电网分布式电源承载能力评估方法与流程

本发明属于电网规划，具体涉及一种电网分布式电源承载能力评估方法。

背景技术：

1、光伏、风电等分布式电源的出力与当地太阳能实时辐照强度、风力强度等自然条件密切相关，具有明显的间歇性和波动性。大规模分布式电源接入电网后，改变了传统配电网的特征，配电网由“无源网”转变为“有源网”，配电网潮流从“单向”转变为“双向”，对配电网的电压、电能质量、继电保护、规划和调度运行等带来了诸多不利影响，严重威胁了配电网的安全稳定运行。此外，分布式电源通常位于配电网末端，接入电压等级较低，信息接入率不高，可观可测性差，对于电网调度部门来说，其无序接入导致的安全风险往往不可预知。因此，为了保障分布式电源与负荷和电网的协调发展，必须基于配电网稳定运行边界和实际运行状态，评估各节点未来可接入的分布式电源容量裕度，进而为分布式电源和配电网的规划、建设提供指导。

2、《分布式电源接入电网承载力评估导则》(dl/t 2041-2019)以保障电网安全稳定运行和分布式电源全额消纳为前提，对同一供电区域所有设备进行评估，以确定分布式电源入网承载力评估等级。但该标准的评估结果并不涉及具体的可接入分布式电源容量，且评估结果较为粗糙，无法准确量化电网对分布式电源的承载能力。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种电网分布式电源承载能力评估方法。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

3、一种电网分布式电源承载能力评估方法，包括：

4、一种电网分布式电源承载能力评估方法，其特征在于：包括：

5、构建承载能力评估模型；

6、简化并求解所述承载能力评估模型；

7、采集待评估电网的基础数据；

8、向所述承载能力评估模型输入待评估电网的基础数据，计算评估模型，获得评估结果。

9、进一步的，所述承载能力评估模型的目标函数为其中maxc为分布式电源的最大准入容量，ndf为某一分区内所有分布式电源接入节点的集合，si为第i个分布式电源节点的接入容量。

10、进一步的，所述承载能力评估模型的约束条件包括潮流方程约束、线路载流约束、短路电流约束、电压偏差约束、谐波约束和分布式电源运行约束。

11、进一步的，所述电网的基础数据包括系统数据、设备数据、运行数据和安全边界数据。

12、进一步的，所述评估结果按照百分制同样划分为四个等级，分别为绿色85-100分、黄色70-85分、橙色60-70分、红色<60分。

13、进一步的，简化并求解所述承载能力评估模型时进行了凸松弛处理。

14、进一步的，所述线路载流约束为|ib|≤ibmax，其中ib为支路b上流过的电流；ibmax为支路b能够输送电流的最大值。

15、进一步的，所述短路电流约束为id,i≤idmax，其中id,i为节点i的短路电流；idmax为短路电流最大允许值。

16、进一步的，所述电压偏差约束为(1-εl)un≤ui≤(1+εh)un，其中un为线路标称电压；εh和εl分别为电力规范规定的节点电压偏差的下限和上限。

17、进一步的，所述分布式电源运行约束为其中pdg,i为第i个分布式电源节点注入的有功功率，为第i个分布式电源节点的功率因数。

18、随着我国分布式电源高速发展，其对电网的影响开始从局部到全局、配网到主网延伸，电网企业急需全范围开展配电网分布式电源承载力测算，为分布式电源有序接入、网源协同规划提供指导。

19、分布式光伏发电入网承载力代表着电网能够承载的分布式光伏发电的最大安装容量。科学、合理地评估分布式光伏发电入网承载力，不仅是电网企业保障电网安全稳定良好运行和用户用能体验的责任要求，也是后续分布式发电市场建设和分布式光伏规划研究必须获取的一项基础性约束条件。

20、现有技术中，一般情况下分布式电源入网承载力的量化评估是指在现有的电网网架结构下，以保障电网安全稳定运行和分布式电源全额消纳为前提，对同一供电区域所有设备进行评估，以确定分布式电源入网承载力评估等级；在评估过程中，主要针对电力系统设备热稳定、节点电压偏差、系统各节点短路电流、电网各节点谐波等方面因素展开计算分析，评估结果并不涉及具体的可接入分布式电源容量。

21、在实际应用中，分布式电源入网承载力的评估更多采用“后校验”方式，且评估方案并不涉及潮流计算，忽略了配电网有功无功不能解耦的特点。因此，现有技术中分布式电源入网承载力的评估方法流程复杂，且评估结果较为粗糙。并且现有技术中承载能力评估方法多未涉及到电力系统潮流方面的各种约束条件，因此，不能够较为准确地描述系统的承载能力。

22、目前，我国电网调度自动化水平较高，调度系统积累了大量宝贵数据，包括电网模型数据、电网运行数据等。因此，充分利用已有量测数据，可以对电网进行态势感知和评估，具有较高的工程实际价值。基于电网运行数据，感知并评估电网分布式电源承载能力切实可行。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

24、本发明针对电网分布式电源承载能力量化评估问题，建立了电网分布式电源承载能力评估模型，并确定了潮流方程约束、线路载流约束、短路电流约束、电压偏差约束、谐波约束、分布式电源运行约束等约束条件；在对承载能力评估模型进行凸松弛处理后，将原始非凸模型转化为一个易于求解的模型，实现了模型的高效快速求解。

25、本发明以分布式电源接入的安装容量最大为目标，考虑多类型安全稳定运行约束条件，并依据不同的优化算法求取最优解。本发明简化约束条件，降低求解复杂度，克服了传统数学优化法计算量大，求解时间的缺点。

26、本发明能够合理地评估分布式电源入网的承载能力，不仅是电网企业保障电网安全稳定运行和用户良好用能体验的责任要求，也是政府部门制定政策，推动分布式发电市场建设的必要考量之一，具有重要的理论研究价值和工程实践意义。利用本发明能够保障分布式电源和电网的协调发展，能够基于配电网稳定运行边界和实际运行状态，评估各节点未来可接入的分布式电源容量裕度，进而为分布式电源和配电网的规划、建设提供指导。

27、本发明针对分布式电源大量并网给电能质量带来风险，评估分布式电源接入配电网最大承载力，对分布式电源规划具有指导意义，建立了分布式电源接入配电网最大承载力计算模型，以分布式电源并网容量最大为目标，约束涉及潮流方程约束、线路载流约束、短路电流约束、电压偏差约束、谐波约束、分布式电源运行约束等。提出了基于约束指标相对于分布式电源容量灵敏度的优化模型分段求解方法；根据约束条件数量的不同又分为单约束求解法和多约束协调法；依据分布式电源初始出力不同又分为倒推法和顺推法。提出的协调法能够处理多约束情况下多个不同类型分布式电源的最大承载力计算，计算过程直观、稳定且高效。

28、本文提出的电网分布式电源承载能力评估方法以系统模型数据、运行数据等为基础，充分考虑配电网的稳定性、短路电流、电压偏差和谐波等约束，通过测算，最终可得出配电网各级母线的分布式电源承载力数值结果，并且能够以颜色划分承载力等级，可为政府、电网企业、投资者制定决策提供有效依据。