[发明专利]基于智能云平台的有源配电网供电能力指标在线计算方法

摘要

本发明提供一种基于智能云平台的有源配电网供电能力指标在线计算方法，由供电能力指标在线计算系统实施，包括步骤：①智能云平台确定有源配电网中充电设备功率和分布式光伏发电功率所注入的配电网节点：②智能云平台确定配电网节点DN_i在时刻t的充电功率值：③智能云平台确定配电网节点DN_i在时刻t注入的分布式光伏发电功率值：④配电网节点计算数据发送：⑤供电公司DMS系统计算时刻t的有源配电网节点供电能力指标；⑥供电能力综合指标计算。本发明为规模化充电设备接入有源配电网情况下的供电能力指标在线计算提供了一种新方法。

主权项

1.一种基于智能云平台的有源配电网供电能力指标在线计算方法，由供电能力指标在线计算系统实施，所述供电能力指标在线计算系统包括有源配电网、智能云平台、供电公司DMS系统以及电动汽车用户移动终端APP；有源配电网包括规模化充电设备、分布式光伏电源、配电线路和常规负荷；其特征在于：所述的智能云平台设有分布式设备节点定位服务器、电动汽车充电管理服务器、分布式光伏发电监视与预测服务器和节点功率采集服务器；所述的供电能力指标在线计算方法，包括以下步骤：①智能云平台确定有源配电网中充电设备功率和分布式光伏发电功率所注入的配电网节点：智能云平台由其分布式设备节点定位服务器调用供电公司DMS系统内置的充电设备和分布式光伏电源接入配电网的位置、配电网的拓扑结构、配电网节点以及配电网节点与充电设备和分布式光伏的连接规则信息，分布式设备节点定位服务器根据充电设备CE_n、分布式光伏PV_m接入配电网的位置以及配电网的拓扑结构，确定充电设备充电功率和分布式光伏发电功率所注入的配电网节点DN_i，即R_CEn＝{DN_i,CE_n}和R_PVm＝{DN_i,PV_m}，其中，R_CEn表示配电网中第n个充电设备CE_n接入配电网第i节点DN_i，R_PVm表示配电网中第m个分布式光伏PV_m接入配电网第i节点DN_i；②智能云平台确定配电网节点DN_i在时刻t的充电功率值：电动汽车用户i通过移动终端APP向智能云平台的电动汽车充电管理服务器发送时刻t进行充电的请求，电动汽车充电管理服务器根据电动车所处位置D_i从规模化充电设备中确定其可用的充电设备，并向电动车用户提供备选充电设备集CES＝{CE₁,....,CE_N}；电动车用户选定充电设备CE_n后，电动汽车充电管理服务器确定充电设备CE_n的充电功率为P_CE,n＝P_V,i，其中P_V,i为用户i电动车的额定充电功率；电动汽车充电管理服务器进一步确定配电网节点DN_i在时刻t的充电功率值n∈S_DNi,CE，其中S_DNi,CE为与配电网节点DN_i相关联的充电设备集合，由R_CEn＝{DN_i,CE_n}相应确定；P′_CE,n为在时刻t‑1已经开始提供充电功率的充电设备CE_n持续至时刻t仍然提供的充电功率值，P′_CE,n的值由电动汽车充电管理服务器在时刻t‑1与电动车用户移动终端APP交互结果获得；③智能云平台确定配电网节点DN_i在时刻t注入的分布式光伏发电功率值：智能云平台的分布式光伏发电监视与预测服务器存储有时刻t之前所采集的分布式光伏PV_m的功率序列值{P_PV,m,t‑1,P_PV,m,t‑2…P_PV,m,t‑N}，其中P_PV,m,t‑N为t‑N时刻分布式光伏PV_m的发电功率值；分布式光伏发电监视与预测服务器采用如式(2)所示的ARIMA(p,d,q)模型计算分布式光伏PV_m在时刻t的发电功率值P_PV,m,t：其中,Y_t＝P_PV,m,t，即时刻t分布式光伏PV_m的发电功率；Z_t为Y_t的d阶差分序列，d为差分阶数；e_t为时刻t分布式光伏PV_m的发电功率的偏差值，服从高斯白噪声分布N(μ,σ²)，其中高斯白噪声符合正态分布，μ和σ为分布参数；φ₁,φ₂,…,φ_p为自回归系数；p为自回归阶数，θ₁,θ₂,…,θ_q为移动平均系数，q为移动平均阶数；上述的分布参数μ和σ，自回归系数φ₁,φ₂,…,φ_p，自回归阶数p和移动平均系数q分别由智能云平台中的分布式光伏发电监视与预测服务器根据分布式光伏PV_m的发电功率历史特性分析获得；分布式光伏发电监视与预测服务器进而采用式(3)计算配电网节点DN_i在时刻t的光伏发电功率值P_DNi,PV,t：其中，S′_DNi,PV为发电功率注入配电网节点DN_i且发电功率数据由分布式光伏发电监视与预测服务器采集的分布式光伏的集合，且其中，S_DNi,PV为与配电网节点DN_i相关联的分布式光伏的集合，由关系R_PVm＝{DN_i,PV_m}确定；α_m为比例系数，表征发电功率注入配电网节点DN_i且与分布式光伏PV_m具有相同发电特性的分布式光伏PV_i的容量和∑S_PV,i与分布式光伏PV_m容量S_PV,m的比值，i∈SL_PVm，其中S_PV,m和S_PV,i分别表示发电功率注入配电网节点DN_i的分布式光伏PV_m和PV_i的安装容量值，SL_PVm表示发电功率注入配电网节点DN_i且发电特性与分布式光伏PV_m发电特性最相似的分布式光伏的集合，且对该集合中的分布式发电单元PVi，有为发电功率注入配电网节点DN_i但其发电功率未被分布式光伏发电监视与预测服务器采集的分布式光伏的集合；SL_PVm集合采用基于功率序列值距离最小的聚类方法确定；④配电网节点计算数据发送：智能云平台由其节点功率采集服务器将由步骤②所得的配电网节点DN_i在时刻t的充电功率值P_DNi,CE,t和由步骤③所得的配电网节点DN_i在时刻t的光伏发电功率值P_DNi,PV,t发送供电公司DMS系统；⑤供电公司DMS系统按以下步骤进行时刻t的有源配电网的供电能力指标计算：A、供电公司DMS系统采用式(4)计算配电网节点DN_i的注入功率P_DN,i,t：P_DN,i,t＝P_DNi,CE,t+P_DNi,PV,t+P_DNi,L,t         (4)其中，P_DNi,L,t为供电公司DMS内置的配电网节点DN_i在时刻t的负荷预测值；B、供电公司DMS系统利用步骤A所得配电网节点DN_i的注入功率P_DN,i,t进行时刻t的配电潮流计算，得到线路L_i的电流值I_Li和节点DN_i的电压值V_DNi；C、供电公司DMS系统选择电流正常运行率C1_Li和电压偏差C2_DNi作为供电能力评价指标：电流正常运行率即馈线L_i负荷电流I_Li与正常容许电流I_N,Li之比的百分数，用于判别电流是否超出正常容许电流；电压偏差电压偏差C2_DNi表征配电网节点DN_i的实际电压V_DNi与系统额定电压V_N之差与配电网节点DN_i所在电压等级的额定电压V_N之比的百分数；⑥供电能力综合指标计算：供电公司DMS系统采用式(5)进行供电能力综合指标计算：I＝λ₁×C1_Li+λ₂×C2_DNi          (5)其中，λ₁为指标C1_Li的权重系数，λ₂为指标C2_DNi的权重系数；λ₁，λ₂通过主观赋权法确定。