[发明专利]考虑分布式电源和需求响应的主动配电网变电站规划方法

说明书

一种考虑分布式电源和需求响应的主动配电网变电站规划方法，综合考虑分布式电源和需求响应对网供负荷特性进行分析，并为满足待规划区域内的负荷需求，以各变电站的带负荷能力为约束条件，以变电站的年投资及运行费用、低压侧线路的年投资及网络损耗费用以及需求响应年费用三者之和最小为目标建立主动配电网的变电站优化规划模型，进而运用改进的加权Voronoi图算法对变电站规划模型进行求解。本发明能够实现变电站规划方案中建设成本与需求响应成本的有效协调，进一步提高变电站规划方案的经济性，并促进主动配电网建设结构与规划技术的合理发展。

技术领域

本发明涉及一种主动配电网变电站规划方法。特别是涉及一种适用于公共机构城市配电网变电站规划工作的考虑分布式电源和需求响应的主动配电网变电站规划方法。

背景技术

针对日益严重的能源危机和环境污染问题，世界各国均在积极寻求清洁能源的发展，随之而来的是大量分布式电源接入配电网，其出力的随机性与波动性必然会对配电网规划造成重大影响。此外，用户需求响应也将在时序上对网供负荷特性的改善以及规划方案经济性的提升起到重要作用。作为配电网规划的重要组成部分，变电站规划包括选址、定容以及供电范围划分，其结果直接影响未来配电网结构、供电可靠性和运行经济性。因此，如何综合考虑分布式电源时序出力与用户需求响应进行主动配电网变电站优化规划中显得尤为重要。

目前，配电网变电站规划的计算方法主要分为两种，即传统配电网的变电站规划方法和考虑分布式电源接入后有源配电网的变电站规划方法。在传统的配电网变电站规划中，首先根据N-1原则确定变电站的负载率，建立负荷与变电站负载能力间的不等式约束，然后运用传统加权Voronoi图算法进行各变电站供电范围划分；考虑大量分布式电源接入配电网后，配电网的负荷由变电站和分布式电源共同承担，为此，以分布式电源接入配电网前后系统可靠性不变为原则，计算分布式电源的置信容量，在此基础上采用层次性和方向性改进的加权Voronoi图算法进行变电站供电范围划分。

然而，随着负荷与电网之间互动性的增强，用户需求响应一方面会网供负荷峰值减小，另一方面也会对变电站供电范围划分过程中所使用的负荷产生影响，从而对变电站供电范围划分的过程产生影响，因而，研究考虑分布式电源和需求响应的主动配电网变电站规划方法，可以有效适应可再生能源接入与负荷需求响应带来的变化，为主动配电网精益化规划提供科学的技术手段。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够实现变电站规划方案中建设成本与需求响应成本的有效协调的考虑分布式电源和需求响应的主动配电网变电站规划方法。

本发明所采用的技术方案是：一种考虑分布式电源和需求响应的主动配电网变电站规划方法，包括如下步骤：

1)基于待规划区域内的综合负荷曲线，生成负荷削减比例与需求响应成本之间的对应关系，按从小到大的负荷削减比例确定需求响应成本顺序；

2)分别确定负荷削减比例最大值n_max、负荷削减比例最小值n_min以及负荷削减比例搜索步长d＝2％，并令负荷削减比例n＝n_min；

3)在负荷削减比例n下，根据目标年负荷大小以及待选容量类型确定新建变电站个数及所有容量组合方案；

4)针对所有容量组合方案中的任一方案，采用传统Voronoi图算法划分各变电站供电范围，确定各变电站的初始站址；

5)以系统可靠性水平不变为原则计算各变电站供电范围内的分布式电源置信容量，并利用改进加权Voronoi图算法进行供电范围划分，得到新的各变电站站址和各个变电站供电范围；

6)以负荷矩最小为原则优化站址，返回步骤5)，直至各变电站站址移动距离及容量比满足设定的精度要求为止，得到所述任一方案下变电站规划的最终结果，并计算所需投入的费用；