本發(fā)明涉及一種區(qū)域分布式光伏最大容量接入評價方法，屬太陽能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

我國明確指出，到2020年非化石能源占一次能源消費總量的比重達(dá)到15％左右，所以發(fā)展低碳經(jīng)濟、利用低碳能源成為其實現(xiàn)“綠色崛起”是必然趨勢。發(fā)展光伏、風(fēng)電等可再生能源，是清潔低碳能源的發(fā)展途徑。隨著分布式電源在配電網(wǎng)中的深入發(fā)展，分布式光伏發(fā)電也得到越來越多的運用。光伏并入配電網(wǎng)時，會影響配電網(wǎng)的運行、維護。光伏發(fā)電的容量不同對配電網(wǎng)電能質(zhì)量、潮流計算及網(wǎng)損也迥異。此外，分布式光伏電源也可能會引起線路上的保護設(shè)備誤動或拒動。因此，在光伏并網(wǎng)前，配電網(wǎng)對分布式光伏消納能力需要進(jìn)行評估。影響分布式光伏并網(wǎng)容量因素主要有電能質(zhì)量約束、支路潮流約束、短路電流約束、諧波約束等。

目前，對分布式電源最大接入容量研究方法主要有兩種，一種利用工潮流計算和穩(wěn)定計算軟件對接入一定量的分布式電源電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定性和安全性仿真，校核系統(tǒng)的安全特性，對分布式電源接入容量不斷進(jìn)行修正，最后得到最大接入容量。該方法在實際工程中運用較多，但需要反復(fù)驗算。另一種是采用數(shù)字優(yōu)化，將問題轉(zhuǎn)化為有約束的優(yōu)化問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是，為了解決上述問題，提高配電網(wǎng)運行性能，本發(fā)明提出一種區(qū)域分布式光伏最大容量接入評價方法。

實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種區(qū)域分布式光伏最大容量接入評價方法，以變電站為供電范圍進(jìn)行分區(qū)；對分區(qū)進(jìn)行各電壓等級的電網(wǎng)適應(yīng)性評價。包括獲取供區(qū)電力系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，獲取分布式電源規(guī)模、模型，確定評價指標(biāo)權(quán)重。根據(jù)電源接入方式、電網(wǎng)運行方式對含分布式電源的配電網(wǎng)建模。仿真計算潮流、短路、電能質(zhì)量；在供區(qū)電網(wǎng)適應(yīng)性評價上，區(qū)域電網(wǎng)最大接納能力評價方法采用試探+插值法。

所述區(qū)域電網(wǎng)適應(yīng)性評價包括各電壓等級適應(yīng)性評價、各分區(qū)電網(wǎng)適應(yīng)性評價、和整體電網(wǎng)適應(yīng)性評價三個層級，九項評價指標(biāo)；其中，九項指標(biāo)選擇了變壓器可靠性、線路可靠性、變壓器滿載率、線路滿載率、短路電流、電壓偏差超標(biāo)率、諧波畸變超標(biāo)率；權(quán)重值根據(jù)實際情況加以確定；

對分區(qū)進(jìn)行電網(wǎng)適應(yīng)性評價，先建立含分布式電源的電力系統(tǒng)計算模型，包括電源接入方案，電力系統(tǒng)模型以及電力系統(tǒng)運行方式；根據(jù)模型，進(jìn)行潮流、短路、電能質(zhì)量計算，并按下式計算分區(qū)電網(wǎng)適應(yīng)性評分值：

其中，是電壓等級序號為i，分區(qū)序號為aj的分區(qū)電網(wǎng)的適應(yīng)性評分值；yk是分區(qū)電網(wǎng)的第k項具體指標(biāo)數(shù)值；wk是分區(qū)電網(wǎng)的第k項具體指標(biāo)權(quán)重；

按下式計算分區(qū)電網(wǎng)適應(yīng)性評分值，評分權(quán)重可根據(jù)實際電網(wǎng)結(jié)構(gòu)確定：

其中，aj是序號為j的分區(qū)電網(wǎng)適應(yīng)性評分；wi^j是電壓等級序號為i，分區(qū)序號為aj的分區(qū)電網(wǎng)的適應(yīng)性評分權(quán)重；

按下式計算整體電網(wǎng)適應(yīng)性評分值，評分權(quán)重可根據(jù)實際電網(wǎng)結(jié)構(gòu)確定：

其中，marea是分布式電源接入后整體電網(wǎng)的適應(yīng)性評分；wi是分區(qū)序號為i的分區(qū)電網(wǎng)的適應(yīng)性指標(biāo)權(quán)重；

