[发明专利]高渗透率光伏场景的配电网双级电压风险控制策略的方法

说明书

本发明涉及高渗透率光伏场景的配电网双级电压风险控制策略的方法，属于运行安全优化与能源调度领域。包括以下步骤：(1)建立光伏出力与负荷概率模型；(2)建立接入光伏出力与负荷概率模型约束的高渗透率光伏场景下新型电压风险指标以及电压风险最小目标函数；(3)调节可控变量，将调节后的可控变量接入至光伏出力与负荷概率模型，进行基于遗传算法的时序潮流优化，进行预估；(4)根据步骤(2)中的目标函数，确定各可控变量下的最优建立光伏出力与负荷概率模型的输入量。本发明改进了传统的电压风险评估指标，将电压波动风险叠加到原来的评估指标中，可以及早发现潜在的电压风险节点并采取风险管控策略，从而降低潜在的电压运行风险。

技术领域

本发明涉及高渗透率光伏场景的配电网双级电压风险控制策略的方法，属于运行安全优化与能源调度领域。

背景技术

随着全球碳减排政策的实施，光伏电源作为一种新型电源具有着巨大的潜力，各国都在积极发展光伏发电技术，推动光伏产业的发展。但是，由于光伏出力的波动性和不确定性，在光伏并网的同时造成了一系列的运行安全问题。尤其是在高渗透光伏场景下，电压越限问题尤其严重。在突发情况下比如负荷突然增加或者光伏出力发生剧烈变化时，影响配电网运行的安全性。

发明内容

技术问题

本发明提供高渗透率光伏场景的配电网双级电压风险控制策略的方法，能够提前发现潜在电压风险节点，并采取电压管控措施从而降低配电网运行的风险性的特点。

技术方案

高渗透率光伏场景的配电网双级电压风险控制策略的方法，该方法包括以下步骤：

(1)建立光伏出力与负荷概率模型，所述光伏出力与负荷概率模型包括：光伏出力概率模型，光伏出力概率模型用于反馈配电网中的光伏电源输出有功功率的概率密度；负荷出力概率模型，负荷出力概率模型用于反馈配电网中的负荷的有功功率概率密度和负荷的无功功率概率密度；

(2)建立接入光伏出力与负荷概率模型约束的高渗透率光伏场景下新型电压风险指标以及电压风险最小目标函数；

(3)调节可控变量，可控变量包括：24小时时段配电网的光伏出力有功功率，无功功率，负荷响应的有功功率和负荷的无功功率，将调节后的可控变量接入至光伏出力与负荷概率模型，进行基于遗传算法的时序潮流优化，进行预估；

(4)根据步骤(2)中的目标函数，确定各可控变量下的最优建立光伏出力与负荷概率模型的输入量，从而输出最优的可控变量，利用输出最优的可控变量实现日配电网电压风险最小。

进一步的，光伏出力概率模型构建如下：

在不同场景下，太阳光照强度可以近似看成Beta分布，其概率密度函数如下：

式中，r_max和r分别是这段时间内的最大光强和实际光强，α和β均为Beta分布的形状参数，可由不同场景下的光照均值μ和方差σ求得：

假设给定太阳能电池方阵，具有m个电池组件，光伏电池组件的光电转化效率和组件面积分别为η_i和A_i(i＝1,2,…,m)，则该光伏电池阵列输出的有功功率为：

由于在考虑光伏发电对电网影响时，应主要考虑自然辐射条件的原则，忽略环境温度的影响，上式可以化简为：

光伏出力与光照强度密切相关，其具体表达式如(5)所示；

结合上式，可推导出光伏电源输出有功功率的概率密度函数，如下式所示：