一种电压约束下主动配电网中dg准入容量的计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种电压约束下主动配电网中DG准入容量的计算方法。
【背景技术】
[0002] 与输电网络相比，电能在传输过程中的有功损耗在配电网络中所占比例更高，因 此减少配网有功损耗、节约电能是许多电力从业者面临的重要课题。随着分布式发电技术 的提高，全球各国电网兴起了在配电网中接入分布式电源（distributedgeneration,DG) 的研究与应用。一直W来，电容器作为能够减少网损、提高电压质量的电力元件而被广泛应 用于配电网中。近年来电池储能技术的发展与进步加速了其在电网中的应用，储能系统也 被用来提高供电可靠性、减少网损。另外，用于小水电的同步发电机、用于风力发电的双馈 式感应发电机等都是新型的DG。
[0003] 分布式电源值G)发展对负荷预测、网络潮流、电源结构带来了大量的不确定因 素，对配电网规划将产生多方面的影响。分布式电源的合理规模、布点规划和考虑DG的配 电网扩展规划问题。
[0004] 在传统的配电网中，线路选型、设备选型、相应的继电保护、潮流控制、计量，考虑 的都是单方向流动的特点，在电网无故障的情况下，一般不会进行自动控制的操作。因此， 传统配电网（被动配电网）在规划时没有考虑分布式电源接入配电网的影响，而是基于电 力潮流从变电站单向流向负荷该一前提而设计的。
[0005] 主动配电网是内部具有分布式或分散式能源，具有控制和运行能力的配电网。主 动配电网有四个特征，一是具备一定分布式可控资源，二是有较为完善的可观可控水平，= 是具有实现协调优化管理的管控中屯、，四是可灵活调节的网络拓扑结构。主动配电网的"主 动"，还体现在对有可能出现的危险进行预判，并制定一定应对策略，通过控制中屯、有效执 行，而不是像传统配电网只能在故障发生后才被动地采取措施。
[0006] 但是，由于分布式电源的接入改变了配电网原有的单一、福射状的网络接线形式， 增加了配电网调度与运行管理的复杂性。而且，当配电网中分布式电源接入的装机容量超 过一定范围时，将对电网的安全运行和可靠供电产生诸多不利影响，比如可能出现电压偏 差、电压闪动、谐波、保护误动等现象。因此，亟需对中低压配电网接纳分布式电源的能力进 行研究，准确确定中低压配电网接纳分布式电源的能力，W确保分布式电源和电网的安全、 可靠运行。
[0007] 现有技术在确定配电网接纳分布式电源的能力时，由于采用不合时宜或者非重点 考虑的校核判据，将使确定出来的对分布式电源的接纳能力难W准确反映分布式电源接入 的实际情况。
【发明内容】
[000引针对现有技术的不足，本发明提供了一种电压约束下主动配电网中DG准入容量 的计算方法，用于在不改变原有配电网的保护整定值的情况下实现最大容量接入，提高了 供电可靠性。
[0009] 本发明解决其技术问题采取的技术方案是：一种电压约束下主动配电网中DG准 入容量的计算方法，其特征是，包括W下步骤：
[0010] (1)规划主动配电网中DG的接入数量及接入地点；
[0011] 似确定DG接入组合及各种DG接入组合下的运行方式；
[0012] (3)确定分时段DG的接入数量及每个时段里DG的发电量和负荷值；
[0013] (4)对每一个DG接入组合下所有时段的DG接入容量进行潮流优化计算；
[0014] (5)确定主动配电网可接纳DG最大容量的目标函数为；
【主权项】
1. 一种电压约束下主动配电网中DG准入容量的计算方法，其特征是，包括以下步骤： (1) 规划主动配电网中DG的接入数量及接入地点； (2) 确定DG接入组合及各种DG接入组合下的运行方式； (3) 确定分时段DG的接入数量及每个时段里DG的发电量和负荷值； (4) 对每一个DG接入组合下所有时段的DG接入容量进行潮流优化计算； (5) 确定主动配电网可接纳DG最大容量的目标函数为：
式⑴中，MCd DG接入组合数量，N为DG节点数量，P、为DG节点i的有功功率； (6) 根据步骤（5)所述目标函数确定各个接入点的最优DG接入容量。
