[发明专利]基于多主动管理的配电网可再生能源消纳方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电网管理技术，特别涉及一种基于多主动管理的配电网可再生能源消纳方法。

背景技术

随着社会经济的快速发展和城市化建设的不断推进，电力需求持续增长；传统的集中式大规模发电已经不能满足电能清洁生产和能源高效利用的要求，同时还给环境保护带了沉重的压力。这样的背景下，分布式能源特别是间隙性可再生能源将凭借其环境友好的优点得到快速发展。分布式发电(Distributed Generation，DG)通常指安装在用户附近小型独立的发电系统，主要包括：微型燃气轮机、风力发电机、光伏发电机、储能等。DG作为利用可再生能源发电的重要形式之一，在各国政策推动下得到快速发展，必将逐步成为全世界发电领域重要组成部分。

随着DG的快速发展，DG接入也给配电网带来一系列的问题，如接入点电压升高、系统双向潮流等。由于目前的被动管理模式，系统对DG及网络自身不加以相应的控制，导致系统无法充分利用DG在改善系统网损和电压质量等方面的积极作用。针对这种被动的管理模式，很多学者提出了主动配电网(Active Distribution Network，ADN)及主动管理的概念，并将主动管理应用到间隙性可再生能源的消纳中。主动管理就是更加细致的测量和评估配电网的系统运行数据之后，对DG和配电网设备进行实时控制并采取一定的措施进行协调。主动管理模式下的配电网可以采取控制DG的发出功率、调节变压器抽头和无功补偿设备等多种主动管理措施，使得含有DG的配电系统达到最优的运行状态。从而提高配电网对DG的消纳能力，提高配电系统的供电可靠性，改善配电网的电能质量。

发明内容

本发明是针对配电网可再生能源消纳的问题，提出了一种基于多主动管理的配电网可再生能源消纳方法，着重分析主动配电网ADN中各种主动管理措施。基于可再生能源及负荷的时序特性，分析可再生能源出力切除、OLTC分接头调整、网络重构等多种主动管理措施对可再生能源消纳能力的影响。

本发明的技术方案为：一种基于多主动管理的配电网可再生能源消纳方法，具体包括如下步骤：

1)建立基于主动管理的配电网可再生能源消纳模型，目标函数最小化风电及光伏的切除量，也就是在有风电和光伏的支路中达到风电光伏发电量最大；

2)建立约束条件包括功率平衡约束及网络运行安全约束；

3)数据输入，包括网络参数，分布式电源数据，风电、光伏、负荷的时序特性数据，采用场景分析法来确定分析场景；将风电、光伏、负荷在一年中的历史数据构成A_m×n矩阵，m代表历史数据的天数；n代表每一天按小时的风电、光伏、负荷数据；采用k-均值聚类算法，将m个n维样本进行聚类得到需要的场景数k；选择场景，并进行相应场景最优潮流问题的调整；

4)置time＝0，利用原对偶内点法PDIPM计算在该场景的间歇性能源最大出力，即最小切机，同时得到控制变量的最优值，time＝time+1；

5)返回步骤4)，直到time＝设定值，通过累加计算一年之内的间歇性能源的发电量；

6)选择下一场景，进行相应场景最优潮流问题的调整，返回步骤4)，直到所有场景遍列；

7)得到每个场景下的配电网可再生能源最优配置。

所述步骤2)中约束条件包括功率平衡约束及网络运行安全约束，具体如下：

1)

2)

3)

4)

5)

6)

7)

8)

9)g_k∈G

其中，P_Gi和Q_Gi分别为节点i的发电机有功和无功功率；P_Li，Q_Li分别为节点i的负荷有功和无功功率；Q_Ci为节点i的无功补偿容量；U_i，U_j分别为节点i与j的电压幅值，j∈i表示所有与节点i直接相连的节点；G_ij、B_ij、δ_ij分别是节点i与j之间的电导、电纳和电压相角差；公式1)为节点功率平衡约束；

公式2)为节点电压约束，U_i、U_i,max和U_i,min分别表示节点i电压幅值及所允许的电压幅值上限和下限；