[发明专利]一种分布式电源最优潮流优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及分布式电源接入下的电力系统计算优化方法，具体涉及一种分布式电源最优潮流优化方法。

背景技术

近年来，分布式电源（DG）因其诸多优点得到了国家政策的大力支持，成为能源领域的一个重要发展方向，同时也给电网规划提供了新的选择。但是，分布式发电的迅猛发展和大量并网运行也使得配电网规划面临比以往更多的不确定性因素。为了产生优化的分布式电源规划策略，有必要对分布式电源的可接入容量和需求进行分析和计算。

国家电网公司规定了35kV及以下电压等级接入电网的新建或扩建分布式电源接入电网应满足的技术要求，其中对分布式电源的短路电流和渗透率做了明确规定，但是仍然难以确定具体的分布式电源输出容量，尤其是在不同网络拓扑、不同负荷规模的复杂配电网情况下。

最优潮流(Optimal Power Flow，OPF)是一种有效的分析工具用来解决电力系统中的运行和规划问题。典型的最优潮流是计及潮流平衡方程、发电机负荷限制和线路负荷限制的基础上，使发电成本最小或者最大化社会收益。以往的OPF分析和计算，多用于输电网的发电成本最小。近年来，OPF的研究和应用扩展到了复杂配电网的分析。在该类研究方法中，优化目标通常采用：1）DG的发电成本最小；2）最大化DG的有功输出；3）有功线损为最小；4）上述优化目标的组合形式的多目标优化。

OPF问题的计算方法有线性规划方法，二次规划方法，非线性规划方法和智能算法等。当目标函数是二次其约束条件是线性时可以用二次规划的方法解决，对于含有DG的OPF问题，可以用求解一系列二次规划问题的方法来得到最优解。

发明内容

针对分布式电源输出容量难以清晰确定的情况，本发明提供一种分布式电源最优潮流优化方法。基于序列二次规划的最优潮流，来求解配电网中的分布式电源接入容量。把最优化潮流应用到分布式电源的规划和优化中，以最小发电成本为优化目标，计及网路线路约束和电压安全，使用序列二次规划来求解优化计算问题，给出了分布式电源接入配电网的准入容量的计算方法。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种分布式电源最优潮流优化方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤：

A、初始化配电网络中的变量；

B、对配电网络进行潮流计算；

C、判断线路是否过载、发电机和分布式电源有功无功出力是否越界；

D、若配电网系统的约束方程均满足则跳到步骤E，否则跳到步骤F；

E、判断目标函数值是否最小，如果为最小则跳转到步骤J，否则跳到步骤F；

F、修正网损相关系数；

G、计算雅可比矩阵和海森矩阵；

H、形成序列二次规划子问题，并求解序列二次规划子问题搜索方向及步长；

I、修正平衡节点母线处出力和各分布式电源出力，跳转到步骤B；

J、输出最优潮流结果。

其中，所述步骤A中，配电网络中的变量包括网络拓扑与编号、母线电压、节点负荷、二次规划参数μ和ε以及分布式电源出力的初始解x⁽⁰⁾；其中ε是预设的浮点型正数，μ是拉格朗日系数。

其中，所述步骤C中，判断线路是否过载以及发电机和分布式电源有功无功出力是否越界的上下限如下：

其中，P_DGi为第i个分布式电源的有功出力，和分别为第i个分布式电源的有功出力的上下限，为第i个分布式电源的无功出力，和分别为第i个分布式电源的无功出力的上下限；S_ij为线路ij上的潮流，为线路潮流功率约束，V_i和V_j分别为节点i和j上的节点电压；G_ij和B_ij分别为节点i和j上的电导和电纳。

其中，所述步骤D中，配电网系统的约束方程用下述表达式组表示：

其中：P_D为系统总的有功负荷，P_L为系统总的有功网损；Q_D为系统总的无功负荷，Q_L为系统总的无功网损；P_s和Q_s分别为变电站处的有功出力和无功补偿量。

其中，所述步骤E中，选用二次成本模型作为分布式电源的成本模型，成本模型的目标函数用下式表示：