一种柔性资源异质集群接入配电网方法和系统与流程

本发明属于配电网，尤其涉及一种柔性资源异质集群接入配电网方法和系统。

背景技术：

1、配电网是电力使用中的重要环节。由于技术的发展，出现很多与传统配电网存在差异的电力资源，将这些电力资源整合进入配电网，能够提高配电的效率。

2、在各种不同类型的柔性资源规模化接入配电网的背景下，进行规划、调度、风险评估时，如沿用传统的集中式处理方法将对配电网的通信和计算能力提出更高的要求，因此需进行柔性资源集群划分，以降低配电网为应对大规模光伏电源接入而额外增加的通信及控制系统成本。

技术实现思路

1、为了解决或者改善上述问题，本发明提供了一种柔性资源异质集群接入配电网方法和系统，具体技术方案如下：

2、本发明提供一种柔性资源异质集群接入配电网方法，包括：获取配电网的网络参数、新能源数据和负荷数据；分析异质资源的集群互动特点，基于净负荷和可调节容量计算柔性资源集群划分指标值；将所述柔性资源集群划分指标值归一化，以计算构成柔性资源节点的指标向量相似性值；采用fast unfolding聚类算法对柔性资源进行集群划分，得到最优的集群结果。

3、优选的，所述网络参数包括：第i小时风速vi，第i小时辐射照度wi，时段t流经馈线(i,j)及(j,k)的有功功率pij,t、pjk,t，线路(i,j)的电阻电抗rij、xij，节点i的电压幅值ui,t，微电网群的额定功率pmgs；新能源数据包括：电动汽车的额定功率pev，分布式储能的额定功率和额定容量pbes、ebes；负荷数据包括：可调负荷的额定功率ptl，数据中心的额定功率pdc，5g基站的额定功率p5g。

4、优选的，所述净负荷为节点基准负荷与柔性资源调节容量之和，用于作为分群指标以划分集群；所述可调节容量用于衡量柔性资源调节能力，以将可调节容量相近的柔性资源划分到同一个集群中；所述净负荷pnet,i＝pl,i+δpl,i，其中，pl,i为配电网中节点i的基准负荷，δpl,i为配电网中节点i的柔性资源调节容量；所述可调节容量δpl,i∈[δpl,i,inf,δpl,i,sup]，其中，δpl,i,inf为配电网中节点i柔性资源调节范围的下限，δpl,i,sup为配电网中节点i柔性资源调节范围的上限。

5、优选的，所述将所述柔性资源集群划分指标值归一化，以计算构成柔性资源节点的指标向量相似性值，包括：基于所述柔性资源集群划分指标值构成所述柔性资源节点的指标向量，计算所述指标向量的相似性；采用模块度函数衡量集群的划分的合理性；其中，计算相似性的公式包括：

6、式中，sij为节点i与节点j间的相似度，r为任意两节点指标乘积加权后的最大值，αm为第m个指标的权重，xi,m、xj,m为归一化后节点i、节点j的第m个指标值，m为指标的个数；

7、模块度函数包括：式中：q为模块度，sij为节点i与节点j间的相似度，si为节点i与其他节点间相似度之和，s为所有节点两两之间相似度之和，表示节点i与节点j的关系，处于同一集群为1，否则为0。

8、优选的，所述采用fast unfolding聚类算法对柔性资源进行集群划分，得到最优的集群结果，包括：随机选取网络中的节点i所在的集群与其他集群合并组成新的集群，分别计算网络的模块度函数增量值δq，若δqmax＞0，将节点i所在集群与δqmax对应的集群合并成新集群，否则不形成新的集群结构；将形成的集群作为新节点，节点间的相似度为2个集群之间相似度之和，重复集群合并，直到整个模块度q不再增加，得到最优集群划分结果。

9、本发明提供一种柔性资源异质集群接入配电网系统，包括：第一模块，用于获取配电网的网络参数、新能源数据和负荷数据；第二模块，用于分析异质资源的集群互动特点，基于净负荷和可调节容量计算柔性资源集群划分指标值；第三模块，用于将所述柔性资源集群划分指标值归一化，以计算构成柔性资源节点的指标向量相似性值；第四模块，用于采用fast unfolding聚类算法对柔性资源进行集群划分，得到最优的集群结果。

10、优选的，所述网络参数包括：第i小时风速vi，第i小时辐射照度wi，时段t流经馈线(i,j)及(j,k)的有功功率pij,t、pjk,t，线路(i,j)的电阻电抗rij、xij，节点i的电压幅值ui,t，微电网群的额定功率pmgs；新能源数据包括：电动汽车的额定功率pev，分布式储能的额定功率和额定容量pbes、ebes；负荷数据包括：可调负荷的额定功率ptl，数据中心的额定功率pdc，5g基站的额定功率p5g。

11、优选的，所述净负荷为节点基准负荷与柔性资源调节容量之和，用于作为分群指标以划分集群；所述可调节容量用于衡量柔性资源调节能力，以将可调节容量相近的柔性资源划分到同一个集群中；所述净负荷pnet,i＝pl,i+δpl,i，其中，pl,i为配电网中节点i的基准负荷，δpl,i为配电网中节点i的柔性资源调节容量；所述可调节容量δpl,i∈[δpl,i,inf,δpl,i,sup]，其中，δpl,i,inf为配电网中节点i柔性资源调节范围的下限，δpl,i,sup为配电网中节点i柔性资源调节范围的上限。

12、优选的，所述将所述柔性资源集群划分指标值归一化，以计算构成柔性资源节点的指标向量相似性值，包括：基于所述柔性资源集群划分指标值构成所述柔性资源节点的指标向量，计算所述指标向量的相似性；采用模块度函数衡量集群的划分的合理性；其中，计算相似性的公式包括：

13、式中，sij为节点i与节点j间的相似度，r为任意两节点指标乘积加权后的最大值，αm为第m个指标的权重，xi,m、xj,m为归一化后节点i、节点j的第m个指标值，m为指标的个数；

14、模块度函数包括：式中：q为模块度，sij为节点i与节点j间的相似度，si为节点i与其他节点间相似度之和，s为所有节点两两之间相似度之和，表示节点i与节点j的关系，处于同一集群为1，否则为0。

15、优选的，所述采用fast unfolding聚类算法对柔性资源进行集群划分，得到最优的集群结果，包括：随机选取网络中的节点i所在的集群与其他集群合并组成新的集群，分别计算网络的模块度函数增量值δq，若δqmax＞0，将节点i所在集群与δqmax对应的集群合并成新集群，否则不形成新的集群结构；将形成的集群作为新节点，节点间的相似度为2个集群之间相似度之和，重复集群合并，直到整个模块度q不再增加，得到最优集群划分结果。

16、本发明的有益效果为：获取配电网的网络参数、新能源数据和负荷数据，能够结合具体的数据分析配电网的性质，提高接入配电网的效率；分析异质资源的集群互动特点，基于净负荷和可调节容量计算柔性资源集群划分指标值，能够提高资源集群划分的有效性；将所述柔性资源集群划分指标值归一化，以计算构成柔性资源节点的指标向量相似性值；采用fast unfolding聚类算法对柔性资源进行集群划分，得到最优的集群结果，能够确定最优集群划分以提高接入配电网的效率。