[发明专利]一种智能配电网分布式发电规划配置方法

说明书

本发明公开了一种基于虚拟微网对智能配电网进行分区以及分布式发电资源优化配置的方法，首先，利用传输容量和等效阻抗两个参数来定义配电网的电气关联强度；其次，基于电气关联强度识别配电网的功能性社团结构，以所识别的功能性社团结构为单位来构造虚拟微网分区；最后，通过所识别出的虚拟微网边界作为约束条件，进一步利用遗传算法对分布式发电资源优化配置。

技术领域

本发明涉及对分布式发电资源优化配置的规划部署，具体涉及一种基于虚拟微网对智能配电网进行分区以及分布式发电资源优化配置的方法。

背景技术

目前，传统配电网的高效运行与发展面临着许多挑战，比如负荷增量需求、有限的扩展空间、环境问题和基础实施老化等为了克服这些挑战，有必要规划和升级传统配电网到智能配电网。概括地说，智能配电网应该包含不同类型的分布式发电及储能等分布式资源，并且拥有具有智能技术的相关设备，但这些可能会使得智能配电网的操作变得更加复杂。智能配电网应该是一个智能化和现代化的电网，对于终端负荷侧有着科学化的管理,并且在提高供电的可靠性和电能质量的同时，提高配网的经济型和灵活性。由于传统配电网建设和技术的滞后制约了智能配电网的发展和应用。因此需要做更多的调查研究，以便为传统配电网制定一个现实可行的升级计划。

如何发展智能配电网并发挥其优势，将大量现存的传统配电网升级改造，使其具备更加灵活、更具弹性和更自由操作的特性，成为了发展智能配电网的一项关键挑战。微网是当前发展智能配电网最为热门和有前景的技术之一。然而，目前为止实际建成运行的微网数量与大量现存的传统配电网相比非常有限，对于现有已经接入传统配电网的负荷，要完全重新建设微网并不可行。因此，虚拟微网(Virtual Microgrids，VMs)近年来备受关注。虚拟微网可以提供一种新的方式来升级传统配电网，它通过对传统配电网进行优化分区，将每一个区域看作微网并进行运行控制。

但是，现有关于虚拟微网的研究中，多将分布式发电等资源的配置作为已知条件进行虚拟微网的划分和运行。而另一方面，现有基于终端用户自愿随机的分布式发电的配置，容易造成配电网分布式电源的无序发展，不利于未来智能配电网的有序发展和运行控制。

例如中国发明专利《一种适应分布式发电和储能站发展的配电网规划方法》，申请号为201710852447.5，其公开了一种基于负荷节点的分布对配电网进行逐层优化的方法，虽然能够实现电网线路分布规划的效果，但是，并没有从本质上对配电网的分区及规划进行优化，其远不能达到智能配电网的发展需要。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明目的是：提供一种基于虚拟微网对配电网进行分区以及分布式发电资源优化配置的方法。首先对虚拟微网定义如下：“虚拟微网是基于传统配电网结构划分的相对独立系统，具有类似于微网的控制策略和运行模式，并且能适应智能配电网的未来需求。

为了合理的表示电网在输电过程中的电气特性，使用传输容量和等效阻抗两个参数来定义了电气关联强度。之后基于电气关联强度对Newman分区算法进行改进，并对电网社团结构进行划分，同时在传统的模块度的基础上提出了电气模块度的概念。最后，通过将基于电气模块度获得的分区结果作为约束条件，进一步利用遗传算法对分布式发电的资源配置进行优化。

1.电气关联强度

在复杂网络中，邻接矩阵常用来描述节点之间的连接关系。通常邻接矩阵被用来表示无向无权重的网络，其定义如下。

电网可以看作是一种复杂网络，但直接使用邻接矩阵A_vw无法体现电网连接的电气特性。为了合理的表示电网在输电过程中的电气特性，本文使用传输容量和等效阻抗两个参数来定义了电气关联强度(Electrical coupling strength，ECS)。节点i和j之间的ECS定义为：