[发明专利]基于分布式电源出力概率模型的有源配电网无功优化方法

说明书

本发明公开了一种基于分布式电源出力概率模型的有源配电网无功优化方法，在本方法中考虑了分布式电源无功出力对配电网无功调节的影响，同时考虑了不同分布式电源之间的相关性，将相关的分布式电源转化为相互独立的，在此基础上，以配电网运行经济性和安全性作为目标函数，在考虑有功损耗的基础上，靠近有载调压变压器调档动作成本和无功补偿电容器投切成本，对其分布式电源及系统中所接无功补偿装置的无功出力进行优化求解。考虑了分布式电源在配电网无功优化中的作用，在进行潮流计算时，计及出力相关性的分布式电源出力情况更符合实际，充分发挥了分布式电源在无功优化方面的作用，可使配电网的无功补偿优化获得更好的优化效果。

技术领域

本发明涉及配电网运行技术领域，尤其涉及一种基于分布式电源出力概率模型的有源配电网无功优化方法，适用于制定有源配电网的运行策略。

背景技术

随着全球范围内化石能源的逐渐枯竭和环境污染的日益加剧，为了缓解能源危机和保护地球的生态环境，通过可再生清洁能源发电代替传统化石能源，以实现资源节约化和环境友好化。分布式电源具有能源利用率高、环境影响因素小、可靠性高和经济效益好等优点，近年来发展迅速，在配电网中的渗透率逐渐提高，然而，分布式电源在配电网中越来越高的渗透率会造成系统中潮流分布的改变，这对系统损耗和节点电压产生不利影响，导致配电网无功优化变的越来越困难，因此，研究考虑分布式电源出力不确定性影响下的配电网无功优化具有重要的理论和实践价值。

现有的有源配电网无功优化主要在考虑分布式电源有功出力不确定性的基础上，通过调节有载调压变压器的分接头和投切电容器等无功补偿装置来进行无功补偿。只考虑了分布式电源有功出力对有源配电网无功优化的影响，并未考虑到有源配电网中分布式电源可通过控制并网逆变器的无功出力为电网提供电压支撑和无功补偿。

同时，现有的分布式电源出力不确定性的解决方案主要有对分布式电源出力的随机性进行恒定化处理、多场景划分以及通过点估计、状态变换等方法对分布式电源的出力进行近似描述等。在处理过程中将各个分布式电源看作是相互独立的，并没有考虑到分布式电源之间出力存在相关性的问题。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种基于分布式电源出力概率模型的有源配电网无功优化方法，在解决分布式电源出力不确定性时，考虑了分布式电源之间出力的相关性问题，还考虑了分布式电源在有源配电网无功优化过程中的无功调节能力，以配电网整体运行经济性最优为目标，优化有源配电网中分布式电源与无功补偿装置的无功出力。

本发明在优化模型中考虑了分布式电源的无功出力对有源配电网无功优化的影响。在解决含分布式电源的配电网潮流计算时，通过三阶多项式正态变换解决分布式电源出力之间存在相关性的问题。充分发挥了分布式电源在无功优化方面的作用，在进行潮流计算时，分布式电源出力情况也更符合实际。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于分布式电源出力概率模型的有源配电网无功优化方法，具体包括以下步骤：

(1)建立计及分布式电源无功出力的配电网无功补偿优化数学模型；

(2)通过步骤(1)建立的数学模型确定分布式电源之间的相关性关系，通过三阶多项式正态变换解决分布式电源的相关性问题，采用三点估计法进行概率潮流计算；

(3)采用自适应粒子群算法进行求解，输出最优有源配电网无功优化方案。

所述步骤(1)具体过程如下：

1)目标函数

以配电网运行的经济性和安全性最优为目标，建立多目标配电网无功补偿优化数学模型；

经济性目标为配电网运行成本最低，其中包括了配电网损耗和调压带来的成本，安全性目标为配电网节点电压偏差最小，所述多目标配电网无功补偿优化数学模型的目标函数由式(1)表示