所得的評價結(jié)果應(yīng)包括各電壓等級接入的分布式電源裝機規(guī)模、評分結(jié)論、受限指標(biāo)；根據(jù)評價結(jié)論分為具備較強接納能力、具備接納能力、不具備接納能力三級；得分大于0分的評價結(jié)果為“具備較強接納能力”，0分為“具備接納能力”，0分以下為“不具備接納能力”。

所述區(qū)域電網(wǎng)最大接納能力評價，根據(jù)區(qū)域電網(wǎng)適應(yīng)性評價結(jié)果，迭代地調(diào)整分布式電源裝機規(guī)模，得到適應(yīng)性評分接近0分的2個或以上分布式電源裝機規(guī)模；再采用線性插值法計算適應(yīng)性評分為0分對應(yīng)的分布式電源裝機規(guī)模，即區(qū)域電網(wǎng)最大可接納的分布式電源裝機規(guī)模。

所述線性插值法為，當(dāng)給定兩種分布式電源裝機規(guī)模cap2、cap1，且cap2<cap1；采用所述對分區(qū)進(jìn)行電網(wǎng)適應(yīng)性評價的方法得到對應(yīng)的電網(wǎng)適應(yīng)性指標(biāo)m2、m1，具有m2>0、m1<0的特點，且cap2與cap1的規(guī)模數(shù)值差額很小，當(dāng)1>(cap2/cap1)>0.95時，則m＝0對應(yīng)的cap值可由式下式計算：

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較的有益效果是，本發(fā)明提供的技術(shù)方案從整體電網(wǎng)和具體工程項目的角度，分析分布式電源與配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)性，評價配電網(wǎng)對分布式電源的綜合適應(yīng)能力，分析該區(qū)域電網(wǎng)對分布式電源是否具備接納能力或計算該區(qū)域電網(wǎng)對分布式電源的最大接納能力，可以是村級、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、縣域、市域的各電壓等級電網(wǎng)。

本發(fā)明適用于分布式光伏電源在光伏并網(wǎng)前，配電網(wǎng)對分布式光伏消納能力進(jìn)行評估。

附圖說明

圖1為區(qū)域電網(wǎng)適應(yīng)性評價指標(biāo)體示意圖；

圖2為區(qū)域電網(wǎng)適應(yīng)性評價流程圖；

圖3為區(qū)域電網(wǎng)最大接納能力評價流程圖；

圖4為線性插值法示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

本實施例一種區(qū)域分布式光伏最大容量接入評價方法，具體包括：

1、對區(qū)域電網(wǎng)進(jìn)行劃分；如表1所示為分布式電源新增裝機規(guī)模與區(qū)域電網(wǎng)評價范圍建議表。

表1分布式電源新增裝機規(guī)模與區(qū)域電網(wǎng)評價范圍建議表

2、對區(qū)域電網(wǎng)進(jìn)行電網(wǎng)適應(yīng)性評價。如圖2所示為區(qū)域電網(wǎng)適應(yīng)性評價指標(biāo)體系。區(qū)域電網(wǎng)適應(yīng)性評價包括各電壓等級適應(yīng)性評價、各分區(qū)電網(wǎng)適應(yīng)性評價、和整體電網(wǎng)適應(yīng)性評價三個層級，九項評價指標(biāo)。通過九項指標(biāo)先對各電壓等級電網(wǎng)適應(yīng)性進(jìn)行評價，在此基礎(chǔ)上，在對各分區(qū)進(jìn)行整體評價，最后在各分區(qū)的評分上得出整體區(qū)域電網(wǎng)的適應(yīng)性評分。

九項指標(biāo)分別為變壓器可靠性、線路可靠性、變壓器滿(過)載率、線路滿(過)載率、短路電流、電壓偏差超標(biāo)率、諧波畸變超標(biāo)率。

表2所示為區(qū)域電網(wǎng)適應(yīng)性評價指標(biāo)含義及評分公式。這些評價這表的權(quán)重可以根據(jù)實地電網(wǎng)的情況進(jìn)行調(diào)整。

