ꢀꢀꢀ
(6)
[0020]
3)中压层光伏出力约束
[0021]
p
dg.imin
≤p
dg.i
≤p
dg.imax
ꢀꢀꢀ
(7)
[0022]
4)节点负荷受pcc点功率响应值约束
[0023][0024]
式中：i、j表示节点符号；min、max分别代表对应最小、最大值。
[0025]
step 4：中压配电网由于其通信健全，计算能力较强，对于网损、电压波动等全局指标有较高的要求等特性，故采用集中式控制策略，设置时间窗口为1小时。采用cplex优化算法，针对中压配电网模型进行仿真，通过调控分布式电源出力来实现优化控制策略。
[0026]
step 5：对比调控前后系统网损，节点电压波动等优化曲线，若曲线达到预期效果，则进入step6；若未达到，则修订相关约束条件。
[0027]
step 6：继续仿真，直至仿真结束，输出中压配电网通过调控分布式电源出力而实现针对网损，节点电压波动优化的仿真结果。


技术特征：
1.一种中压配电网优化网络损耗和节点电压的方法，其特征在于，包含以下理论分析：s11：中压配电网由于其通信健全，计算能力较强，对于网损、电压波动等全局指标有较高的要求，故采用集中式优化控制策略；s12：分布式光伏出力同日照强度有很大关联，选取典型光伏一天24小时出力为研究对象，以小时作为优化控制时长，建立小时级优化控制模型；s13：分析分布式光伏对配电网网损的作用机理，由于配网线路接近电源的部分流过的潮流和负荷电流要明显大于远离电源的线路部分，故配网变压器和接近电源部分馈线会产生发热和高损耗，因此若在配网的合适位置接入适当容量的分布式电源，通过调节分布式电源出力即可改善线路潮流分布和流过负荷电流，从而达到降低配电网馈线的网损的效果；s14：分析分布式光伏对配电网节点电压波动的作用机理，在含有大比例分布式光伏接入的配电网系统中，用户侧电压可能不再是系统电压的最低点，此时则要求用户侧无功设备不仅能发出无功，同时也能吸收无功，因此中压配电网通过调整分布式电源的出力，可以达到降低电压偏移，改善电网环境的作用；s15：cplex优化算法，可解决线性规划问题、二次规划问题、二次约束规划问题及混合整数规划问题。它能够处理有数百万个变量和约束的问题，还能够作为求解器的形式与matlab配合使用，可实现混合编程。2.基于权利要求1所述理论依据的中压配电网优化控制方案，其特征在于，包含以下步骤：s21：选取典型日光伏24h出力值；；s22：建立中压配电网模型，以最小网损和最小电压波动为目标函数，以潮流平衡、节点电压平衡及分布式电源消纳为约束条件，建立函数模型；s23：采用cplex优化算法，对已建立的配电网模型进行仿真优化，通过调节分布式电源出力而实现电压波动和网损的优化控制效果。3.基于权利要求2的优化控制方法的具体优化步骤，其特征在于，包含以下步骤：s31：根据配电网参数建立仿真模型；s32：接入分布式光伏；s33：采用cplex优化算法，针对函数模型进行仿真优化；s34：将优化前后网络损耗，节点电压数值绘成曲线，对比前后仿真图像，得出分布式光伏在中压配电网中的优化效果。

技术总结
本发明涉及配电网运行分析与控制领域，具体涉及一种中压配电网电压波动和网络损耗优化方法。该方法通过建立中压配电网模型并进行二阶锥松弛和CPLEX算法求解，采用集中式控制分布式电源出力，针对中压配电网网络损耗和节点电压波动问题进行优化。点电压波动问题进行优化。点电压波动问题进行优化。


技术研发人员：于浩淼 吴敏 王亚伟 尹忠东
受保护的技术使用者：华北电力大学
技术研发日：2022.03.29
技术公布日：2022/5/6