[发明专利]一种含分布式光伏的配电网无功配置双层规划方法

说明书

本发明公开了一种含分布式光伏的配电网无功配置双层规划方法，针对高渗透率分布式光伏多点接入配电网后负荷小方式下可能出现无功过剩、电压偏高等问题，将光伏发电和电容器、电抗器三者协调配置实现无功资源的规划，以最小的成本实现配电网无功的优化配置，从而实现对高渗透率分布式光伏的消纳。

技术领域

本发明属于有源配电网规划领域，具体涉及一种含分布式光伏的配电网无功配置双层规划方法。

背景技术

无功优化规划因算法复杂、建模工作量大，在电网设计阶段应用难度很大，因此实际设计阶段都是按无功配置的原则或规程规定的补偿范围来设计各变电站的无功补偿容量和组数。如针对110kV变电站的无功配置原则提出容性无功补偿配置按主变容量的10％～30％配置，感性无功补偿配置应根据电缆进、出线情况配置适当容量。按照该原则来配置无功补偿具有简单方便、清晰明确和通用性强等可操作性的优势，不必依赖于高难度、大工作量的无功优化计算，成为无可代替的指导原则。然而，该原则的通用性、宏观指导性太强，往往导致一刀切的做法，很难根据不同特性电网的无功平衡需求来做出更加优化的配置，从而引发一些电站(负荷轻、电压高、无功富余的区域)补偿过度，而另一些电站(负荷重、电压低、无功缺乏的区域)补偿又明显不足的问题，为建成后电网的无功电压控制带来诸多掣肘。

另一方面，配电网结构不同于输电网，R/X较大，有功功率和无功功率都极大的影响着线路损耗和电压质量。在传统无源配电网中，保障配电网供电质量和经济运行的主要手段是通过投切电容器可以改变线路无功功率，起到降低线路损耗，提高电压质量的作用。光伏发电接入后，负荷小方式下可能出现无功过剩、电压偏高等问题，需要综合考虑容性和感性无功补偿配置方案。同时考虑到如果光伏安装位置容量适当可以提高配电网的供电质量和降低网损，光伏发电除发出有功功率外，还能不同程度的提供无功支持，光伏发电既可作为配电网有功资源也可作为无功资源。因此，在含有光伏发电的配电网中，只有将光伏发电和电容器、电抗器三者协调配置实现无功资源的规划，才能有效减少资源浪费，达到投资和运行效益最大化。

发明内容

针对高渗透率分布式光伏多点接入配电网后负荷小方式下可能出现无功过剩、电压偏高等问题，本发明的目的是提供一种含分布式光伏的配电网无功配置双层规划方法，将光伏发电和电容器、电抗器三者协调配置实现无功资源的规划，以最小的成本实现配电网无功的优化配置，从而实现对高渗透率分布式光伏的消纳。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种含分布式光伏的配电网无功配置双层规划方法，所述方法包括下述步骤：

步骤1：输入电网原始数据，根据负荷、光伏的功率情况，生成计算场景及对应的场景概率；

步骤2：构建含分布式光伏的配电网无功配置双层优化模型，上层以无功装置的总成本最小为目标值进行无功补偿装置的优化配置，下层以配电网年运行费用最小为目标值进行光伏系统及无功补偿装置的协调运行；

步骤3：利用遗传算法进行求解，产生上层规划初始染色体编码，设置最大迭代次数Nmax；

步骤4：针对上层编码中每个染色体，产生下层规划初始染色体编码；

步骤5：经过连续潮流计算与分析，并通过遗传操作获得下层规划最优个体；

步骤6：将下层规划获得的最优个体返回上层规划。计算上层规划群体每个染色体的目标函数；

步骤7：采用选择、交叉、变异遗传操作，产生上层规划新的染色体。

步骤8：进行终止条件判断，若迭代次数N大于最大迭代次数，计算结束，输出结果；否则，转至步骤3。