2. 根据权利要求1所述的一种电压约束下主动配电网中DG准入容量的计算方法，其特 征是，所述DG接入组合的数量MC1^I过下式来确定： I < MCk < (2:5C·· - Ij (2) 式⑵中，DGd DG的数量。
3. 根据权利要求1所述的一种电压约束下主动配电网中DG准入容量的计算方法，其特 征是，在步骤（4)中所述对每一个DG接入组合下所有时段的DG接入容量进行潮流优化计 算的过程包括以下步骤： (41) 对一个DG接入组合下第一时段的DG接入容量进行潮流计算，确定该DG接入组合 下第一时段的最大DG接入容量； (42) 分别对该DG接入组合下其它时段的DG接入容量进行潮流计算，确定该DG接入组 合下其它时段的最大DG接入容量，从而完成该DG接入组合下各个接入点的最大DG接入容 量； (43) 重复步骤（41)和（42)分别对其它DG接入组合下所有时段的最大DG接入容量。
4. 根据权利要求3所述的一种电压约束下主动配电网中DG准入容量的计算方法，其特 征是，在步骤（4)中各种DG接入组合下各个时段的最大DG接入容量的确定通过主动配电 网中优化后的DG渗透功率来确定，所述DG渗透功率的优化过程包括以下步骤： 每个节点的有功功率及无功功率平衡可分别表示为如式（3)和式（4):
式⑶和式⑷中，PJwn为电网发电机有功出力，Pk为接入i点的DG有功出力，am 为DG出力百分比，Θ为相角； 线路潮流方程可表示为：
式（5)和式（6)中，和Qf;.m分别线路的有功潮流和无功潮流，为线路电纳， I、为电压幅值，、Sfffi为相角； 线路潮流的约束条件为：
式（7)至式（11)中，T为OLTC变比，Θ为功率因数角，p、Q分别为有功功率和无功功 率； DG接入容量的约束式为：
式（12)中，PicUi和Qfi=分别为线路的有功潮流和无功潮流，Sjf s为线路热稳极限； 优化后各个节点的DG渗透功率为：
式（13)中，Ρ5&为优化后接入i节点的DG容量。
5. 根据权利要求3所述的一种电压约束下主动配电网中DG准入容量的计算方法，其特 征是，所述潮流计算的过程包括以下步骤： 确定DG的接口形式； 将采用励磁电压恒定同步发电机接口的DG等效为有功功率P和电压V确定的PV节 占. 将采用励磁电压可调同步发电机接口的DG等效为P确定、无功功率Q随V变化而变化 的P-Q(V)节点； 将采用电压控制型电力电子装置接口的DG等效为P和V确定的PV节点； 将采用电流控制型电力电子装置接口的DG等效为P和电流I确定的PI节点； 将采用恒功率因素控制异步风力发电机接口的DG等效为PQ节点； 将未采用恒功率因素控制异步风力发电机接口的DG等效为P-Q(V)节点。
6. 根据权利要求5所述的一种电压约束下主动配电网中DG准入容量的计算方法，其特 征是，所述P-Q (V)节点中QG和V的关系为：
其中，X为定子电抗和转子电抗之和，xm为励磁支路电抗。
7.根据权利要求5所述的一种电压约束下主动配电网中DG准入容量的计算方法，其特 征是，所述PI节点中QE和I的关系为：
【专利摘要】一种电压约束下主动配电网中DG准入容量的计算方法，它包括以下步骤：(1)规划主动配电网中DG的接入数量及接入地点；(2)确定DG接入组合及各种DG接入组合下的运行方式；(3)确定分时段DG的接入数量及每个时段里DG的发电量和负荷值；(4)对每一个DG接入组合下所有时段的DG接入容量进行潮流优化计算；(5)确定主动配电网可接纳DG最大容量的目标函数；(6)根据目标函数确定各个接入点的最优DG接入容量。本发明基于多个DG多时段的潮流优化计算来确定DG接入的最大容量，不仅对配电网多个DG接入进行分析，还考虑了不同时段DG输出功率的不确定性以及负荷的动态变化特性，进行全局寻优，得出DG优化配置方案。
【IPC分类】H02J3-46, G06Q50-06, G06Q10-04
【公开号】CN104836260
【申请号】CN201510290393
【发明人】臧宏志, 刘晓明, 李利生, 张宁, 倪媛媛, 李素雯, 岳彩阳, 赵艳
【申请人】国网山东省电力公司经济技术研究院, 国家电网公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月29日