一种含分布式电源配电网的规划方法与流程

1.本发明涉及配电网规划领域，特别涉及一种含分布式电源配电网的规划方法。


背景技术：

2.进入二十一世纪之后，电力工业发展十分迅速，基础设施建设的日益完善、各类智能化设备的接入以及先进的调节控制技术等，使得电力系统的可靠性得到显著的提高。但是日益频发的各种自然灾害和人为袭击正威胁着系统的安全可靠运行，且高渗透率分布式光伏等可再生能源输出功率的随机波动和大量电动汽车的无序充电也会对配电网的安全运行带来冲击，因此，亟需对配电网的供配电与维修方案进行合理有效的规划，使得电网在运行时遇到问题时能够第一时间做出反应进行调整。
3.中国专利cn109242177b提供了一种“有源配电网规划方法”，该方法采用建立光伏发电出力模型，配电公司电价调节模型，配电网网架结构等方法对有源配电网进行规划，能够选择最优，经济性最高的方案，但是这种方案对于负载变化随机性大，分布式电源波动显著的电网不能适用。


技术实现要素：

4.针对上述配电网弹性差的问题，本发明提供一种含分布式电源配电网的规划方法，该方法采用微电网建模分析的方法，模拟实际配电网数据，完善配电网的维修和供配电模型，达到提高电网供配电效率，增加电网弹性的效果。
5.本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明包括步骤：s1：使用微电网建模分析技术，在微电网实验室建立分布式电源模型和电网模型进行配电网运行模拟，量化分析配电网的分布式电源接入能力和消纳能力；s2：统计电网内用电负载的资料，根据资料控制电网模型中用电负载数据；s3：统计配电网故障以及维修成本数据，构建配电网维修模型；s4：构建含分布式电源配电网的供配电模型。
6.该方法研究考虑多重约束的配电网承载可用资源能力，在微电网实验室进行仿真可以对实际电网问题进行探讨，能力量化和构建模型使供配电流程完善，后续还可以推进智能电网的建设，以应对极端事件带来的不利因素。
7.作为优选，所述步骤s1的评估配电网的分布式电源接入能力、消纳能力的具体步骤为：s11：设置分布式电源反馈模块以及配电网反馈模块，将它们分别与分布式电源和配电网相连接；s12：将分布式电源模型中各电源模块接入配电网模型；s13：改变各电源模块的接入容量，由分布式电源反馈电路反馈电源模块接入配电网运行的相关数据；s14：改变微电网的负载类型以及负载容量，配电网测量模块反馈配电网数据；
s15：根据分布式电源接入数据和配电网数据与标准配电网数据对比，分析得出配电网的分布式电源接入能力以及消纳能力。
8.其中，由于分布式电源的电力来源不同，发力效果不同，如光伏发电的稳定性相较于风力发电较高，但输出功率的随机波动性大，它们接入电网的效果不同，所以需要将各电源模块分别接入电网。
9.分布式电源反馈电路所反馈的基本数据包括电压质量(电压偏差与电压波动)与短路容量、节点电压、母线短路电流、分布式电源最大接入容量。
10.作为优选，所述步骤s2的配电网内用电负载的资料，具体包括负载的种类、负载的区域分布、各区域负载占电网总负载比重、各种类负载在各时段的用电量以及各种类负载的供电优先度，对于负载的考虑需要全面，尤其是新型负载和各种城市的用电桩，这些负载的随机性较高，综合分析难度较大。
11.作为优选，所述控制电网模型中用电负载数据的方法具体为：在微电网实验室设置ems系统，将在电网中统计的负载类型和负载容量数据输入ems系统，使用ems系统进行负载调控。采用ems智能控制，可以减少工作量和人工操作失误率，提高数据准确率。
12.作为优选，所述步骤s3构建配电网维修模型具体为：s31：统计所述配电网故障在不同区域各时段的发生概率，记为离散函数g
x
(i，j)，表示配电网在i区域，j时段的故障发生概率；s32：确定调动成本系数k
nd
：k
nd
∝mfb
*t
dd
其中t
dd
为分布式电源的调度时间，m
fb
为分布式电源调度容量；s33：确定维修所跨时段t
sd
，维修范围所跨区域c
mj
