[发明专利]一种智能配用电系统承载能力评估方法

权利要求书

1.一种智能配用电系统承载能力评估方法，其特征在于，智能配用电系统承载能力是指，在支撑电网发展的外部社会经济、环境、能源发展条件制约下，配电网中线路与设备在技术合理性、安全可靠性、经济性、环境、能源、容量裕度方面对于发电及负荷波动的承受能力，评估方法包括如下步骤：

1)根据承载力理论以及智能配用电系统的特点构建智能配用电系统承载力评估体系，得到智能配用电系统承载力的各项指标；

2)根据电动汽车、分布式电源、储能系统、柔性负荷等广义分布式资源的特点，给出广义分布式资源充电站的负荷曲线图；

3)分析智能配用电系统承载力系统的各类变量与变量间的关系，构建智能配用电系统承载力的系统动力学模型。

2.根据权利要求1所述的一种智能配用电系统承载能力评估方法，其特征在于，步骤1)中所述的智能配用电系统的特点，是指智能配用电系统应用和融合先进的测量和传感技术、控制技术、计算机和网络技术、电力电子技术、信息和通信技术、电动汽车充放电技术、需求侧响应技术以及高级量测技术，并兼容分布式发电、电动汽车、储能装置新型业务的组合式接入，鼓励用户积极参与互动的智能化电力交换系统，以实现配电网在正常运行状态下完善的监测、保护、控制、优化和非正常运行状态下的自愈控制，最终为电力用户提供安全、可靠、优质、经济、环保的电力供应和其他为用户提供的新型增值服务。

3.根据权利要求1所述的一种智能配用电系统承载能力评估方法，其特征在于，步骤1)所述的智能配用电系统承载力评估体系，是从技术合理性、安全可靠性、经济性、环境、能源和容量裕度六个方面提出的评价智能配用电系承载力的指标体系和对所述指标体系进行的综合决策。

4.根据权利要求3所述的一种智能配用电系统承载能力评估方法，其特征在于，所述的智能配用电系承载力的指标体系包括：

(1)电压水平合格率A₁，电压水平合格率是指满足电压水平要求的节点数与节点总数的比值，用来评估广义分布式资源接入智能配用电系统承载力后电压水平能否达到技术合理水平，电压水平合格率A₁值越大表示电压水平技术合理性越高，表达式为：

其中，N_v，N是满足电压水平要求的节点数和节点总数；

(2)无功配置不合格率A₂，无功配置不合格率是指先将各个节点进行无功补偿，再计算不能达到无功配置要求的节点数与节点总数的比值，用来评估广义分布式资源接入智能配用电系统承载力后无功配置水平能否达到技术合理水平，无功配置不合格率A₂值越小表示配电网无功水平技术合理性越高，表达式为：

其中，N_q，N是满足无功配置要求的节点数和节点总数；

(3)短时负载率B，短时负载率是指在短时间范围内配电网平均负荷与最大负荷的比值，用来评估广义分布式资源接入智能配用电系统承载力后短时间内对配电网安全运行的影响，短时负载率B值越大表示配电网运行时的安全可靠性越高，表达式为：

其中，P_av，P_max是短时平均负荷和短时最大负荷；

(4)网络损耗C₁，网络损耗是指配电网潮流计算中有功损耗之和，用来评估广义分布式资源接入智能配用电系统承载力后对配电网经济性的影响，网络损耗C₁值越小配电网经济性越好，表达式为：

其中，P_i,Q_i分别为线路i的有功功率和无功功率；R_i是线路i及相连设备的电阻；U_i是线路i的电压；

(5)无功补偿耗费C₂，无功补偿耗费是指广义分布式资源接入智能配用电系统承载力后，为了保证合格的电压水平与功率因数而进行无功补偿的耗费，用来评估广义分布式资源接入智能配用电系统承载力后节点采取必要无功补偿的投资，无功补偿耗费C₂值越小配电网经济性越好，表达式为：

C₂＝ηQ_need

其中，η为智能配用电系统实施1kVar无功补偿容量的投资，Q_need为广义分布式资源接入后所需实施的无功补偿容量，无功补偿容量投资为0.01万元/kVar；

(6)引入的成本C₃，包括：

电动汽车在电网侧的引入成本为：电动汽车总数量与引入单个充电桩成本的乘积；

分布式电源在电网侧的引入成本为：分布式电源最大功率与分布式电源安装费用的乘积；

储能后引入成本为平滑分布式电源出力后，引入分布式电源的成本；

(7)环境改善程度D，环境改善程度是指电动汽车、分布式电源、储能接入后在原来基础上带来的减排效益，即将同等效果的旧技术改为电动汽车或是分布式电源后带来的减排效益，用来评估电动汽车、分布式电源、储能接入后带来的环境效益，环境改善程度D值越大环境改善程度越好；

(8)能源改善程度E，能源改善程度是指是指电动汽车、分布式电源、储能接入后在原来基础上节省的能源，即将同等效果的旧技术改为电动汽车或是分布式电源后节省的能源，用来评估电动汽车、分布式电源、储能接入后带来的能源效益，能源改善程度E值越大能源效益越好；

(9)线路容量裕度F，线路容量裕度是指线路负荷与主变容量之间的差值，当线路负 荷超过主变容量会造成过载，必须更换主变，线路容量裕度变化率是指广义分布式资源接入后使线路容量裕度变化程度，用来评估配电网的线路容量裕度，其表达式为：

其中，M₁，M₂分别是接入和未接入广义分布式资源时线路容量裕度。