[发明专利]一种智能配用电系统承载能力评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用电系统承载能力评估方法。特别是涉及一种广义分布式资源接入的智能配用电系统承载能力评估方法。

背景技术

1650年人类社会工业化以来，大量使用化石燃料排放CO₂等温室气体和其他污染物质，其综合效果导致全球气候系统变暖，20世纪中叶以来进一步加剧，成为制约人类社会可持续发展的重大问题[1]。近年来，全球变暖趋势日益严重。

智能配用电系统是智能电网建设的关键环节之一。智能配用电系统的发展，将使配电网从传统的供方主导、单向供电、基本依赖人工管理的运营模式向用户参与、潮流双向流动、高度自动化的方向转变。随着我国可再生能源，能源互联网以及分布式资源的发展,智能配用电系统的发展将产生越来越明显的经济效益与社会效益。广义分布式资源包括电动汽车(Electric Vehicle，EV)、分布式电源(Distributed Generation，DG)、储能系统(Energy Storage System,ESS)、柔性负荷等可控设备的应用持续增加，给配电网带来一系列的问题，如谐波污染，电压波动、系统双向潮流、短路电流升高、三相不平衡等，同时这些问题的存在一定程度上限制DG、EV的接入。文献[2]提出了EV大规模接入配电网充电带来的峰谷差加剧、电网运行优化控制难度增大、影响电能质量等问题；文献[3]提出了光伏、风电等DG并网后带来的电能质量问题。

电网承载力的概念源于生态领域，借鉴生态系统环境承载力的相关定义，智能配用电系统承载力的概念可以定义为：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、容量裕度等方面对于发电及负荷波动的承受能力。智能配用电系统承载力核心指标体现在DG、EV、储能及可响应负荷规模、特性等系统内关键指标，以及经济、能源、环境等外部关键指标。智能配用电系统承载力体现电网可持续发展与社会经济、环境、能源对其的支撑密不可分的关系，使得配用电系统的发展规模必须在外界系统能够承载的范围内。

系统动力学通常用来研究复杂的社会经济系统的定量方法,以系统行为与内在机制之间的相互紧密依存关系为基础,通过系统动力学的理论和方法建立数学建模,借助计算机用一阶微分方程组描述系统和状态变量的变化率对各状态变量或特定输入等依存关系,逐步挖掘出阐述变化形体的各种因果关系。社会经济、能源消耗、自然环境与电网发展协调有着紧密的关系，因此，可以构建系统动力学模型来反映它们之间的影响与作用。

传统配电网不含有分布式电源，没有电源与负荷的主动控制，在过去几十年间，电力系统已发展成为集中发电、远距离输电、广义分布式资源广泛接入的大型互联网络系统，随着负荷的持续增长、电力系统结构的不断老化，环保污染日益严重、能源利用效率较低以及用户对电能质量的要求不断提高，因此，开展智能配用电系统承载能力的评估具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种从技术合理性、安全可靠性、经济性、环境、能源、容量裕度共六个方面进行的计及广义分布式资源接入的智能配用电系统承载能力评估方法。

本发明所采用的技术方案是：一种智能配用电系统承载能力评估方法，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。

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。