[发明专利]一种基于典型拓扑匹配的微电网系统源-网协调规划方法

说明书

本发明公开了一种基于典型拓扑匹配的微电网系统源‑网协调规划方法，以构建的微电网系统的典型拓扑数据集为基础，分两个阶段进行建模和求解；本发明补充了现有微电网规划领域中网络规划的空缺，完善了微电网网络规划的工程化规划思想和方法，为面向实际需求的微电网初始网络规划问题提供了新的解决思路和技术指导。并且，本发明提出的特征匹配的思想，可以推广到一些配电网网络规划的工程化方法中应用。

技术领域

本发明属于微电网系统中源-网协调规划技术领域，具体涉及一种基于典型拓扑匹配的微电网系统源-网协调规划方法。

背景技术

近年来，电力系统飞速发展，电网规模不断扩大。分布式发电以其环保灵活的特点，受到越来越多的关注。微电网作为集成分布式发电的有效形式，在电力系统中扮演着愈加重要的作用。传统微电网由于电压等级低、系统规模小，规划重点大多在电源规划方面。随着分布式电源渗透率的日益提高，其对电网的安全稳定运行提出了更大的挑战。为了更有效地集成各类电源，微电网规模逐渐扩大，网络复杂程度不断增加，传统集中式放射状的统一网络拓扑已逐渐不能满足电力用户日益增长的要求，需要进行专门的微电网网络规划的研究工作。然而目前微电网网络规划问题的研究大多仅停留在理论阶段，很难应用于实际工程的建设中。因此，提出一种可以面向实际工程应用的微电网网络规划方法是十分必要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于典型拓扑匹配的微电网系统源-网协调规划方法，面向工程实际需求，针对空白园区上的微电网网络前期工程规划问题，以构建的微电网系统的典型拓扑数据集为基础，解决工程规划前期，空白园区上初始网络形成及微源布局的问题。

本发明采用以下技术方案：

一种基于典型拓扑匹配的微电网系统源-网协调规划方法，以构建的微电网系统的典型拓扑数据集为基础，分两个阶段进行建模和求解，为园区微电网提供初始网络及微源布局的工程方案，作为园区微电网的接线设计与设备布局初始参考；

第一阶段用于提供微电网网架拓扑方案，针对PCC点下各段母线，基于构建的典型拓扑数据集，采用典型网络拓扑优化匹配的方法，通过拓扑支路数近似反映网络拓扑成本，将拓扑成本的经济性最优作为匹配目标，将各个母线下的分布式电源及负荷容量、相应电压等级和负荷重要度指标分别与典型网络拓扑的相应指标进行匹配，典型拓扑数据集中匹配度最高的网络拓扑确定为母线下的基本拓扑形式；

第二阶段用于提供微源布局方案，针对各个母线下的网络拓扑，基于第一阶段匹配出的拓扑结构，采用启发式的多点布局方法，将各母线下规划的分布式电源和负荷接入拓扑的相应候选点，完成各类电源和负荷的网络布局方案。

具体的，第一阶段包括以下步骤：

S301、通过拓扑支路数近似反映网络拓扑成本，将拓扑成本的经济性最优作为匹配目标，匹配的指标包括容量指标、电压等级指标和重要度指标三个；其次，容量匹配指标要求待布局的源荷容量与典型网络拓扑允许接入的源荷容量匹配，同时拓扑中每个节点只能集成对应电压等级的电源和负荷；再次，重要度匹配指标要求被选中网络拓扑的重要度不能低于待接入负荷的重要度；最后，将匹配指标分别进行匹配，选取典型拓扑数据集中匹配度最高的网络拓扑确定为母线下的基本拓扑形式；

S302、根据301所提的优化匹配原则，确定拓扑以及负荷的重要度指标；

S303、根据301所提的优化匹配原则以及302设定的重要度指标，确定微电网系统典型网络拓扑优化匹配模型的目标函数和相应的约束条件。

进一步的，步骤S301中，网络拓扑成本的数学模型表示如下：