[发明专利]DG与SOP有功-无功协同规划方法和装置

说明书

本发明实施例提供一种DG与SOP有功‑无功协同规划方法和装置，针对配电网分布式电源规划，能够有效利用多种主动管理措施，规划SOP的安装位置及其容量，提升配电系统中各设备的利用率，提高配电网对分布式电源的消纳能力；采用农网安全边界模型，能够有效约束配电网中分布式电源的规划容量和位置，确保配电系统能够在N‑1状态下确保正常供电，提高配电网的可靠性；利用模型的线性化处理，在尽量减小误差前提下，能够大幅度提升模型的计算效率。

技术领域

本发明实施例涉及高渗透率可再生能源配电网规划领域，尤其涉及一种DG与SOP有功-无功协同规划方法和装置。

背景技术

高渗透率可再生能源的接入使得配电系统规划与运行面临着巨大挑战。一方面，大量分布式电源(Distributed Generation，DG)的接入会导致电压波动、电压越限等安全问题；另一方面，DG规划配置的不合理、配电网调节能力的欠缺以及配电设备利用率低等严重限制了DG的消纳。而电力电子装备的大量接入使配电网呈现电力电子化的发展趋势，其快速发展为解决上述问题提供了新的思路。

智能软开关(Soft Open Point，SOP)作为新型电力电子设备被用于代替多分段配电线路的联络开关，其功率连续无差调节特性可实现馈线间的实时功率调动，改变系统潮流分布，提升配网灵活性。SOP以全控型电力电子器件为基础，无机械操作，动作速度更快，能实时响应控制指令。且SOP相连两馈线间有直流隔离环节，故障发生时更易切断故障电流，可降低故障影响。上述技术优势使得SOP在配电网中具有巨大的发展潜力。因此，研究分布式电源与智能软开关有功无功系协同规划方法具有重要工程意义。

现有考虑配电网安全边界理论的配网规划方法有：基于安全距离的配电网随机规划方法、考虑N-1安全的多目标DG选址定容规划。其安全边界模型为直流配网中近似线性化的安全边界，该模型更多的被应用于城市配电网。而农村配电网中线损较为严重，特别是大量分布式电源在农网的应用，线损对系统的安全性会有一定影响。

农网与城网安全边界的不同，为农村配电网中DG规划提供了新的思路，如图1所示。传统配电网中无DG与主动控制手段，所以规划方法只考虑配电网的电压、电流约束。随着电网结构及运行方式的变化，规划方式也变得复杂，但这种规划方法只考虑了正常运行状态下配网对DG的消纳能力。

发明内容

本发明实施例提供一种DG与SOP有功-无功协同规划方法和装置，以解决现有分布式电源规划过程中，忽略配电网中电力电子设备以及安全边界对规划的影响，导致DG消纳能力较低、配电网安全可靠性较差的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种DG与SOP有功-无功协同规划方法，包括：

步骤S1、确定分布式电源多个预设时间尺度的典型时序相关性场景；

步骤S2、建立以分布式电源DG的准入容量最大为目标函数，以潮流等式约束、电压电流约束、智能软开关SOP运行约束、DG无功出力约束、安全边界约束以及无功补偿装置约束为约束条件的DG与SOP有功-无功协同规划模型；

步骤S3、基于线性近似方法将所述DG与SOP有功-无功协同规划模型的非线性部分线性化；

步骤S4、基于所述步骤S1中的典型时序相关性场景对步骤S3中的DG与SOP有功-无功协同规划模型求解，得到DG规划容量，SOP接入位置和对应的SOP规划容量。

作为优选的，所述步骤S1具体包括：

确定DG出力与负荷的n个小时的历史数据，并确定时序相关性聚类算法，将所述历史数据缩减为多个预设时间尺度的典型时序相关性场景；所述时序相关性分析算法如下式：

上式中，表示DG第t个小时的负荷；表示DG第t个小时的出力，1≤t≤n。

作为优选的，所述步骤S2中，所述目标函数为：