[发明专利]基于配电网概率潮流计算的分布式光伏电源选址优化方法

说明书

本发明公开了一种基于配电网概率潮流计算的分布式光伏电源选址优化方法，构建考虑配电网动态特性的多目标优化模型，制定了多目标优化问题的目标函数和约束条件。分析了负荷、光伏出力的时序性波动规律，提出利用概率潮流的方式将动态多目标规划转化为静态多目标优化。对多时空的含光伏电源配电网实际历史运行数据进行拉丁超立方采样，利用蒙特卡洛模拟法计算概率潮流。采用概率潮流计算结果对不同的接入方案评分，结合向量评估遗传算法得到考虑配网拓扑线路动态特性的分布式光伏电源选址优化方案。本发明在任意开关状态组合的典型场景中，均能实现接入后电压偏差、电压波动与网络损耗的降低。

技术领域

本发明涉及光伏规划技术领域，尤其涉及一种基于配电网概率潮流计算的分 布式光伏电源选址优化方法。

背景技术

随着分布式发电技术迅速发展，光伏等分布式电源(Distributed Generation,DG)接入配电网所带来的问题也不可忽视。一方面，由于光伏发电与负荷需求在 时序上不匹配，导致地区配电网潮流的随机性增大，进而降低配电网电压质量， 影响电网运行的安全性；另一方面，分布式光伏电源接入电网，可能增加配电网 网损，影响电网运行的经济性。同时，随着分布式电源在配电网中的渗透率不断 增加，传统配电网辐射状的结构被改变。

因此，相较于辐射状的配电网，含分布式电源的配电网规划难度更大。研究 结果表明，负荷节点电压变化与分布式电源接入点和母线间的距离、接入容量以 及有功、无功配比密切相关。合理的规划分布式电源接入位置、接入容量，以及 有效的协调分布式电源输出的有、无功配比，能使得分布式电源出力对配电网电 压，尤其是末端电压起到良好的支撑作用。所以，科学、智能的分布式电源布点 规划方案，将可以降低分布式电源对配电网安全和经济运行的影响。

配电系统的拓扑结构、线路参数和分布式电源的接入点、装机容量决定了分 布式电源接入对网络损耗、电能质量以及可靠性的影响。准确、实时的配电网拓 扑和线路物理参数可以为分布式电源规划问题提供可感知的配电网状态，为量化 分析分布式电源接入对配电网的影响提供数据基础。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供一种基于配电网概率潮流计算 的分布式光伏电源选址优化方法，该方法能够对分布式电源接入系统后对配电网 的影响做出客观而且科学的评估，从而为光伏规划决策提供可靠的数据辅助。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种基于配电网概率潮流计 算的分布式光伏电源选址优化方法，包括如下步骤：

首先，构建考虑配电网动态特性的多目标优化模型，DG选址优化的静态多 目标优化问题(Static Optimization Problem,SOP)模型的构建主要包括确定约束条 件和确定目标函数两个步骤。具体而言，网络损耗、电压质量是衡量配电网运行 状态的两项重要指标，但DG的选址往往不能同时使这两项指标达到最优水平， 为协调它们之间的矛盾，建立了包括网络损耗和电压质量的SOP模型。

由于配电网中负荷和光伏发电量是动态变化的，传统配电自动化系统中确定 性潮流计算功能很大程度上不能满足对配网系统运行状态的分析需求，因此构建 的SOP模型无法直接用于求解DG优化问题。概率潮流可以将动态变化的电力 系统状态转化为多个静态场景进行分析，具备综合分析各种不确定性因素对系统 运行影响的能力。

概率潮流的计算方法主要有三种：近似法、解析法和蒙特卡洛模拟法。本发 明利用蒙特卡洛模拟法把DG选址这一动态多目标优化问题转化为多场景的静 态多目标优化问题进行分析。

采用基于拉丁超立方采样的蒙特卡洛模拟法的概率潮流进行DG选址优化 的步骤如下所示：

获取并清洗某省含DG接入的配电网中母线电压、配变负荷以及光伏电源出 力一年的历史数据；

如果配电网拓扑未知，依据配电网历史运行数据辨识配电网拓扑，作为概率 潮流计算的拓扑基础；