[发明专利]基于Zbus矩阵的梯度法配电网分布式电源选址定容方法

说明书

一种基于Zbus矩阵的梯度法配电网分布式电源选址定容方法，基于配电网网损理论，提出一种梯度法选址定容模型；依据三相配电网模型，构建基于三相配电网Zbus矩阵的以网损最小化和接入配电网分布式电源总功率最小化为多目标的选址定容方法；本发明在选址定容优化的同时能处理三相不平衡问题，优化节点电压、传输线电流使其符合对应约束条件。并且这一选址定容方法可以处理网格形的配电网，具有较高的理论性和可解释性，间接提高了电网运行的经济效益，具有一定的实际应用价值。

技术领域

本发明涉及一种配电网分布式电源选址定容方法，属于电力系统相关技术领域；具体涉及一种基于Zbus矩阵的梯度法配电网分布式电源选址定容方法。

背景技术

分布式发电(Distributed Generations，DG)可以有效利用各种规模较小的分散能源进行发电。包括可再生能源在内的多种分布式发电接入配电网对经济、环保等各方面都有贡献。研究表明，电力系统中高达70％的总损耗与配电网有关，近年来，分布式电源接入也成为了除电网重构和电容器布置之外，另一个配电网降损技术。因此不论是对于全球碳排放量控制，还是在降低电网损耗、节约能源方面，分布式能源接入电网都是一种发展趋势。

但实际工程中，分布式电源选址问题很少参考配电网本身的性质，同时现有的以降低有功网损或减少外部电网的输送功率为目标的选址定容方法，常常忽略了选址问题，直接选定某几个节点接入分布式电源并做最优化。

即使参考了网损对PQ节点负荷或DG输出功率的相关偏导或灵敏度信息，选取了一批PQ节点进行优化网损最优化，依然没有考虑到在优化过程中DG输出功率的相关偏导或灵敏度信息本身发生变化的问题。因此，本发明尝试解决这一优化过程中存在的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于Zbus矩阵的梯度法配电网分布式电源选址定容方法，用于在解决选址定容问题的同时，兼顾理论性和可解释性，为配电网有功网损优化提供新的规划方法。

本发明的技术方案是：一种基于Zbus矩阵的梯度法配电网分布式电源选址定容方法，其特征在于，分布式电源以PQ控制的形式由PQ节点并联接入配电网，最终按优化结果分配每个节点每相的有功及无功完成配电网最优选址定容；

该方法包括以下步骤：

步骤1)，根据配电网系统初始化并构建Ybus、Zbus矩阵；

步骤2)，初始化每个节点每一相有功及无功分布式电源接入容量向量；

步骤3)，设置总分布式电源并网容量限制及各节点每相有功无功DG并网容量限制；

步骤4)，将各个并网分布式电源功率处理成等效负荷，计算三相潮流，储存各节点各相电压与相角，计算总网损对各节点每相等效有功无功负荷偏导；

遍历所有有功无功负荷偏导，选择不被禁止增加DG出力、同时未达到出力上限的两个最大有功无功负荷偏导节点位置，

步骤5)，对节点内三个相DG有功无功出力6个位置循环运行重置L参数的凸优化梯度下降法搜索本步骤中的增加的DG出力功率，使得节点偏导数值降低到步骤4中第二大偏导数值以下，并使上述两个最大偏导数值尽量接近，重新计算三相潮流；

步骤6)，检测步骤5中增加的DG出力功率是否导致某相电压幅值超过电网电压幅值标准，若是，则跳转到步骤9，反之执行步骤7；

步骤7)，检测步骤5中增加的DG出力功率是否导致某传输线载流量约束越界，若是，则跳转到步骤9，反之执行步骤8；

步骤8)，检测步骤5中增加的DG出力功率是否超出本节点DG注入功率约束，若是，则跳转到步骤9，反之执行步骤10；

步骤9)，设置新的DG出力上限，并将该位置DG出力功率数值利用二分搜索修改为上下界的平均值，跳转到步骤4；