基于主動(dòng)配電網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電最大消納能力計(jì)算系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及配電網(wǎng)領(lǐng)域，涉及分布式光伏發(fā)電消納能力的計(jì)算，尤其是涉及一種 基于主動(dòng)配電網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電最大消納能力計(jì)算系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 環(huán)境污染和能源短缺已成為現(xiàn)代文明社會(huì)的世紀(jì)性難題，在此背景下，分布式電 源（DistributedGeneration，DG)和可再生能源的利用得到了越來(lái)越廣泛的發(fā)展。作為新 能源中最為豐富且不受地域限制的發(fā)電形式，光伏發(fā)電得到越來(lái)越多的應(yīng)用。隨著分布式 光伏越來(lái)越多的接入配電網(wǎng)，配電網(wǎng)對(duì)其消納能力越來(lái)越受到人們的重視。分布式光伏發(fā) 電不能無(wú)上限的接入配電網(wǎng)，其接入容量受到電壓約束、支路潮流約束等因素的限制；為了 能夠更好、更多地消納分布式光伏發(fā)電，有必要研究主動(dòng)配電網(wǎng)中的分布式光伏發(fā)電最大 消納能力計(jì)算方法。近年來(lái)主動(dòng)配電網(wǎng)發(fā)展迅速，主動(dòng)管理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其對(duì)分布式光伏 消納能力的影響如何，是如何產(chǎn)生影響的，值得深入研究。
[0003]經(jīng)對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)進(jìn)行檢索發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有文獻(xiàn)中，于建成、遲福建、徐科等在《電力系統(tǒng)及 其自動(dòng)化學(xué)報(bào)》（2012, 24(1) :138-141)上發(fā)表的"分布式電源接入對(duì)電網(wǎng)的影響分析"，分 析了分布式電源接入對(duì)配電網(wǎng)電壓、配電網(wǎng)短路電流、電網(wǎng)可靠性等方面帶來(lái)的影響；夏成 軍、崔弘、王強(qiáng)、張堯在《電網(wǎng)技術(shù)》（2009,16:96-100)上發(fā)表的"考慮靜態(tài)安全約束的分布 式電源準(zhǔn)入容量計(jì)算"，從電力系統(tǒng)靜態(tài)安全約束的角度出發(fā)，建立了計(jì)算分布式電源準(zhǔn)入 容量的數(shù)學(xué)模型；蘇小玲、韓民曉、趙正奎、范瑞祥在《電網(wǎng)技術(shù)》（2012, 10:87-92)上發(fā)表 的"配電網(wǎng)中分布式電源最大準(zhǔn)入容量分析"，分析了DG接入位置、容量及接入方法等因素 對(duì)配電網(wǎng)影響，形成了模型的電壓約束、潮流約束以及DG的容量約束。范元亮、趙波、江全 元在《電力系統(tǒng)自動(dòng)化》（2012,9(36) :23-27)上發(fā)表的"過(guò)電壓限制下分布式光伏電源最 大允許接入峰值容量的計(jì)算"通過(guò)計(jì)算在配電網(wǎng)饋線(xiàn)上所有負(fù)荷等級(jí)下分布式光伏電源的 最大允許輸出功率，計(jì)算出分布式光伏電源的最大允許接入峰值容量，并提出當(dāng)配電網(wǎng)饋 線(xiàn)離滿(mǎn)載運(yùn)行還有一定余量時(shí)，分布式光伏電源按超前功率因數(shù)運(yùn)行，可提高最大允許接 入峰值容量。以上文獻(xiàn)對(duì)DG接入配電網(wǎng)的準(zhǔn)入容量進(jìn)行了一定的研究，但對(duì)于分布式光伏 出力及負(fù)荷的不確定性考慮不多，僅僅將光伏發(fā)電當(dāng)做恒定出力考慮。且都沒(méi)有考慮主動(dòng) 配電網(wǎng)中分布式光伏的消納能力。主動(dòng)管理技術(shù)對(duì)分布式光伏消納能力的影響值得深入研 究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種計(jì)算效率高、整 合性強(qiáng)、緊密結(jié)合實(shí)際的基于主動(dòng)配電網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電最大消納能力計(jì)算系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0006]-種基于主動(dòng)配電網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電最大消納能力計(jì)算系統(tǒng)，包括：
[0007]輸入模塊，用于獲取配網(wǎng)參數(shù)、光伏發(fā)電系統(tǒng)參數(shù)、光伏時(shí)序特性參數(shù)、負(fù)荷時(shí)序 特性參數(shù)、一年各典型日天數(shù)以及自適應(yīng)混沌粒子群算法參數(shù)；
[0008] 初始化模塊，用于根據(jù)輸入模塊的數(shù)據(jù)，利用混沌算法初始化種群，種群中的每個(gè) 粒子代表一種分布式光伏接入方案；
[0009] 潮流計(jì)算模塊，用于對(duì)所述種群中的各粒子所代表的分布式光伏接入方案進(jìn)行考 慮主動(dòng)管理的潮流計(jì)算，并獲得各粒子在時(shí)段t下的適應(yīng)值大??；
