专利名称：一种分布式发电规划方法
技术领域：
本发明属于电力节能技术领域，特别涉及一种基于配电网节点/支路边际容量成本的分布式发电规划方法。
背景技术：
目前的分布式电源规划目标主要以投资运营费用等成本指标为主，可靠性、安全性和环保性指标为辅(或当作低权重系数的子目标，或作为约束条件处理)，很少考虑到网络设备的利用率和充裕度，这将不利于利用分布式发电技术对系统资源优化配置、提高供电容量的利用效率以及实现配电网的经济运行，在当前形势下，这一问题是协调好配电网规划与分布式电源配置过程中亟待解决的问题。寻找能够真实反映节点容量 紧张程度或线路负载严重程度的指标是首要解决的问题。目前对于配电网节点/支路边际容量成本的研究刻画了节点单位功率增加/减小引起的设备扩容投资提前/推迟所产生的成本/收益，扩容设备涉及到负责该节点注入功率传送的线路、开关和变压器等，然而它采用支路有功功率描述线路负载水平和网络剩余输电容量，忽略了系统网损，不能计及无功传输和影响，且只适用于直流潮流计算。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提出一种分布式发电规划方法，通过建立一种配电网节点/支路边际容量成本模型，并将其应用于协调配电网规划与分布式电源配置问题中，适用于交流潮流且考虑供电设备利用率和充裕度的以及反映无功潮流影响的分布式发电规划方法。为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案一种分布式发电规划方法，包括以下步骤I)引入节点灵敏度系数矩阵和单位负荷增量成本矩阵，建立了配电网节点/支路边际容量成本模型；2)量化了分布式电源并网对配电网节点/支路边际容量成本的影响；3)基于分布式电源并网对配电网节点/支路边际容量成本影响的量化模型，对用户自备和电网公司两种分布式电源产权模式进行效益求解与评估。所述步骤I)的引入节点灵敏度系数矩阵和单位负荷增量成本矩阵，建立了配电网节点/支路边际容量成本模型的实现方式为11)节点灵敏度系数矩阵节点i的负荷增加对支路k的电流增大的支持水平采用灵敏度系数Yik表示
dlkYik =——
dt式中Ik表示第k条支路的电流，Pdi表示第i条支路的负荷；灵敏度矩阵Y是一个稀疏矩阵；表示为Y = Yik(Pd);式中Pd表征网络负荷分布矩阵；12)支路电流变化量其它节点上的负荷波动影响支路k的电流变化，支路k的电流Ik变化为
= Σ Yik(Pd)^Pdi ；
础k式中Nk为需利用支路k进行功率传输的负荷节点集，dPdi =其中SiU)为节点i在不同时段的负荷增长率；支路k的电流增长量-dIk= Σ TikiPdMOdt.i^t13)支路增容时间由支路k的电流变化趋势，根据下式得到支路k增容时间点Tk;HtTrMmdt=Ilap-Ik式中,/Γ为支路k的额定容量，Ik为时间坐标原点下的电流；14)支路增容投资增容投资成本需折算成现值，采用式进行折现计算；式中Ck
为支路k的增容成本，r为折现率，PVk为增容成本的折现值；15)单位负荷增量成本矩阵151)节点负荷改变假设节点i的负荷增量为APdi，对应的新的网络负荷分布矩阵为4，则支路k新的增容时间点<由式L'g礙定，式中j力支路k在网络负荷分布矩阵$下的电流值；152)单位负荷增量成本系数节点i对支路k的单位负荷增量成本ICki为式中，Pfdi为节点i的负荷功率因数,Rap为资金等年值系数,与增容投资成本收年
PPV1PPV
限和折现率有关；当八Pdi — O时，ICki等效为ICL· = % — X rAP =~^~ X R-*P x Pfdi153)单位负荷增量成本矩阵系统任一负荷节点对所有支路的单位负荷增量成本ICki，得到单位负荷增量成本矩阵IC为IC= (ICki)BXN ;式中，B为支路数，N为负荷节点数；16)节点边际容量成本节点i的边际容量成本为节点i对所有支持该节点功率输送的支路的单位增量成本之和 LMCCi :^/cq=X/c,;
1keB17)支路边际容量成本支路k的边际容量成本为所有利用了支路k进行负荷功率传输的节点对该支路的单位增量成本之和BMCCk 5mccJ=EjcK。
ieN所述步骤2)的量化了分布式电源并网对配电网节点/支路边际容量成本的影响，其量化方式为分布式电源接入配电网后，对其接入节点和周围节点负荷均起到功率支撑作用，把分布式电源视作一个负的负荷，其接入对网络负荷分布情况产生影响，改变了负荷分布矩阵Pd和单位负荷增量成本矩阵1C，从而使得各节点的边际容量成本LMCCi和各支路的边际容量成本BMCCk也发生了变化，节点边际容量成本变化量Cuce为
