[发明专利]一种基于随机最优潮流的随机间歇性DG优化集成的评估方法

摘要

一种基于随机最优潮流的随机间歇性DG优化集成的评估方法，该评估方法包括如下步骤：步骤(1)建立主动配电网建设及运行的数学模型，它包括：1)目标函数，它综合考虑主动配电网建设及运行费用；2)约束条件，主动配电网运行的约束条件；步骤(2)基于蒙特卡罗的主动配电网运行状态模拟及最优潮流计算，它主要是为了充分考虑DG与负荷的随机性与时序性；所述采用蒙特卡罗模拟法，是基于DG与负荷模型，模拟风速、光照强度等随机变量在若干年的分布，依据模拟状态运用最优潮流精确计算每小时支路潮流、DG出力、网损等状态量；步骤(3)主动配电网经济性评估的计算步骤，主要是对于主动配电网某一DG集成方案，进行经济性评估计算。

主权项

一种基于随机最优潮流的随机间歇性DG优化集成的评估方法，其特征在于所述评估方法包括如下步骤： 步骤(1)建立主动配电网建设及运行的数学模型，它包括： 1)目标函数：综合考虑主动配电网建设及运行费用的总的目标函数如式(1)所示： minF＝C_inv+C_O&M+C_fine‑C_cs   (1) 式中：C_inv为主动配电网的建设投资费用，C_O&M为运行及维护费用，C_fine为违限罚款费用，C_cs为新能源发电的财政补贴费用。其中，除了第一项投资费用C_inv外，剩余三项费用均与ADN的优化调度及运行方式相关； 2)约束条件：主动配电网运行的约束条件主要包括功率平衡约束、节点电压约束、线路和变压器容量约束、DG有功出力约束、DG无功出力约束，其数学表达如下： V_i^min≤V_i≤V_i^max   (4) 式中，P_gi、Q_gi为注入节点i的有功功率和无功功率，P_i和Q_i为节点i负荷的有功功率和无功功率，p_ij、q_ij为连接节点i与j的线路有功功率和无功功率，Ω_i代表与节点i相连的节点集合；V_i、V_i^min和V_i^max分别为节点i的电压值、最小允许值和最大允许值；为连接节点i与j的线路最大有功功率允许值；P_T,i为变压器i输送的有功功率，由高压侧流向低压侧为正值，反之为负值，为变压器i的额定功率，e_i为其允许的最大负载率，例如当变电站变压器为两台主变，单台变压器的允许过载能力为130％时，则单台主变的最高负载率为65％；和为第i台DG在t时刻实际输出的功率和可输出的最大功率，λ为前文所述的允许的有功削减率，为第i台DG的额定功率；Q_DGi为第i 个DG实际输出的无功功率，ψ_i为DG在输出额定的有功功率时的功率因数下限，式(11)采用额定有功输出时DG可输出的无功上限作为DG在任何时间的无功出力上限，这样比单纯的功率因数约束更加符合实际情况；步骤(2)基于蒙特卡罗的主动配电网运行状态模拟及最优潮流计算，它主要是为了充分考虑DG与负荷的随机性与时序性；所述采用蒙特卡罗模拟法，是基于DG与负荷模型，模拟风速、光照强度、负荷大小等随机变量在若干年的分布，依据模拟状态运用最优潮流精确计算每小时支路潮流、DG出力、网损等状态量； 蒙特卡罗模拟法根据所述的负荷与DG出力时序模型，随机生成一年的所有数据，根据每小时负荷分布与DG出力大小，通过最优潮流计算ADN的最佳运行参数，计算主动配电网的年运行成本，即目标函数中的C_O&M、C_fine和C_cs；蒙特卡罗抽样过程中，若不满足收敛条件，则继续抽样，增加ADN运行参数的样本序列；若满足收敛条件，则对上述样本序列进行概率统计，求取样本均值与方差作为所研究问题的数学期望和方差； 步骤(3)主动配电网经济性评估的计算步骤，它主要是对于主动配电网某一DG集成方案，按照下述步骤进行经济性评估计算： 1)初始化参数，读入网络参数与DG接入方案，按式(2)计算投资费用C_inv。设置蒙特卡罗抽样相对误差ε_ref和最少迭代次数N，令k＝1； 2)分别建立负荷与各类DG出力时序模型； 3)按照时序模型，生成对应负荷和DG在第k年8760h内的出力随机数； 4)根据DG容量大小和控制方式，设置PV和PQ节点，并计算PV节点有功无功功率的上下限； 5)以目标函数值最小为优化目标，对每小时运行状态进行确定性最优潮流计算； 6)全年每小时的运行状态经最优潮流优化计算确定后，计算该年的目标函数值f_k； 7)若k＜N，转步骤3，否则继续下一步； 8)按式(17)计算目标函数估计值按式(18)计算相对误差ε_k，并与ε_ref比较，如果相对误差满足精度要求，则转步骤9；否则令k＝k+1，继续步骤3)；9)对k次仿真结果进行概率统计，计算目标函数f的期望值E_f和方差S，然后按式(2)计算DG优化集成目标函数值F，则F的期望值为C_inv+E_f，方差S不变，这即为该DG集成方案下ADN建设及运行年费用的期望和方差。