[发明专利]一种适应多元源荷接入的配电网规划系统

说明书

本发明提供一种适应多元源荷接入的配电网规划系统，包括以下操作步骤：S1：对规划中的不确定性进行建模，并且输入历史数据；S2：规划基础数据的输入；S3：建立主动配电网规划模型；S4：采用合适的算法进行模型求解；S5：输出规划方案；S6：对规划方案进行评估验证。本发明提供的适应多元源荷接入的配电网规划系统，该双层规划模式侧重在于对配电网拓扑结构和配电网主动元素进行协同规划，并考虑高渗透率可能带来的安全性约束，提出一种含安全约束的配电网多时间多端双层规划模型，在经过双层规划模型之后，预期将提高新能源发电与负荷的匹配程度，大幅提升其接入比例，规划方案能有利于运行过程中清洁能源的消纳利用。

技术领域

本发明涉及电网设备技术领域，尤其涉及一种适应多元源荷接入的配电网规划系统。

背景技术

城市配电网是保障城市发展的重要组成部分，其关系着城市的发展与未来，科学合理地对配电网进行规划，是保障供电安全可靠、维持供电企业发展的基础。

传统电源规划的主要矛盾是电力电量平衡与可靠性，是针对某个负荷预测值采用最大容量裕度(给定网络结构)来应对最严重工况的运行条件(即使最严重工况为小概率事件)，从而在规划阶段就可以找到处理所有运行问题最优解。

以新能源为主体的新型电力系统具有高比例新能源、高比例电力电子化、低转动惯量的“双高一低”特点。多元接入的配电系统规划应在原有的重要规划环节(数据收资、现状分析、负荷预测、电力平衡、选址定容、成效评估)充分考虑多元源荷接入的因素。

对于数据收资环节：不是简单的只涉及电的问题，除了整合AMI、GIS、PMS等电网平台数据、社会经济数据，还需要整合气候数据、交通数据、电动汽车数据、风光资源分布等电网外部数据。数据量级上的增加对数据的处理集成水平要求也大大提升；

对于现状分析环节：风光等资源受地形、尾流效应、阵列布局等多种因素影响而呈现时空尺度上的不均匀分布，因此为了给配电规划准确提供新能源出力预测，需要开展在中长时间尺度上的新能源多时空出力特性分析。另外，电动汽车和柔性可调度负荷将成为重要的一部分，其具有明显的集群特性和时序特征，因此需要有效研究集群式电动汽车充电行为模式及其负荷特性分析，进而开展精准负荷预测。针对现有的配电网结构参数在高比例新能源场景下进行薄弱环节的辨识，例如设备选型对于新能源接入容量的限制等，找到限制配电网对于新能源消纳能力提升的主要因素。

对于负荷预测环节：负荷预测应增加综合能源系统耦合互补特性分析、需求响应引起的用户终端用电方式变化和负荷特性变化，并考虑各类分布式电源以及储能设施、电动汽车充换电设施等新型负荷接入对预测结果的影响。配电网规划常用的负荷预测方法有：弹性系数法、单耗法、负荷密度法、趋势外推法、人均电量法等。当考虑分布式电源与新型负荷接入时，则应采用概率建模法、神经网络法、蒙特卡洛模拟法等。

对于电力平衡环节：需考虑区域内各类电源(常规电源、新能源电源)和储能设施、电动汽车充换电设施等新型负荷的发展平衡。水电能源比例较高时，电力平衡应根据其在不同季节的构成比例，分丰期、枯期平衡。对于分布式电源较多的区域，应同时进行电力平衡和电量平衡计算，以分析规划方案的财务可行性。分电压等级电力平衡应考虑需求响应、储能设施、电动汽车充换电设施等灵活性资源的影响，根据其资源库规模和区域负荷特性，确定规划计算负荷与最大负荷的比例关系。

对于选址定容环节：应该是综合考虑变电站选址定容、网络拓扑结构、多种分布式电源、储能设备的优化配置、选址定容等规划内容，以追求经济效益好、能源损耗小、供电可靠率高以及可再生能源利用率高等众多目标，并涉及多种间歇式可再生能源发电、负荷需求增长以及未来能源市场等多种不确定因素的组合优化复杂问题。

对于成效评估环节：除了要考虑经济性、可靠性、安全性，还需考虑低碳目标、新能源渗透率、对新能源不确定性的平衡、极端情况下的电网韧性评估等。