[发明专利]基于混合仿真的配网分布式光伏承载力分析及削减方法

说明书

本发明公开了基于混合仿真的配网分布式光伏承载力分析及削减方法，首先建立基于MATLAB和OpenDSS的配电网混合仿真构架，通过COM口初始化配电网潮流，通过direct DLL完成电网电气元件参数的规律性批量修改；其次在相关约束条件前提下，进行配电网分布式光伏承载力的两阶段测算；最后针对承载力不足的区域配电网，考虑有载调压变压器的电压调控能力，确定分布式光伏出力的动态削减策略，在保证电网安全稳定运行的前提下实现区域配电网分布式光伏的日总削减量最小。本发明克服高比率分布式光伏接入下配电网建模过程繁琐，且难以嵌套新型智能控制算法的问题。

技术领域

本发明涉及能源电力技术领域，具体是涉及一种基于混合仿真的配网分布式光伏承载力分析及削减方法。

背景技术

随着“3060”双碳目标的驱动下，光伏行业得到了迅猛发展，考虑到分布式光伏相较集中式光伏可实现用户侧用电的就地供给，避免电能的远距离传输，进而降低电网运行负荷，在此背景下以“整县光伏”为代表的试点工程在全国范围内推广，使得分布式光伏被大量接入中低压配电网，改变了传统配电网的运行方式，而高渗透率的分布式光伏接入可能对配电网的安全稳定运行产生不良影响。因此，科学评估配电网分布式光伏承载能力并针对承载力不足区域配电网开展分布式光伏出力的动态削减对促进分布光伏的良性并网有着重要意义。

目前对配电网分布式光伏承载力测算及光伏出力削减的方法研究主要采用的仿真技术主要包括蒙特卡洛仿真、时序仿真、优化计算、多时间尺度仿真和并行计算，而这些技术都需要大量差异化的潮流计算且需要嵌套特定算法实现仿真场景的动态修改，考虑到分布式光伏广泛接入中低压配电网的节点数众多，传统基于图形交互界面的配电网模型构建和仿真场景修改方法效率低下，同时，传统配电网仿真软件缺少完备的COM接口来实现电网所有电气元件状态参数、求解模式的外部获取及修改，难以通过和外部算法开发软件的交互来满足定制化仿真需求。

OpenDSS作为一个开源的电力系统配电网仿真工具，本身具有丰富的仿真计算模式和完善的COM接口，不仅可作为独立程序使用，又可作为动态链接库（DLL）被其他软件平台调用，为多软件间的混合仿真提供了可能；而MATLAB作为一个强大的工程计算软件，由于具有简单高效的编程环境和丰富的跨学科多领域工具箱，在电力系统分析及智能算法开发方面也得到了广泛应用。目前，虽然通过OpenDSS与MATLAB软件二者的联动开展分布式光伏的并网分析已在部分文献中被提及（如专利申请CN109586297A、CN106786603A），但均需要直接或间接在OpenDSS软件中预先编写好包含电网基本信息的DSS文件，考虑到配网网架结构复杂且节点众多，通过基于脚本命令的DSS文件来开展配网建模较为繁琐、缺少对建模过程的规范化处理，同时也不利于电网网架结构及参数的快速批量修改，因此亟需提出一种无需预设DSS脚本文件、而是在MATLAB中通过直接调用OpenDSS仿真内核完成配网规范化建模及仿真场景动态修改的方法。

此外，现有配电网分布式光伏承载力分析和光伏出力削减研究通常是孤立地开展，缺少对二者方法关联性的考虑，而光伏出力削减通常是针对分布式光伏承载力不足的区域配电网，因此，如何在完善二者现有分析方法的基础上开展二者的联合分析也是亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种基于混合仿真的配网分布式光伏承载力分析及削减方法，通过建立基于MATLAB和OpenDSS的配电网混合仿真构架，实现任意节点配电网模型的快速生成、仿真场景参数的外部感知及批量修改以及外部智能算法的耦合嵌套，在此基础上提供一种配电网分布式光伏承载力两阶段测算方法，并针对承载力不足的区域配电网提供一种分布式光伏出力动态削减的方法。

本发明所述的基于混合仿真的配网分布式光伏承载力分析及削减方法，采用的技术的方案是：包括以下步骤：

S1、建立基于MATLAB和OpenDSS的配电网混合仿真构架，包括上层智能算法层和下层潮流计算层，二者通过OpenDSS的COM接口进行数据交互，获得电网运行状态数据及对仿真场景进行动态修改；