[发明专利]考虑灵活性的含高渗透率分布式电源配电网络分区方法

权利要求书

1.一种考虑灵活性的含高渗透率分布式电源的配电网络分区方法，其特征是按以下步骤进行：

A：建立相应的集群灵活性供给模型和集群灵活性需求模型；

A1：假设位于第i个节点的可调节机组G_i与储能元件ES_i在t时刻出力、充放电功率分别为则利用式(1-1)和式(1-2)分别得到第c个集群内所有灵活性资源在时刻t总的灵活性上调能力和下调能力

式(1-1)和式(1-2)中，分别表示位于第i个节点的可调机组G_i的有功最大、最小出力以及上、下爬坡速率限值；表示第c个集群内接入可调节机组G的节点集合；τ表示响应时间尺度；分别表示位于第i个节点处的储能最大充、放电功率；表示第c个集群内接入储能元件ES的节点集合；为正时，表示第i个节点的储能元件ES_i放电，为负时，表示第i个节点的储能元件ES_i充电；其中，为第i个节点的储能元件ES_i安装的最大容量；

A2：利用式(1-3)和式(1-4)分别得到t时刻第c个集群内净负荷的量化指标以及灵活性需求的量化指标

式(1-3)和式(1-4)中，和分别表示第i个节点在t时刻的光伏、风电原始出力和负荷有功数据；分别为t时刻、t+1时刻第c个集群的净负荷大小；为第c个集群内的负荷节点数；

B：构建净负荷适应率指标、支路负荷裕度指标以及模块度值指标，并赋予一定的权重系数，以形成网络分区的综合性指标；

B1：利用式(1-5)构建第c个集群在t时段的净负荷适应率指标

式(1-5)中；σ表示集群内灵活性资源总调节能力相对于净负荷需求量比值的上限；

表示第c个集群在t时段的对应于灵活性需求实际变化方向的综合调节能力，并由式(1-6)：

式(1-6)中，N_c为划分集群数；

在规划周期T内，利用式(1-7)对净负荷适应率指标进行标幺值化，得到整个配电网络的综合净负荷适应率指标L^AR：

B2：利用式(1-8)构建第c个集群在t时刻的支路负荷裕度指标

式(1-8)中，I_max为支路传输电流最大值，I_ij,t为第i个节点与第j个节点间的线路在t时刻的传输电流；为第c个集群内的支路数；

在规划周期T内，利用式(1-7)对支路负荷裕度指标进行标幺值化，得到整个配电网络的综合支路负荷裕度指标H^BM：

B3：利用式(1-10)构建模块度指标ρ：

式(1-10)中，A_i,j为第i个节点与第j个节点间边的权重，并由式(1-11)得到；N为配电网络中的节点集合；k_i＝∑_j∈NA_i，j为所有与第i个节点相连的边的权重之和；k_j＝∑_i∈NA_i，j为所有与第j个节点相连的边的权重之和；m＝(∑_i∈N∑_j∈NA_i，j)/2表示配电网络中所有与节点相连的边的权重之和；σ(i,j)为划分问题的优化变量，若σ(i,j)＝1，则表示第i个节点与第j个节点位于同一区域，否则，则表示第i个节点与第j个节点不在同一区域；

A_i，j＝l-L_ij/max(L) (1-11)

式(1-11)中，d_ij表示第j个节点注入单位无功后，其自身电压变化值与第i个节点的电压变化值之间的比值；L_ij为考虑所有节点影响的第i个节点与第j个节点之间的空间电气距离，并由式(1-12)得到；max(L)表示电气距离矩阵L中元素的最大值；

B4：利用式(1-13)构建网络分区的综合性指标γ：

max γ＝λ₁ρ+λ₂L^AR+λ₃H^BM (1-13)

式(1-13)中，λ₁、λ₂、λ₃分别对应网络分区的模块度值指标ρ、净负荷适应率指标L^AR和支路负荷裕度指标H^BM的权重；

C：以综合性划分指标γ作为改进的FN算法的寻优目标并计算得到最优分区结果；

C1：初始化网络分区，将待划分的配电网络中各节点看作一个独立集群，计算模块度指标的初值ρ⁰，令配电网络模块度的实时值为ρ^new，并初始化ρ^new＝ρ⁰；令配电网络分区的综合指标实时值为γ^new，并初始化γ^new＝0；

C2：根据当前配电网络中的集群划分情况，计算出每次合并前各种集群组合情况下的模块度增量矩阵△ρ′，得到对应的模块度值矩阵ρ′＝ρ^new+△ρ′；

C3：对配电网络中任意第i个独立集群与第j个独立集群组合前，先判断第i个独立集群与第j个独立集群之间是否存在节点构成支路，若存在，则将第i个独立集群与第j个独立集群进行组合，并计算组合后的净负荷适应率指标和支路负荷裕度指标否则，将第i个独立集群与第j个独立集群组合后的净负荷适应率指标和支路负荷裕度指标记为零，从而完成对所有集群进行组合判断与计算，得到考虑所有组合情况后的综合性指标值判断矩阵γ′＝λ₁ρ′+λ₂L^AR′+λ₃H^BM′；其中，L^AR′、H^BM′分别表示配电网络中所有节点进行组合情况下，各个净负荷适应率指标形成的矩阵以及各个支路负荷裕度指标形成的矩阵；

C4：选择步骤C3中综合性指标值判断矩阵γ′中最大值所对应的两集群进行合并，并计算合并后的集群的净负荷适应率指标支路负荷裕度指标和模块度指标值ρ′_max，从而得到合并后的集群的综合性指标γ′_max；

C5：将ρ′_max赋值给ρ^new，将γ′_max赋值给γ^new后，返回步骤C2顺序执行，直至γ^new不再增大为止，从而得到最优分区结果。