表2區(qū)域電網(wǎng)適應(yīng)性評價指標(biāo)含義及評分公式

注：評分公式中的x為各指標(biāo)值，y為各指標(biāo)的得分，指標(biāo)得分小數(shù)點后保留2位。

圖2所示是區(qū)域電網(wǎng)適應(yīng)性評價流程。

除確定評價電網(wǎng)對象外，區(qū)域電網(wǎng)適應(yīng)性評價還包括的步驟如下：

(1)獲取供區(qū)電力系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，獲取分布式電源規(guī)模，模型，建立含分布式電源的電力系統(tǒng)計算模型，包括電源接入方案，電力系統(tǒng)模型以及電力系統(tǒng)運行方式。

(2)根據(jù)以上模型，進(jìn)行潮流、短路、電能質(zhì)量計算，并按式下式計算各電壓等級電網(wǎng)適應(yīng)性評分值：

其中，—電壓等級序號為i，分區(qū)序號為aj的分區(qū)電網(wǎng)的適應(yīng)性評分；yk—分區(qū)電網(wǎng)的第k項具體指標(biāo)數(shù)值；wk—分區(qū)電網(wǎng)的第k項具體指標(biāo)權(quán)重。圖3是區(qū)域電網(wǎng)適應(yīng)性評價指標(biāo)含義及評分公式。

(3)按下式計算分區(qū)電網(wǎng)適應(yīng)性評分值，評分權(quán)重可根據(jù)實際電網(wǎng)結(jié)構(gòu)確定。

其中，aj—序號為j的分區(qū)電網(wǎng)適應(yīng)性評分；wi^j—電壓等級序號為i，分區(qū)序號為aj的分區(qū)電網(wǎng)的適應(yīng)性評分權(quán)重。

(4)按下式計算整體電網(wǎng)適應(yīng)性評分值，評分權(quán)重可根據(jù)實際電網(wǎng)結(jié)構(gòu)確定。

式中，marea是分布式電源接入后整體電網(wǎng)的適應(yīng)性評分；wi是分區(qū)序號為i的分區(qū)電網(wǎng)的適應(yīng)性指標(biāo)權(quán)重。

(5)評價結(jié)果應(yīng)包括各電壓等級接入的分布式電源裝機規(guī)模、評分結(jié)論、受限指標(biāo)等。表3所示為區(qū)域電網(wǎng)適應(yīng)性評價結(jié)果輸出表。

表3區(qū)域電網(wǎng)適應(yīng)性評價結(jié)果

3、在評價區(qū)域電網(wǎng)適應(yīng)性的基礎(chǔ)上，對區(qū)域電網(wǎng)最大接納能力評價。

圖3所示是區(qū)域電網(wǎng)最大接納能力評價流程，除電網(wǎng)適應(yīng)性評價流程外，還包括以下步驟：

(1)根據(jù)評價結(jié)果迭代地調(diào)整分布式電源裝機規(guī)模，得到適應(yīng)性評分接近0分的2個或以上分布式電源裝機規(guī)模。

(2)采用插值法計算適應(yīng)性評分為0分對應(yīng)的分布式電源裝機規(guī)模，即區(qū)域電網(wǎng)最大可接納的分布式電源裝機規(guī)模。圖4是線性插值法示意圖。

本實施例線性插值法表示：當(dāng)給定兩種分布式電源裝機規(guī)模cap2、cap1(cap2<cap1)，采用以上介紹的評價方法得到對應(yīng)的電網(wǎng)適應(yīng)性指標(biāo)(m2、m1)具有m2>0、m1<0的特點，且cap2與cap1的規(guī)模數(shù)值差額很小，例如1>(cap2/cap1)>0.95時，則m＝0對應(yīng)的cap值(cap0)可由式下式計算：

如表4所示，區(qū)域電網(wǎng)最大接納能力評價結(jié)果應(yīng)包括接入各電壓等級分布式電源裝機規(guī)模、接入規(guī)劃方案、需要配套的電網(wǎng)建設(shè)與改造工程等。

表4區(qū)域電網(wǎng)對分布式電源的最大接納能力評價結(jié)果

本實施例提供的技術(shù)方案從整體電網(wǎng)和具體工程項目的角度，分析分布式電源與配電網(wǎng)的協(xié)調(diào)性，評價配電網(wǎng)對分布式電源的綜合適應(yīng)能力，分析該區(qū)域電網(wǎng)對分布式電源是否具備接納能力或計算該區(qū)域電網(wǎng)對分布式電源的最大接納能力，可以是村級、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、縣域、市域的各電壓等級電網(wǎng)。