[发明专利]基于等效阻抗的有源配电网集群划分方法

说明书

技术领域

本发明涉及分布式可再生能源与有源配电网相关技术领域，具体地说，涉及一种基于等效阻抗的有源配电网集群划分方法。

背景技术

随着分布式可再生能源的大量接入，配电网的规划和运行面临着新的问题与挑战。大规模分布式可再生能源与配电网的联合运行，给电压合格率、稳定性、供电可靠性、电能质量、继电保护等方面带来挑战。目前对分布式电源及有源配电网的研究多以工业园区、海岛，实验平台为研究对象，规模较小，结构相对简单，亟待深入研究大规模高渗透率分布式电源的消纳与优化运行。

为了提高可再生能源集群的消纳比例和调度运行效率，需要将有源配电网系统划分为不同的集群，并在相应的关键节点上配置储能和智能测控装置。现有技术中，一种方式为，根据节点的“介数”或支路的“介数”来衡量该节点或支路的关键性，并将系统划分成不同“区块”。该种方法忽略了支路阻抗的影响，所得结论往往与实际相差较大，只具参考价值。另一种方式为，使用等值导纳作为电气距离的量化参数，依据人工神经网络将系统划分为各个“子群”。该种方法采用的是等值导纳作为量化参数，距离矩阵为稀疏矩阵，绝大多数参数为0，并不能全面反应某节点和整个系统的电气关系。

总之，现有技术中尚无一种较好的有源配电网集群划分方法，目前基于有源配电网系统的集群划分尚处于探索阶段。

发明内容

本发明针对现有技术中尚无一种较好的有源配电网集群划分方法，目前基于有源配电网系统的集群划分尚处于探索阶段的问题，提供一种基于等效阻抗的有源配电网集群划分方法。

本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：

一种基于等效阻抗的有源配电网集群划分方法，其特征在于，包括：

以有源配电网系统中节点之间的等效阻抗最为量化的参数表征节点之间的电气距离；

依据节点之间的电气距离，对有源配电网系统中的节点进行集群划分；

将所有集群划分方式中，集群内节点之间的电气距离最小、集群间节点之间的电气距离最大的集群划分方式，认定为最优集群划分方式。

本发明中，对有源配电网系统中的节点采用基于划分的聚类算法进行集群划分。

本发明中，对有源配电网系统中的节点采用K-means算法进行集群划分。

本发明中，计算每个节点与其余节点之间的总电气距离，将总电气距离较小的节点作为集群划分时的聚类中心节点。

本发明中，认定最优集群划分方式，包括：

建立集群内部关联度指标，用于表征集群内某一节点与集群内其余节点的电气距离的大小；

建立集群间关联度指标，用于表征集群内某一节点与集群外节点的电气距离的大小；

建立综合评价指标，用于表征集群划分的优劣，所述综合评价指标至少通过对所述集群内部关联度指标和集群间关联度指标分别设置权值获取。

所述综合评价指标其中，ECI为集群内部关联度指标，为所有节点集群内部关联度指标的平均值，α为集群内部关联度指标的权值；BCCI为集群间关联度指标，为所有节点集群间关联度指标的平均值，β为集群间关联度指标的权值。

所述ECI和BCCI为：

其中，i是节点编号，n为总节点数，M_i代表节点i所在的集群，e_ij表示节点i与节点j之间的电气距离，表示节点i与集群内其余节点的电气距离之和，表示节点i与所有节点的电气距离之和；

其中，i是节点编号，n为总节点数，M_i代表节点i所在的集群，e_ij表示节点i与节点j之间的电气距离，表示节点i与集群外各节点的电气距离之和，表示节点i与所有节点的电气距离之和。

本发明中，进一步包括集群规模指标CCI，用于表征某一集群内节点数目和期望之间的偏差程度，所述综合评价指标修正为：

其中，为所有集群的集群规模指标的平均值，χ为集群规模指标的权值。

所述集群规模指标CCI，满足：

σ＝wIn(n)

其中，s表示集群内实际的节点数，s_*表示集群内期望的节点数，p_*是所期望划分的集群数目，w为惩罚因子。所述惩罚因子w为0.05至0.3。