[发明专利]基于功率矩法的分布式电源优化配置方法

说明书

技术领域

本发明涉及将分布式电源接入配电网络的配置方法。

背景技术

以可再生能源为一次能源的分布式发电技术适应了21世纪人类发展低碳经济和实现可持续发展的要求，因而在全球范围内引起极大关注。分布式电源(distributedgeneration，DG)的接入使得配电系统从无源网络转变为有源网络，DG接入的位置、容量以及运行方式对配电网的节点电压、线路潮流、网络损耗等都有较大影响，其影响程度与分布式电源的接入位置和容量密切相关，因此合理选择分布式电源的安装位置和安装容量十分重要。

国内外已有不少学者从不同角度对DG配置优化问题进行了研究，取得了一些研究成果。归纳起来，大致可以分为三类：一类是传统的数学优化方法包括解析法和优化规划法，例如文献[Willis H L.Analytical methods and rules of thumb for modeling DG-distributioninteraction[C].IEEE Power Engineering Society Summer Meeting，Washington，USA，2000，3：1643-1644]基于文献[Willis H L.Power distribution planning reference book[M].New York：Marcel Dekker，1997：107-132.]的电容器优化思想，应用所谓的“2/3法则”来解决分布式电源的优化配置问题，即将分布式电源放置在线路长度2/3处，承担大约2/3的负荷能力，虽然简单易用，但该方法仅考虑了统一负荷分布特性的情况，不能用于其它类型的负荷分布特性馈线上。文献[Griffin T，Tomsovic K，Secrest D，et al.Placement of Dispersed GenerationSystems for Reduced Losses[C].Proceeding of the 33rd Hawaii International Conference onSystem Sciences，Maui，Aug 2000：1446-1454]在给定分布式电源容量情况下，采用解析法研究了单条辐射线路上分布式电源的最优安装位置，得出了理论上分布式电源的最优安装位置。该模型假定负荷沿馈线按一定规律分布(如均匀分布、递增分布、递减分布等)，但实际配电网中负荷分布往往是随机的。一类是启发式的智能算法，分别从网络规划，利益/成本比和网损等角度出发，利用遗传算法对分布式电源的位置和容量进行了优化。还有一类就是数学规划法和智能算法相结合的混合算法：文献[李鹏，廉超，李波涛。分布式电源并网优化配置的图解方法，中国电机工程学报，第29卷第4期：91～96，2009.]基于链式配电网络、恒功率静态负荷模型和分布式电源的功率模型，提出一种图解与遗传算法相结合的计算方法，但DG按恒功率因数考虑。数学优化算法原理较简单明确，但往往迭代次数多，限制条件多；启发式的智能算法限制少，但对模型的建立和参数的变化有很大的依赖性。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于功率矩法的分布式电源优化配置方法，以解决现有技术仅能考虑统一负荷分布特性或恒功率因数负荷的情况，或者配置结果易受初始参数影响，或没有考虑到实际配电网中负荷分布往往是随机的问题，且方法大多很复杂。本发明的方法包括下述步骤：

步骤一：对于给定的配电网网络接线结构、各支路参数、各节点负荷功率和变电站节点电压，进行初始潮流计算，得到没接入分布式电源前的各节点电压、系统有功网损和支路功率，给定分布式电源接入的个数m；

步骤二：计算各节点的有功二次矩，并对有功二次矩的值进行从大到小的排列，选择值位于前m个的节点，作为分布式电源要安装的位置；

步骤三：根据已知的分布式电源接入的个数m，根据有功二次矩确定的分布式电源要安装的m个节点位置，计算这m个节点的有功一次矩，解m个方程组，得到m个节点的分布式电源所应提供的有功功率；

步骤四：根据已知的分布式电源接入的节点个数m，根据有功二次矩确定的分布式电源要安装的m个节点位置，计算这m个节点的无功一次矩，解m个方程组，得到m个节点的分布式电源所应提供的无功功率；

步骤五：按照步骤三和步骤四所得到的安装在m个节点分布式电源的有功功率和无功功率值，可计算得到m个节点的分布式电源的容量，计算容量和实际容量比较，取靠近计算容量值的实际容量作为分布式电源的配置容量；