[发明专利]基于锥优化的配电网分布式电源最优接入容量确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种配电网分布式电源接入容量的确定方法。特别是涉及一种基于锥优化的配电网分布式电源最优接入容量确定方法。

背景技术

在能源需求与环境保护的双重压力下，国际能源界已将更多目光投向了分布式发电技术的相关研究领域。分布式发电是指利用各种可用的分散存在的能源，包括可再生能源（太阳能、生物质能、小型风能、小型水能、波浪能等）和本地可方便获取的化石类燃料（主要是天然气）进行发电供能的技术，它具有能源利用率高、污染物排放少、灵活性高、经济性好等优点。分布式发电技术已得到广泛应用，其技术类型丰富、多样，如内燃机、微型燃气轮机、风力发电机、光伏发电、燃料电池等，并在容量大小、使用寿命以及动态特性等方面不尽相同。考虑到分布式电源（DG）数量庞大、形式多样的特点，其并网运行将会对配电系统的安全稳定性、供电可靠性、经济性以及电能质量等带来重要影响，这与分布式电源的接入位置和容量配置紧密相关。由于分布式电源对地理位置、环境资源、接入条件等方面的要求，以及用户本身的需求意愿等，分布式电源的接入位置往往不由系统运行人员决定。因此，分布式电源的优化配置主要针对分布式电源的接入容量而言，对其进行合理地规划，不仅能够充分发挥分布式电源对电网的积极作用和经济、环境效益，还可以优化分布式电源投资、减少分布式电源接入所带来的问题，具有重要的现实意义。

从数学本质上看，分布式电源定容问题是一个非线性优化问题。对于该问题的求解目前已经提出和发展了多种优化方法，主要有以下四个方面：1）传统数学优化技术，其中包括解析法、连续消去法等；2）启发式算法，其中包括灵敏度分析法、专家系统等；3）随机优化方法，其中包括遗传算法、粒子群算法、模拟退火法等；4）综合优化算法，即将不同优化算法进行结合或改进，如基于支路交换的模拟退火法、改进粒子群算法等。

虽然上述方法或技术都有一定的应用成效，但也都存在着明显的不足，如传统数学方法虽然理论上可进行全局寻优，但在实际应用时不可避免地存在“维数灾”问题，计算时间往往呈现爆炸式激增；启发式优化算法在时间复杂性方面要求有一个多项式时间界，计算速度快，但得到的最优解或者缺乏数学意义上的最优性或者只是局部最优解；虽然随机优化方法所搜寻的最终解与初始解无关，但对于不同规模的配电网需要重新设置其控制参数、种群数量、迭代次数等，从而来保证以较大的几率找到全局最优解；综合优化算法虽然在一定程度上结合了不同算法的优点，克服了独立算法的缺点，但仍然难以在计算时间和所得解的最优性上实现平衡、双赢。

另一方面，现有的分布式电源容量优化配置方法主要根据大量的潮流结果来不断地检查DG容量是否违反运行电压水平、支路电流限制等约束条件，并反复修正DG容量，实现分布式电源的优化定容。由于每次修正DG容量都需要验证其合理性，且大量的计算时间花费在繁琐的潮流求解上。因此现有方法在计算精度和计算速度上往往不能满足实际需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种在保证计算时间要求的前提下，能够寻求到最优解的基于锥优化的配电网分布式电源最优接入容量确定方法。

本发明所采用的技术方案是：一种基于锥优化的配电网分布式电源最优接入容量确定方法，包括如下步骤：

1）根据待扩展规划的配电系统，输入线路参数、负荷水平、网络拓扑连接关系、分布式电源接入位置、功率因数、基准电压、基准功率的初值；

2）依据步骤1）的各参数对分布式电源优化定容问题建立数学模型，包括：选取根节点为平衡节点，设定最小化全网有功网损为目标函数，以及分别设定系统潮流约束、运行电压水平约束、支路电流限制和分布式电源接入容量限制；

3）根据网络结构和规模设置旋转锥约束，

2X_iX_j≥Y_ij²+Z_ij²,i=1,…,n,j∈N(i)