[发明专利]一种基于改进型直流潮流算法的分布式电源规划方法

权利要求书

1.一种基于改进型直流潮流算法的分布式电源规划方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)引入一种计及电压和无功功率的改进型直流潮流算法，实现支路潮流方程中电压幅值与相角的解耦，所述算法为：

式中：P_s,ij,t和Q_s,ij,t分别为任意s场景中t时刻节点i流向节点j的有功和无功功率；为节点i的电压幅值的平方；θ_s,ij,t为支路ij两端的电压相角差；g_ij和b_ij分别为支路ij的电导和电纳；

其中，网损功率和的表达式为：

2)基于改进型直流潮流算法，提出一种分布式电源规划方法，具体为：以分布式电源运营商的净收益为目标，以节点功率平衡约束、支路容量约束、节点电压幅值限制、关口功率约束、根节点约束、分布式电源容量约束、分布式电源运行约束、储能约束、分组投切电容器约束、静止无功发生器约束、分布式电源切机，进行分布式电源的选址定容优化过程，得到最优接入位置和容量；

3)为保证模型线性化的精度，提出一种基于热启动技术的迭代求解流程：

(1)数据导入和初值输入：导入网架结构、设备参数、模型设置等数据，初始化电压幅值和相角；

(2)引入改进型直流潮流线性化潮流方程；

(3)终止条件判断：计算线路功率的误差率Δ_s,t，表达式如下；如果误差率大于模型设定的精度，则更新初值V_i,0和θ_ij,0，并重新计算网损因子和网损功率值，然后返回至流程(3)；反之，则进行结果分析与验证；

式中：和为最优配置方案理论上支路功率的精确值；n_l为支路总数；

(4)输出结果：输出优化目标值、规划方案以及设备的出力曲线。

2.按照权利要求1所述的一种基于改进型直流潮流算法的分布式电源规划方法，其特征在于，步骤1)中支路潮流等式的非线性项是网损功率和由支路两端相角差的平方项和电压幅值差的平方项构成，引入一种基于网损因子的方法，实现网损功率的线性表达：

其中，为网损因子参数，具体表达式为：

式中：M_ij为支路ij的连通性变量；V_i,0和θ_ij,0是节点电压幅值和支路相角差的初值。

3.按照权利要求1所述的一种基于改进型直流潮流算法的分布式电源规划方法，其特征在于，所述步骤2)中：

所述分布式电源运营商的净收益的优化目标如下：

式中：N^PRO为模型的优化目标，包含O_Sell、O_Gov、O_Ins、O_Ope、O_Fix，分别表示分布式电源的年上网售电收益、年电价补贴收益、安装成本、年运维成本以及初始固定投资成本；C^Sell、C^Gov、C^Ins、f^Ope、f^Fix分别为分布式电源的标杆上网电价、政府补贴电价、单位容量安装成本、年运行维护率以及初始固定投资费用；和分别为分布式电源的实际有功出力和接入数量；E^DG为单个分布式电源的接入容量；为场景s的概率；ΔT为时间间隔；q_a为折现率，r为贴现率，a为规划年。

4.按照权利要求1所述的一种基于改进型直流潮流算法的分布式电源规划方法，其特征在于，所述步骤2)中：

节点功率平衡约束

式中：P_s,i,t、分别为节点的有功注入功率、从根节点流入本级配电网的关口有功功率、分布式电源有功出力、储能系统放电功率、储能系统充电功率、负荷的有功功率；Q_s,i,t、分别为节点的无功注入功率、从根节点流入本级配电网的关口无功功率、光伏逆变器发出的无功功率、分组投切电容器离散补偿功率、静止无功补偿装置连续补偿功率、负荷的无功功率；

支路容量约束

式中：为支路的容量上限；

节点电压幅值限制

式中：和为节点电压幅值的上下限；

关口功率约束

式中：分别为关口有功和无功功率的上下限；

根节点约束

分布式电源容量约束

式中：为分布式电源的接入数量上限；

分布式电源运行约束

式中：为分布式电源的实际出力，分别为单块光伏面板的出力曲线及其预测功率；

储能约束

式中：和分别表示储能系统充放电状态；为储能系统充放电状态转换次数上限；分别为储能系统的充放电功率上下限；和分别为各调度周期ΔT内首尾时刻的荷电状态，为荷电状态的系统设定值；和分别为充放电效率系数；为储能系统的额定容量；

分组投切电容器约束

式中：为分组投切电容器的每一档位的补偿量；为电容器的投运组数；Y_i^CB,max为挂接的电容器总数；为分组投切电容器的操作次数限制；

静止无功发生器约束

式中分别为静止无功补偿装置补偿功率的上下限；

分布式电源切机

式中分别为分布式电源的切除量及其上限。