[发明专利]一种电采暖设备接入的配电网供电能力优化方法和装置

说明书

本发明提供了一种电采暖设备接入的配电网供电能力优化方法和装置，确定综合指标属性测度；判断被测区域配电网供电能力评估结果是否合格，若不合格，采用蚁群算法求解预先构建的鲁棒优化模型，得到最优的开关开合状态，对配电网供电能力进行优化；本发明不仅大大减少电网资源浪费，而且有效缓解电采暖设备大规模接入对配电网供电能力产生的影响，实现电网安全可靠运行；本发明能够针对供电能力薄弱地区采用多目标鲁棒优化模型对供电能力进行优化，确保系统节点电压安全，且较好地实现了配电网经济性和供电能力的平衡，可以显著提升配电网供电能力，减少电网损耗，同时能够减少昂贵设备使用造成的电网资源浪费，提高配电网资产的综合利用率。

技术领域

本发明涉及配电网规划技术领域，具体涉及一种电采暖设备接入的配电网供电能力优化方法和装置。

背景技术

电采暖具有清洁、安全、便捷等优势，在能源消费环节，以电能替代煤炭、石油、天然气等化石能源的直接消费，提高电能在终端能源消费中的比例，对缓解严重雾霾天气具有重要意义。但是，电采暖设备具有功率大、刚性强且时间集中的特点，电采暖规模化应用将对给配电网的高效运行与资产优化带来前所未有的挑战。以北京城区为例，当夜间供暖低谷电价开始及结束时，居民电采暖负荷普遍迅速攀升和陡降，形成明显的持续高峰负荷段。日峰谷差和季节峰谷差都很大，以蓄热方式为主的地区，峰谷差率可达70％以上；且在其他季节负载率普遍较低，夏季峰值负载率普遍仅为采暖季的40％左右，巨大的峰谷差对于配电网的供电能力产生显著影响。另外现状农村地区配网普遍供电能力低、网络薄弱，这更凸显了在接入电采暖设备后进行配电网供电能力优化的必要性。

由于电采暖近年来刚刚开始大面积推广应用，针对其应用问题的研究非常有限，整体研究范围与深度尚有不足。文献[1]从技术、经济和环境的角度对电采暖设备接入后的系统侧、需求侧和环境侧的效益变化进行了量化分析，分析结果表明，电采暖设备的应用促进了风电的接纳，降低了系统煤耗率，并且增加了综合效益。文献[2]针对分散式的电采暖负荷滞后性和存储性的特点，提出区域范围内的电采暖负荷的协同优化方法。算例分析表明，相比现有的实时温控策略，确定性优化策略可有效控制尖峰负荷，明显提高温度效用，降低运行电费。

上述研究仅仅从经济、消纳可再生能源角度分析了接入电采暖设备后对于配电网的影响，没有充分探讨大规模电采暖设备接入后对配电网供电能力的影响，并提出有针对性的优化方法。文献[3]以潮流分布、储能电站运行参数和电量作为约束条件,建立了储能功率优化模型，通过对储能设备进行多级多目标综合优化来提升配电网的供电能力。文献[4]面对配电网供电能力不足的问题，提出了智能配电网预防性控制策略，对配电网最大供电能力进行评估,快速准确找出配电网运行中存在的薄弱环节,并且在薄弱环节接入分布式电源,有效提升配电网的最大供电能力。以上文献有针对性地提出了配电网供电能力的提升方法，但是这些方法均有一些缺陷。目前储能设备价格较为昂贵，采用储能单元对供电能力进行提升不能较好地实现配电网供电能力与经济性的平衡，造成电网资源浪费严重。另一方面，由于分布式电源具有随机性出力的特点，采用在关键节点增加分布式电源的方法会增加系统风险，不能确保配电网安全可靠运行。

参考文献：

[1]黎华林,陈红坤,徐坤,等.风电与蓄热电采暖的联合运行及其效益分析[J].电力系统及其自动化学报,2017,(8):82-88.

[2]范帅,郏琨琪,郭炳庆,等.分散式电采暖负荷协同优化运行策略[J].电力系统自动化,2017,(19):20-29.

[3]国宗,韦钢,郭运城,范钧慧.面向供电能力提升的配电网储能功率动态优化[J].电力系统保护与控制,2015,43(19):1-8.

[4]胡君楷.面向最大供电能力提升的配电网预防控制研究[D].湖南大学,2017.

发明内容