[发明专利]一种考虑源荷匹配度的主动配电网分布式电源规划方法

说明书

本发明公开了一种考虑源荷匹配度的主动配电网分布式电源规划方法，该方法考虑经济成本和运行指标建立双层规划模型；双层规划模型分别为：上层规划以规划年限内的年综合费用最小为目标，确定分布式电源接入位置和容量；下层规划引入源荷匹配度指标，以源荷匹配度最优为目标，模拟规划方案的运行过程，对分布式电源的时序出力进行优化。本发明通过改进粒子群双层规划算法对模型进行求解，决策出规划年限内分布式电源配置方案；同时在规划过程中考虑源荷匹配度能够实现分布式电源与负荷时序互补，保证规划方案的可靠性和经济性。

技术领域

本发明涉及配电网规划领域，尤其涉及一种考虑源荷匹配度的主动配电网分布式电源规划方法。

背景技术

由于能源的日益匮乏，电力需求的不断增长等，配电网中分布式能源渗透率不断提高，分布式电源的接入会对系统电压、损耗、可靠性等产生影响，其影响优劣程度与分布式电源的类型、安装位置、容量及负荷等有着密切关系。为了充分发挥分布式电源的效益，抑制其负面影响，需要在规划阶段对分布式电源进行合理布局。

在传统配电网中，电力潮流单向流动，规划准则相对简单，规划考虑的主要问题是满足负荷需求的快速增长，即以需求为主导，基于历史数据进行负荷预测，通过计算分析，确定设备的最佳位置、容量和接入变电站的方式。在主动配电系统中，分布式电源的大规模接入及其出力的不确定性将深刻改变配电网的电气特性，使其运行控制方式发生重大变化，主动配电网规划需综合考虑运行和控制问题以获取经济价值。

近年来，研究已从单纯考虑经济性的分布式电源单层规划过渡到经济层面与运行层面的双层规划，并开始考虑各种不确定因素。有的技术计及间歇性分布式电源出力的随机性，建立以年综合费用及分布式电源有功出力切除量最小为目标的双层规划模型进行选址定容；还有的基于主动管理模式，上层模型考虑投资者利益，下层通过主动管理对分布式电源出力进行优化，算例结果彰显了主动管理对于提高分布式电源渗透率的有效性；还有的分析了分布式电源与负荷的时序特性，在考虑经济成本和运行成本两方面，对多类型分布式电源进行规划。

从现有的成果看，在分布式电源规划研究时，大多数都考虑了时序特性，同时从经济层面和运行层面进行规划，但在运行层面大都以分布式电源的接入容量最大为目标，并未考虑分布式电源出力与负荷特征不匹配出现的电压波动问题，这将影响规划方案的可靠性。针对以上不足，本发明在下层规划模型中引入源荷匹配度指标，在决策过程中定量评估分布式电源与负荷的匹配度，有效提高了规划方案中分布式电源与负荷时序互补性，充分发挥分布式电源改善电压质量的作用。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种考虑源荷匹配度的主动配电网分布式电源规划方法，该优化模型可提高配电区域的经济效益，有效改善高渗透率分布式能源并网对系统的影响。

本发明的技术方案如下：一种考虑源荷匹配度的主动配电网分布式电源规划方法，其包括以下步骤：

（1）获取网架信息、历史负荷数据及风速、光照和温度等气象数据，确定春、夏、秋、冬四季的典型日负荷数据和气象数据；

（2）根据典型日负荷数据和气象数据，结合分布式电源出力模型和实际负荷数据，建立分布式电源和负荷的时序出力模型；

（3）建立多时间尺度的双层规划模型；所述双层规划模型包括上层规划模型和下层规划模型，所述上层规划模型以规划年限内的年综合费用最小为目标函数，约束条件是分布式电源接入数目约束；所述下层规划模型以源荷匹配度最优为目标函数，约束条件是功率平衡约束、节点电压约束、分布式电源弃电约束和爬坡率约束；

（4）采用改进粒子群双层规划算法求解模型，具体为初始化满足步骤（3）上层约束条件的粒子群位置和速度，每个粒子代表一种分布式电源规划方案；