基于遥感地图的分布式光伏发展位置优选规划方法及系统与流程

本发明属于电力系统规划领域，尤其是一种基于遥感地图的配电系统分布式光伏发展位置优选规划方法。

背景技术：

1、以光伏为代表的配电系统分布式能源接入是推动电力系统低碳转型的重要手段之一。目前，限制配电系统分布式光伏接入的原因主要有两点。一方面，配电系统运营商并不能够精细化把握供电区域内部的分布式光伏资源的发展潜力；另一方面，配电系统运营商缺乏手段实现考虑网架结构、资源禀赋、用能特性等因素下的不同位置分布式光伏发展的优选排序。

2、因此，本发明重点在于结合分布式光伏资源评估结果给出配电系统内部分布式光伏的优先发展方案。

技术实现思路

1、鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。本发明所提供一种基于遥感地图的配电系统分布式光伏发展位置优选规划方法。根据该方法进行配电系统供电区域内部分布式光伏资源评估，并基于此给出配电系统内部分布式光伏的优先规划方案，在考虑新能源承载力的情况下提升配电系统整体分布式新能源渗透率。

2、因此，提供了基于遥感地图的分布式光伏发展位置优选规划方法。

3、为解决上述技术问题，提出了基于遥感地图的分布式光伏发展位置优选规划方法，包括：

4、获得待规划配电系统所覆盖地理范围的高分辨率遥感影像，对获得的高分辨率遥感影像进行降噪滤波，并进行各城市建筑群轮廓提取，计算各城市建筑群最大光伏接入容量；根据各建筑群最大光伏接入容量预测分布式光伏月发电利用小时数，构建待规划区域分布式光伏运行场景集，获取配电网待规划区域信息并以此构建配电系统分布式光伏发展位置优选规划的目标函数；构建配电系统规划的常规约束条件、构建分布式光伏运行约束、分布式光伏规划潜力约束，调用商业求解器gurobi求解，根据求解结果输出目标规划年的分布式光伏的新增规划容量以及位置优选规划策略。

5、作为本发明所述的基于遥感地图下分布式光伏发展位置优选规划方法的一种优选方案，其中：所述降噪滤波包括对获得的高分辨率遥感影像进行降噪滤波的方法为考虑空间及灰度距离的改进高斯滤波方法：空间距离是指点距离滤波模板中心点的欧式距离表示为：

6、

7、其中，l1为空间距离，(xi,yi)为点坐标，(xc,yc)为滤波模板中心点的点坐标，σ为标准差。

8、灰度距离是指当前点距离滤波模板中心点的灰度的差值的绝对值表示为：

9、

10、其中，gray(x,y)为点左边为(xi,yi)的灰度值。

11、作为本发明所述的基于遥感地图下分布式光伏发展位置优选规划方法的一种优选方案，其中：所述各城市建筑群轮廓提取包括在降噪滤波处理后，利用canny算子边缘提取城市各建筑群轮廓，则待规划区域各城市建筑群可接入分布式光伏屋顶面积s计算公式为：

12、s＝npixel×k×a/b

13、其中，npixel为识别出来的城市建筑群轮廓所包含的像素点个数，k为空间分辨率，a为像素宽度，b为文档宽度。

14、作为本发明所述的基于遥感地图下分布式光伏发展位置优选规划方法的一种优选方案，其中：所述各城市建筑群最大光伏接入容量包括待规划区域最大光伏接入容量为：

15、

16、其中，μ为单位面积能够安装的光伏容量。

17、作为本发明所述的基于遥感地图下分布式光伏发展位置优选规划方法的一种优选方案，其中：所述预测分布式光伏月发电利用小时数包括获得城市各建筑群所处地理位置的最佳峰值光照小时数hb，查询历史气象数据，获得城市各建筑群所处地理位置的月度日照小时数，计算月发电利用小时数，具体计算方法为：

18、

19、其中，hm,k为待规划区域的第k月的月发电利用小时数，hs,k为待规划区域的第k月的月度日照小时数。

20、月度发电量等于光伏装机容量乘以对应对分的月发电利用小时数。

21、所述配电网待规划区域信息包括负荷、电源结构、网络拓扑。

22、作为本发明所述的基于遥感地图下分布式光伏发展位置优选规划方法的一种优选方案，其中：所述分布式光伏发展位置优选规划的目标函数包括投资成本和运行成本，配电系统分布式电源规划的目标函数为：

23、minf＝ftr+fope

24、

25、

26、其中，ftr、fope分别为投资成本和运行成本，t为规划的年数，n为待规划配电系统的节点数，λpv为单位容量分布式光伏的投资成本，δcpv,i(t)为第t规划年节点i新增的分布式光伏容量，cpv,i为规划前节点i已有的分布式光伏容量，ρt为配电系统向上级电网购电的电价，et(t)为配电系统在第t规划年的上级电网购电电量，ρpv为配电系统向分布式光伏购电的电价，hm,k,i为节点i分布式光伏的月发电利用小时数，其中k用来表示月份。

27、作为本发明所述的基于遥感地图下分布式光伏发展位置优选规划方法的一种优选方案，其中：所述常规约束条件包括潮流方程约束、线路潮流约束、节点电压约束、光伏消纳约束.

28、所述构建分布式光伏运行约束表达为：

29、

30、其中，为t规划年典型运行场景下节点j上所连接分布式光伏的最大有功功率。

31、所述分布式光伏规划潜力约束表达为：

32、

33、

34、其中，为节点j上所连接分布式光伏的允许接入的最大容量，κi为功率因素。

35、本发明的另外一个目的是提供了基于遥感地图下分布式光伏发展位置优选规划系统，本发明通过优化光伏发电设备的位置和容量，降低投资成本，提高发电效率，从而确保投资者在较短的时间内获得良好的投资回报；通过遥感地图技术，筛选出适合光伏项目发展的优质区域，为分布式光伏产业提供良好的发展基础，推动光伏产业的持续增长；通过优化分布式光伏发电项目的位置和容量，有助于提高电网的稳定性，降低电网故障风险，确保供电可靠性。

36、作为本发明所述的基于遥感地图下分布式光伏发展位置优选规划系统的一种优选方案，其特征在于，包括遥感影像处理模块、光伏发电预测模块、配电网信息获取及目标函数模块、约束条件构建模块及优化求解模块。

37、所述遥感影像处理模块，获取高分辨率遥感影像，并对影像进行降噪滤波和城市建筑群轮廓提取计算各城市建筑群的最大光伏接入容量。

38、所述光伏发电预测模块，根据遥感影像处理模块的计算结果预测分布式光伏的月发电利用小时数并构建待规划区域分布式光伏运行场景集。

39、所述配电网信息获取及目标函数模块，获取配电网待规划区域的信息包括负荷、电源结构及网络拓扑，构建配电系统分布式光伏发展位置优选规划的目标函数投资成本与运行成本。

40、所述约束条件构建模块，根据配电网信息获取及目标函数模块的目标函数构建配电系统规划的常规约束条件、分布式光伏运行约束和分布式光伏规划潜力约束。

41、所述优化求解模块，调用商业求解器gurobi进行优化求解，根据求解结果，输出目标规划年的分布式光伏的新增规划容量以及位置优选规划策略。

42、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时一种遥感地图下分布式光伏发展位置优选规划所述的方法的步骤。

43、一种计算机可读存储介质，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一种遥感地图下分布式光伏发展位置优选规划所述的方法的步骤。

44、本发明的有益效果：本发明构建了基于遥感地图的配电系统分布式光伏发展位置优选规划方法。根据该方法可以识别待规划配电系统内部分布式光伏的资源评估，并给出优选发展策略。