[发明专利]基于预测技术的主动配电网供电能力实时评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统调度高级技术领域，具体为一种基于预测技术的主动配电网供电能力实时评估方法。

背景技术

随着负荷增长的压力与日俱增，能源紧缺以及环境污染等问题日益严重，为了适应能源转型，节能环保，提高能源利用效率，势必要顺应发展主动配电网的趋势。主动配电网是具备组合控制各种分布式能源能力的配电网络，旨在解决电网兼容及分布式能源应用与利用率的提升等问题。分布式能源的接入一方面提高了配电网的供电能力，另一方面，其功率的随机性增加了配电网的不稳定性。尽管配电网在规划设计时采用了较高的容载比，负荷的不确定性以及供电瓶颈的存在仍使得负荷高峰期间失负荷的现象不可避免，不得不采取拉闸限电的缓冲方式。因此，随着主动配电网的不断成熟，科学地对它的供电能力进行灵活的实时评估，找到并突破供电瓶颈，才能兼顾配电网运行的经济性、可靠性以及安全性。

在主动配电网的研究中，关注点多数是对分布式电源配置的优化或协调，并没有过多地针对供电能力进行研究。配电网的供电能力是指配电网在满足支路功率约束和节点电压约束的条件下所能供给的最大负荷，它由配电网的运行方式和负荷的增长模式所决定。现有的供电能力评估方法一般是通过计算变电站容载比、线路平均负载率这类统计性的技术指标来定性地评估配电网的供电能力，其评估结果能对配电网的规划或者升级提供一定的指导，但无法对配电网的实时运行提供更多指导。并且，当前供电能力评估方法大多数并未考虑分布式电源接入的情况。有文献在综合考虑各种运行约束的基础上提出了一种实时评估配电网供电能力的数学模型，用于评估配电网当前的安全水平并计算发生故障时负荷的可转移容量。有的文献在负荷预测的基础上对系统供电能力进行了实时评估，并且指出，配电网的薄弱环节在负荷不断增长的过程中依次呈现，逐步寻找并消除供电瓶颈有利于提高系统供电能力。还有的文献提出了一种基于变步长重复潮流法的供电能力评估模型，并且能求取当下负荷分布的供电瓶颈。

本文提出一种基于预测技术的主动配电网供电能力实时评估方法。在考虑分布式电源出力动态特性的基础上采用相对增长率来构造更符合实际的负荷增长方式。通过预测技术的引入，在重复潮流法的基础上通过分析给出未来一段时间配电网供电能力的动态变化曲线。另外，随着负荷的增长，依次找到系统的供电瓶颈，给出亟待解决的瓶颈序列，并提出对电网供电能力的改进方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于预测技术的主动配电网供电能力实时评估方法，旨在对未来一段时间内配电网的供电能力和供电裕度进行实时评估，保证电网运行的安全性和可靠性，并针对具体的设备进行改造，提高系统的供电能力。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种基于预测技术的主动配电网供电能力实时评估方法，其特征在于：其步骤如下：

(1)采用基于相似日小波支持向量机的预测方法进行负荷预测；

(2)采用基于紧致型小波神经网络的预测方法对分布式电源出力进行预测；

(3)基于步骤(1)、(2)建立配电网在满足支路功率约束和负荷点电压约束的条件下所能供应的最大有功功率数学模型；

(4)利用潮流法对步骤(3)的模型依次进行负荷的增长模式的确定、临界点的确定、供电瓶颈序列的确定。

进一步的技术方案在于，步骤(1)中负荷预测采用小波变换将各相似日的负荷序列分解为低频部分和高频部分；然后利用支持向量机对各部分进行预测，并将预测值进行叠加得到完整的负荷预测值。

进一步的技术方案在于，步骤(2)中分布式电源的出力预测采用基于紧致型小波神经网络的预测方法对其出力进行预测，其基本步骤为通过利用小波函数直接取代神经网络中隐含层的激励函数来实现小波分析与神经网络的结合，得到输出信号序列。

进一步的技术方案在于，步骤(3)中的模型，其目标函数可以表示为：

式中：P_L为配电网能够供应的有功功率；N为负荷点数；P_Li为负荷点i处的有功功率；

其约束条件为：