以及维修成本fy；s34：根据以上数据构建配电网维修模型：其中，d
wx
为配电网维修预留费用，y
yx
为同类型电网维修优先度，d
yz
为维修费用均值，f
yq
为预期损失总费用，k
ks
为故障段配电网对总配电网的影响系数。
13.采用二重积分建模方法，更加全面的考虑电网的电网故障问题，以便计算需要提前设置的配电裕量，提高电网弹性；采用近似标幺计算的方法来计算维修优先度，最大程度减少损失。
14.作为优选，所述配电网故障发生概率＝故障持续天数/365，所述维修成本fy包括故障设备损失费用、人工费用、生产停滞损失费用。其中还可以包括产业链连带损失费用。
15.作为优选，，所述步骤s4中构建含分布式电源配电网的供配电模型，具体为：s41：将i区域的j时段用电量记为a
ij
，设置配电矩阵hs＝[a
ij
]
m*n
；s42：设置分布式电源调度矩阵hd＝[d
fi
]
l*m
，其中d
fi
为分布式电源中的f电源模块对于i区域配电网的调度系数；s43:建立供配电模型为：i区域在j时段的配电量预设值:d
ys
＝a
ij
*d
fi
；
i区域每时段的配电量预设值:其中n为总时段数，l为总电源模块数，d0为单位电价；所述每时段的配电量预设值范围：(min(a
ij
*d
fi
)，max(a
ij
*d
fi
))。
[0016]
根据区域配电网和各时段进行供配电，同时从分布式电源的不同电源模块对于区域配电网的适配性出发，提高配电资源分配的合理性，最后配电量预设值范围为配电容错的范围。
[0017]
作为优选，所述调度系数d
fi
的值与所需配电区域的配电网对分布式电源的接入能力和消纳能力有关，接入能力与消纳能力越强，调度系数越大。接入能力和消纳能力之前在建模时提到采用量化处理的方法，可以得到对比系数值。
[0018]
本发明的有益效果：使用微电网建模分析技术，能够更为高效直观地得出配电网的供配电效果；提高电网供电能力和供电服务质量，保障供电的安全性和可靠性，以及提升电网精益化管理水平为有针对性的适应性规划建设提供支撑，提高电网分布式电源消纳能力和供电服务能力；量化分析的方法可以科学表达出电网弹性能力。
附图说明
[0019]
图1为本发明的一种流程图；图2为本发明的一种分布式电源-电网结构图。
具体实施方式
[0020]
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0021]
实施例：本实施例的一种含分布式电源配电网的规划方法，如图1所示，包括步骤：s1：使用微电网建模分析技术，在微电网实验室建立分布式电源模型和电网模型进行配电网运行模拟，量化分析配电网的分布式电源接入能力和消纳能力；具体为：s11：设置分布式电源反馈模块以及配电网反馈模块，将它们分别与分布式电源和配电网相连接；s12：将分布式电源模型中各电源模块接入配电网模型；s13：改变各电源模块的接入容量，由分布式电源反馈电路反馈电源模块接入配电网运行的相关数据；s14：改变微电网的负载类型以及负载容量，配电网测量模块反馈配电网数据；s15：根据分布式电源接入数据和配电网数据与标准配电网数据对比，分析得出配电网的分布式电源接入能力以及消纳能力。
[0022]
其中，由于分布式电源的电力来源不同，发力效果不同，如光伏发电的稳定性相较于风力发电较高，但输出功率的随机波动性大，它们接入电网的效果不同，所以需要将各电源模块分别接入电网。
[0023]
分布式电源反馈电路所反馈的基本数据包括电压质量(电压偏差与电压波动)与短路容量、节点电压、母线短路电流、分布式电源最大接入容量。
[0024]
s2：统计电网内用电负载的资料，根据资料控制电网模型中用电负载数据；其中用电负载数据具体包括负载的种类、负载的区域分布、各区域负载占电网总负载比重、各种类负载在各时段的用电量以及各种类负载的供电优先度，对于负载的考虑需要全面，尤其是新型负载和各种城市的用电桩，这些负载的随机性较高，综合分析难度较大。所述控制电网模型中用电负载数据的方法具体为：在微电网实验室设置ems系统，将在电网中统计的负载类型和负载容量数据输入ems系统，使用ems系统进行负载调控。采用ems智能控制，可以减少工作量和人工操作失误率，提高数据准确率。