Clmcc=Yj(LMC^dgj-LMCC1)-,
i=l式中LMCCwu表示分布式电源并网后节点i的边际容量成本；支路边际容量成本变化量C·为;·
=1式中BMCCDe，k表示分布式电源并网后支路k的边际容量成本；各节点的边际容量成本LMCCi和各支路的边际容量成本BMCCk的变化是等效的。所述步骤3)的基于分布式电源并网对配电网节点/支路边际容量成本影响的量化模型，对用户自备和电网公司两种分布式电源产权模式进行效益求解与评估的实现方式为31)用户自备分布式电源的容量效益电网公司根据Cucc或(-。量化来评估用户自备分布式电源的容量效益BDe，电网公司需补偿用户分布式电源建设费用Blie Bdg-_Sdg X Clmcc--Sdg X Cbmcc其中，SDe为分布式电源的额定容量；32)基于分布式电源的配电网增容延缓规划考虑分布式电源对配电网的增容延缓作用，采用比例因子确定其带来的收益对单位成本的贡献率，数学模型为min ^ Sdg,8
宮=1式中，nDe为分布式电源配置总数；满足潮流约束条件 SI. Pc - Pm = V1 KGijVj cos % + BljVj sin % )
J=iQa — Qa = ViJXGpVj sin^ -BijVj cos冬)
i=i电源有功和无功出力约束条件Pcijfflin ^ PGi ^ PcijfflaxQci’min ^ Qci ^ ^Gi.max节点电压上下限约束条件Vifflin ^ Vi ^ Vifflax支路额定电流约束条件，考虑了分布式电源接入引起的反向电流|4|</fP分布式电源规划总容量约束，不超过系统总负荷的α比例
权利要求
1.一种分布式发电规划方法，其特征在于包括以下步骤 1)引入节点灵敏度系数矩阵和单位负荷增量成本矩阵，建立了配电网节点/支路边际容量成本模型； 2)量化了分布式电源并网对配电网节点/支路边际容量成本的影响； 3)基于分布式电源并网对配电网节点/支路边际容量成本影响的量化模型，对用户自备和电网公司两种分布式电源产权模式进行效益求解与评估。
2.根据权利要求I所述分布式发电规划方法，其特征在于所述步骤I)的引入节点灵敏度系数矩阵和单位负荷增量成本矩阵，建立了配电网节点/支路边际容量成本模型的实现方式为 11)节点灵敏度系数矩阵 节点i的负荷增加对支路k的电流增大的支持水平采用灵敏度系数Yik表示
3.根据权利要求I所述分布式发电规划方法，其特征在于所述步骤2)的量化了分布式电源并网对配电网节点/支路边际容量成本的影响，其量化方式为 分布式电源接入配电网后，对其接入节点和周围节点负荷均起到功率支撑作用，把分布式电源视作一个负的负荷，其接入对网络负荷分布情况产生影响，改变了负荷分布矩阵Pd和单位负荷增量成本矩阵1C，从而使得各节点的边际容量成本LMCCi和各支路的边际容量成本BMCCk也发生了变化，节点边际容量成本变化量Cucc为:
4.根据权利要求I所述分布式发电规划方法，其特征在于所述步骤3)的基于分布式电源并网对配电网节点/支路边际容量成本影响的量化模型，对用户自备和电网公司两种分布式电源产权模式进行效益求解与评估的实现方式为 31)用户自备分布式电源的容量效益 电网公司根据Cucc或Cbkc量化来评估用户自备分布式电源的容量效益BDe，电网公司需补偿用户分布式电源建设费用Blie Bdg__Sdg X Clmcc-_Sdg X Cbmcc 其中，SDe为分布式电源的额定容量； 32)基于分布式电源的配电网增容延缓规划 考虑分布式电源对配电网的增容延缓作用，采用比例因子确定其带来的收益对单位成本的贡献率，数学模型为
全文摘要
本发明提出了一种分布式发电规划方法，属于电力节能技术领域，主要作为协调配电网规划与分布式电源配置之间关系的一种方法。本发明首先引入节点灵敏度系数矩阵和单位负荷增量成本矩阵，建立了配电网节点/支路边际容量成本模型及其计算方法；其次量化了分布式电源并网对配电网节点/支路边际容量成本的影响；最后基于分布式电源并网对配电网节点/支路边际容量成本影响的量化模型，对用户自备和电网公司所有的两种分布式电源产权模式进行效益求解与评估。
文档编号G06Q50/06GK102903016SQ201210371970
公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月28日 优先权日2012年9月28日
发明者雷金勇, 甘德强, 董旭柱, 辛焕海 申请人:南方电网科学研究院有限责任公司, 浙江大学