[发明专利]一种配电网可再生能源发电集群接入规划方法

说明书

本发明涉及一种配电网可再生能源发电集群接入规划方法，采用上层规划模型和下层调度模型，上层规划模型以可再生能源发电投资商收益最大为目标；下层调度模型的目标函数包括功率平衡度指标、配电公司的调节成本和可再生能源发电的有功削减量，调节措施包括联络线开关的动作、有载调压变压器的抽头动作、可再生能源发电的有功削减和无功补偿，针对负荷、可再生能源资源之间的时序相关性，采用C‑Vine Copula模型进行建模，结合拉丁超立方采样方法生成考虑负荷、资源相关性的典型规划场景。

技术领域

本发明涉及一种考虑负荷、资源时序相关性的配电网可再生能源发电集群接入规划方法。

背景技术

可再生能源发电接入配电网，对于节约能源、减少碳排放有积极作用。然而，当可再生能源发电的发电量占各类电源总发电量的20％-30％时，可再生能源发电出力的间歇性和随机性会导致系统过电压、功率倒送等问题。因此，为了提高配电网对可再生能源发电的接纳能力，有必要在规划阶段考虑可再生能源发电对系统运行的影响。

针对配电网的可再生能源发电规划问题，已有的研究多是在单一变电站下进行可再生能源发电的选址和定容。这类方法认为不同变电站下的配电网相互独立，不考虑系统中多个变电站之间运行的联系和影响，忽略了多个变电站之间功率的互补支撑能力。由于该方法针对每个变电站进行规划时使用相同的目标函数和约束条件，所以进行可再生能源发电规划后可能造成多个变电站的出力特性相似，若同一区域的多个变电站同时出现功率倒送并传递到上一级电网，则会影响高压配电网的正常运行。主动配电网能够利用先进的自动化、通信和电力电子等新技术实现对接入配电网的可再生能源发电和其他设备进行主动管理。配电网广泛配置联络开关和分段开关，主动配电网通过控制开关的开断可以实现网络的动态重构，有利于减小网损，平衡负荷。因此，在配电网中进行可再生能源发电的接入及消纳问题研究时，需要考虑接入可再生能源发电后多个变电站之间输出功率的联系以及网络重构对多变电站间供电支撑能力变化的影响，开展配电网多变电站可再生能源发电的集群接入规划，确定每个变电站下可再生能源发电的集群接入容量。

在规划阶段，间歇式可再生能源发电接入配电网提高了配电网运行的不确定性，增加了配电网规划过程中场景选取的难度。用少量具有代表性的场景来准确刻画负荷、资源的随机特性，可以有效减小计算量并提高规划结果的精度。考虑不确定性的可再生能源发电规划方法主要有基于多场景技术的规划、基于机会约束理论的规划和基于模糊理论的规划，其中场景分析法将不确定因素的可能取值按规则枚举，组合成一系列规划场景，每个场景有对应的概率，从而将不确定性问题转化为确定性问题，降低了建模和求解的难度。负荷和资源除了具有不确定性之外，变量之间还存在一定的相关性。然而，目前方法只能表示变量之间的线性相关性，对具有非线性相关的变量之间的建模不够准确。Copula函数不要求变量具有相同的边缘分布，能够描述变量间的非线性、非对称性、尾部相关性等特征。PairCopula方法是Copula函数中的一个分支，可以表征多维变量之间的相关性，结构灵活，能够较好地捕捉任意两个变量之间的相关性，然而该方法目前较少应用于电力系统规划中。

综上所述，现有技术方法的缺陷和不足可以总结为如下几点：

(1)针对配电网中可再生能源发电的规划问题，已有的研究多是在单一变电站下进行可再生能源发电的选址和定容。这类方法认为不同变电站下的配电网相互独立，不考虑系统中多个变电站之间运行的联系和影响。

(2)在可再生能源发电规划过程中，没有充分考虑主动配电网中各种调节措施尤其是网络重构对多变电站间供电支撑能力变化的影响。

(3)现有技术方法只能描述负荷、资源之间的线性相关性，对具有非对称、非线性相关性的变量之间的建模不够准确。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种考虑负荷、可再生能源资源时序相关性的可再生能源发电集群接入双层规划方法。技术方案如下：