[0025]
s3：统计配电网故障以及维修成本数据，构建配电网维修模型；其中，构建配电网维修模型具体为：s31：统计所述配电网故障在不同区域各时段的发生概率，记为离散函数g
x
(i，j)，表示配电网在i区域，j时段的故障发生概率；s32：确定调动成本系数k
nd
：k
nd
∝mfb
*t
dd
其中t
dd
为分布式电源的调度时间，m
fb
为分布式电源调度容量；s33：确定维修所跨时段t
sd
，维修范围所跨区域c
mj
以及维修成本fy；s34：根据以上数据构建配电网维修模型：其中，d
wx
为配电网维修预留费用，y
yx
为同类型电网维修优先度，d
yz
为维修费用均值，f
yq
为预期损失总费用，k
ks
为故障段配电网对总配电网的影响系数。
[0026]
采用二重积分建模方法，更加全面的考虑电网的电网故障问题，以便计算需要提前设置的配电裕量，提高电网弹性；采用近似标幺计算的方法来计算维修优先度，最大程度减少损失。
[0027]dwx
表示在区域c
mj
内的配电网维修预留费用，d
yz
用来约束维修优先级，不同用电负载的d
yz
会进行适应性调整，f
yq
作为维修优先度的损失约束条件。
[0028]
s4：构建含分布式电源配电网的供配电模型。
[0029]
其中构建含分布式电源配电网的供配电模型，具体为：s41：将i区域的j时段用电量记为a
ij
，设置配电矩阵hs＝[a
ij
]
m*n
；s42：设置分布式电源调度矩阵hd＝[d
fi
]
l*m
，其中d
fi
为分布式电源中的f电源模块对于i区域配电网的调度系数；s43:建立供配电模型为：i区域在j时段的配电量预设值:d
ys
＝a
ij
*d
fi
；i区域每时段的配电量预设值:
其中n为总时段数，l为总电源模块数，d0为单位电价；所述每时段的配电量预设值范围：(min(a
ij
*d
fi
)，max(a
ij
*d
fi
))。
[0030]
采用取均值的方法进行日配电的计算，再加上维修预留的配电裕量，得出i区域所需配电量，而采用取一日内配电峰峰值，作为配电量的有效区间进行配电约束；根据区域配电网和各时段进行供配电，同时从分布式电源的不同电源模块对于区域配电网的适配性出发，提高配电资源分配的合理性，最后配电量预设值范围为配电容错的范围。所述调度系数d
fi
的值与所需配电区域的配电网对分布式电源的接入能力和消纳能力有关，接入能力与消纳能力越强，调度系数越大。接入能力和消纳能力之前在建模时提到采用量化处理的方法，可以得到对比系数值。
[0031]
如图2所示，此实施例中设有1、2两个电源模块，将其与分布式电源反馈电路连接，然后分别接入电网，分布式电源反馈电路反馈的基本数据包括电压质量(电压偏差与电压波动)与短路容量、节点电压、母线短路电流、分布式电源最大接入容量等等，可以得出分布式电源与电网的适配，而电网模型与配电网测量模块相连，配电网测量模块反馈数据包括配电网电压、谐波、负载容量等数据，电网模型中设有负载模块，负载模块由ems系统控制，实验前将实际电网负荷数据做处理后输入ems系统中，实现智能负载控制，最终根据实验结果分析得出该部分配电网对分布式电源的接收与消纳能力。
[0032]
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以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，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
[0033]
尽管本文较多地使用了电源模块、分布式电源反馈电路、配电量预设值等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。