[发明专利]大规模光伏并网的配电网运行风险评估方法

说明书

一种大规模光伏并网的配电网运行风险评估方法，所述方法通过建立光伏出力与负荷波动的实时预测模型；运用蒙特卡洛法计算所得的节点电压和支路潮流的概率分布，求出支路潮流和节点电压的概率密度函数和累积分布函数；根据累积分布函数求得各节点电压和支路潮流越限的概率，根据待求变量的概率分布计算节点电压和支路潮流可能性指标、严重度指标和风险指标，评估光伏接入配电网的安全风险，依此结果提出相应控制手段。本发明充分考虑光伏及负荷的随机性与不确定性，采用典型参数作为风险评估指标，基于蒙特卡洛概率潮流对配电网风险进行准确预测，对于提高光伏并网后配电网运行的安全性、可靠性和经济性具有重要现实意义。

技术领域

本发明涉及一种大规模光伏并网的配电网运行风险评估方法，属光伏并网技术领域。

背景技术

随着经济社会发展中能源需求日益增加且能源紧缺问题及环境污染问题日益严重，分布式光伏发电得到越来越多的关注。含分布式光伏的配电网作为新型电力系统的重要组成部分，电网结构复杂，一旦发生停电事故将迅速波及很大范围。因此，准确评估配电网的风险，及时采取相关应对措施，保证供电可靠性和电能质量，具有重要的经济效益和社会价值。

现阶段为解决分布式电源发电的随机性和波动性带来的系统风险，确保系统的可靠性，配电网系统运行部门采用了系统备用的办法，即就是同时准备与分布式电源发电量相等的装机容量的策略。虽然这项举措有效降低了可再生能源的不确定性带来的风险，但是未来的配电网风险评估将不仅仅停留在现阶段偏于保守的风险评估及风险控制方法上，而应实时、有效地评估配电网风险因子，实现对这些风险因素的智能控制和最优控制，从而尽量减少这些不可控源对整个电力系统能源结构的安全稳定带来的冲击。

本发明针对大规模分布式光伏并网问题，提出了基于蒙特卡洛概率潮流的配电网风险评估方法。首先建立了光伏发电单元和负荷随机模型，然后提出了配电网的风险评估指标体系及数学模型，最后介绍了基于蒙特卡洛概率潮流的配电网风险评估流程。对大规模分布式光伏接入配电网进行实时风险预测，准确评估配电网的风险，具有重要理论和实用价值。

发明内容

本发明的目的是，针对大规模分布式光伏并网存在的问题，提出一种大规模光伏并网的配电网运行风险评估方法。

实现本发明的技术方案如下，一种大规模光伏并网的配电网运行风险评估方法，所述方法通过建立光伏出力与负荷波动的实时预测模型；运用蒙特卡洛法计算所得的节点电压和支路潮流的概率分布，求出支路潮流和节点电压的概率密度函数和累积分布函数；根据累积分布函数求得各节点电压和支路潮流越限的概率，根据待求变量的概率分布计算节点电压(状态变量)和支路潮流(输出变量)可能性指标、严重度指标和风险指标，评估光伏接入配电网的安全风险，依此结果提出相应控制手段。

所述光伏出力与负荷波动的实时预测模型用太阳能光伏阵列的输出功率公式表示：

P_m＝μ·S_ab·I_T

式中：I_T为某时刻入射到光伏电池上的总辐射值，当辐射值小于I_K时，太阳能光伏阵列的转换效率呈线性增长；当辐射超过I_K后，光伏阵列的转换效率基本保持不变；一般取I_K为150W/m²，μ_c取单晶硅的转换效率15％计算。

当光伏阵列所处的环境温度发生变化时，光伏阵列的功率输出也会随之发生变化。

将光伏电池的短路电流I_sc随单位温度变化(ΔT＝1℃)时的变化值(ΔI_sc)称为电流温度系数；将光伏电池的开路电压U_oc随单位温度变化(ΔT＝1℃)时的变化值(ΔU_oc)称为电压温度系数；对于单晶硅光伏电池来说，一般电流温度系数取值为0.006％～0.1％/℃，电压温度系数取值为-0.4％～-0.3％/℃。