[0010] 粒子群操作模塊，累加所有時(shí)段的適應(yīng)值，得到各個(gè)粒子的總適應(yīng)值，采用自適應(yīng) 混沌粒子群算法進(jìn)行循環(huán)計(jì)算，獲得總適應(yīng)值最優(yōu)的粒子；
[0011] 輸出模塊，輸出總適應(yīng)值最優(yōu)的粒子所對(duì)應(yīng)的分布式光伏接入方案，及該分布式 光伏接入方案下的年最大消納量。
[0012] 所述配網(wǎng)參數(shù)包括絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)及負(fù)荷節(jié)點(diǎn)情況、網(wǎng)絡(luò)支路阻抗及導(dǎo) 納和網(wǎng)絡(luò)電壓等級(jí)；
[0013] 所述光伏發(fā)電系統(tǒng)參數(shù)包括光伏面板面積、光電效率、額定功率、功率因數(shù)和Beta 分布參數(shù)；
[0014] 所述光伏時(shí)序特性參數(shù)包括典型日光伏發(fā)電按小時(shí)出力情況；
[0015] 所述負(fù)荷時(shí)序特性參數(shù)包括典型日居民負(fù)荷和商業(yè)負(fù)荷按小時(shí)出力情況；
[0016] 所述自適應(yīng)混沌粒子群算法參數(shù)包括粒子群的種群數(shù)和最大迭代次數(shù)。
[0017] 所述利用混沌算法初始化種群具體為：
[0018] 隨機(jī)產(chǎn)生2NDS維、每個(gè)分量數(shù)值在0-1之間的向量,根據(jù) Logistic完全混沌迭代公式Zn+1 = 4Zn (1-Zn)，η= 1，2,. . .，N，得到N個(gè)向量Z2,. . .，ZN， 該N個(gè)向量即為初始化后的種群。
[0019] 所述潮流計(jì)算模塊進(jìn)行潮流計(jì)算時(shí)，計(jì)算各粒子所代表的分布式光伏接入方案下 的潮流分布，并判斷潮流計(jì)算結(jié)果是否滿(mǎn)足主動(dòng)管理下的約束條件，若滿(mǎn)足約束條件，則直 接評(píng)價(jià)各粒子在當(dāng)前時(shí)段下的適應(yīng)值，若不滿(mǎn)足約束條件，則加入處罰項(xiàng)后再評(píng)價(jià)各粒子 在當(dāng)前時(shí)段下的適應(yīng)值。
[0020] 所述主動(dòng)管理的措施包括：削減分布式光伏出力、調(diào)節(jié)有載調(diào)壓變壓器抽頭和無(wú) 功補(bǔ)償?shù)耐肚小?br>[0021] 所述約束條件包括：
[0022] (1)節(jié)點(diǎn)功率平衡約束
[0025] 其中，PPVl為節(jié)點(diǎn)i的分布式光伏有功注入；Pu為節(jié)點(diǎn)i的有功負(fù)荷；QPVl為節(jié)點(diǎn) i的分布式光伏無(wú)功注入；Q?為節(jié)點(diǎn)i的無(wú)功補(bǔ)償無(wú)功注入；Qu為節(jié)點(diǎn)i的無(wú)功負(fù)荷；Up U,分別為節(jié)點(diǎn)i、j電壓幅值；Θ^為節(jié)點(diǎn)i、j間電壓相角；GBy分別表示導(dǎo)納矩陣中節(jié) 點(diǎn)i、j間的電導(dǎo)和電納，表示與節(jié)點(diǎn)i相連的其他節(jié)點(diǎn)集合；
[0026] (2)節(jié)點(diǎn)電壓約束
[0027]Uinin^U^Uinax
[0028] 其中，A為節(jié)點(diǎn)i的電壓；Uiniin、Uiniax為節(jié)點(diǎn)i所允許的最小電壓值和最大電壓值；
[0029] (3)支路潮流約束
[0030] Slnax
[0031] 其中，Si為通過(guò)支路1的視在功率；Slniax為支路1傳輸容量極限值；
[0032] (4)CVC抽頭約束
[0033] Tk_彡TTk_
[0034] 其中，Tk為變壓器的抽頭位置；Tk_、Tk_為變壓器的抽頭最小值和最大值；
[0035] (5)無(wú)功補(bǔ)償裝置約束
[0036] Qciniin^QCi^QCimax
[0037] 其中，為節(jié)點(diǎn)i無(wú)功補(bǔ)償裝置的無(wú)功輸出；QQc；imax為節(jié)點(diǎn)i無(wú)功補(bǔ)償最小 值和最大值；
[0038] 將其轉(zhuǎn)化為功率因數(shù)的限制，BP:
[0039]
[0040] 其中氣/為時(shí)段k節(jié)點(diǎn)i的功率因數(shù)，氣*和鶴_分別為功率因數(shù)的最小值和最大 值；
[0041](6)分布式光伏出力約束
[0042] Ppvimin^PPVi^PPVimax
[0043] 其中，PPVl為節(jié)點(diǎn)i分布式光伏有功出力；PPVl_、PPVl_分別為節(jié)點(diǎn)i的分布式光伏 有功出力最小值、最大值；
[0044] 將其轉(zhuǎn)化為光伏切除量的大小，BP:
[0045] CEkg < CEl^
[0046] 其中a?)為時(shí)段k光伏發(fā)電g出力切除量，，其中C丨為切除系 數(shù)，為時(shí)段k光伏發(fā)電g在不進(jìn)行切除的情況下最大出力。
[0047]所述自適應(yīng)混沌粒子群算法具體為：
[0048] 利用粒子速度和位置更新公式更新粒子的速度和位置，對(duì)最優(yōu)位置進(jìn)行混沌優(yōu) 化，將最優(yōu)位置映射到Logistic方程對(duì)應(yīng)變量取值區(qū)間上后，利用Logistic方程進(jìn)行迭 代，產(chǎn)生混沌變量序列，再將混沌序列逆映射到原空間，在原空間對(duì)混沌變量經(jīng)歷的每一個(gè) 可行解計(jì)算其