一种分布式发电线路损耗降低方法、装置、终端设备以及存储介质与流程

本发明涉及电力系统配电网优化领域，尤其涉及一种分布式发电线路损耗降低方法、装置、终端设备以及存储介质。

背景技术：

1、近年来，对清洁、可再生能源的需求越来越迫切，分布式发电系统由于其灵活性和可靠性而备受关注。随着可再生能源的快速发展，分布式发电系统（dg）的规模和数量不断增加，这些系统通常以太阳能光伏和风力发电等形式存在于配电网中。然而，与传统集中式发电系统相比，分布式发电系统的接入点更为分散，也因此面临着以下挑战：（1）线路损耗增加，分布式发电系统的接入点分散，可能导致配电网中的线路损耗增加，影响整个电力系统的效率；（2）电压稳定性问题，大规模分布式发电系统的接入可能导致电压不稳定或过高，影响电力系统的稳定性和安全性；（3）谐波问题，分布式发电系统中的逆变器等电力电子设备可能产生谐波，影响系统的电压和电流质量，甚至损坏其他设备。

2、为解决上述挑战，目前已有许多学者提出了一些相关技术和解决方案，包括但不限于：（1）传统的负荷调整方法：通过调整传统发电厂的输出功率或调整配电网的电压等方式来缓解线路损耗和电压稳定性问题，然而这种方法通常效率低下且操作复杂；（2）谐波滤波器和无功补偿器：通过安装谐波滤波器和无功补偿器来减少谐波，并提高系统的功率因数，然而这种方法通常需要较大的投资成本，并且可能会对系统稳定性造成一定影响；为此，如何降低分布式发电系统与配电网之间的线路损耗，以提高整个电力系统的运行效率和稳定性，是一个亟须解决的问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种分布式发电线路损耗降低方法、装置、终端设备以及存储介质，所述方法在考虑谐波的前提下，以分布式发电系统的线路损耗和变压器损耗最低为目标，结合电压约束、谐波约束、分布式发电容量限制约束以及并网母线约束，对目标优化模型进行求解，得到分布式发电系统中各分布式电源的位置和容量分布，并对各分布式电源进行调整，使得电力系统在优化调整后可有效降低分布式发电线路的损耗。

2、本发明一实施例提供了一种分布式发电线路损耗降低方法，包括：

3、获取分布式发电系统中的系统参数；其中，所述系统参数包括系统中的若干谐波阶次、每一谐波阶次下发电机对应的基波参数、每一谐波阶次下变压器对应的基波参数、每一谐波阶次下传输线路的特性参数、每一谐波阶次下非谐波源负荷的阻抗参数、恒定电流源、系统参考电压、可接入母线集合、系统的总负荷、系统内每一母线的总谐波失真以及系统内每一母线在每一谐波阶次下的谐波电压；

4、根据所述系统参数，构建发电机谐波模型、变压器谐波模型、线路谐波模型、非谐波源负荷的谐波模型以及谐波源负荷的谐波模型；

5、根据所述发电机谐波模型、所述变压器谐波模型、所述线路谐波模型、所述非谐波源负荷的谐波模型以及所述谐波源负荷的谐波模型，以分布式发电系统的线路损耗和变压器损耗之和最低为目标，构建一目标优化模型；并基于所述系统参数构建所述目标优化模型的电压约束、谐波约束、分布式发电容量限制约束以及并网母线约束；

6、在所述电压约束、所述谐波约束、所述分布式发电容量限制约束以及所述并网母线约束下，对所述目标优化模型进行求解，得到线路损耗和变压器损耗之和最低时，分布式发电系统中各分布式电源的位置和容量分布；

7、根据所述分布式发电系统中各分布式电源的位置和容量分布，对各分布式电源进行调整。

8、进一步地，所述目标优化模型，具体为：

9、；

10、其中，为配电网的总损耗；为变压器上的损耗；为线路损耗。

11、进一步地，通过以下公式构建发电机谐波模型：

12、；

13、其中，为基波的等效电阻；为基波的等效电抗；为谐波的阶次；为虚数单位。

14、进一步地，通过以下公式构建变压器谐波模型：

15、；

16、；

17、其中，为变压器的基波电阻；为变压器的基波电抗；为变压器的零序阻抗；为谐波的阶次；为虚数单位。

18、进一步地，通过以下公式构建线路谐波模型：

19、；

20、；

21、；

22、；

23、；

24、；

25、其中，为传输线路每单位长度在每一谐波阶次下的基波电阻值；为传输线路每单位长度在每一谐波阶次下的基波电抗值；为传输线路每单位长度在每一谐波阶次下的阻抗值；为在每一谐波阶次下的阻抗值；为在每一谐波阶次下的传播常数；为传输线路每单位长度下在每一谐波阶次下的电导值；为传输线路的等效阻抗；为传输线路的等效电导；为传输线路的长度；为谐波的阶次。

26、进一步地，通过以下公式构建非谐波源负荷的谐波模型：

27、；

28、；

29、其中，，p为有功功率，q为无功功率；u为负荷电压；为每一谐波阶次下非谐波源负荷的正序和负序电阻；为每一谐波阶次下非谐波源负荷的正序和负序电抗；为谐波的阶次。

30、进一步地，通过以下公式构建非谐波源负荷的谐波模型，包括：

31、；

32、其中，为谐波电流；为恒定电流源。

33、本发明一实施例还提供了一种分布式发电线路损耗降低装置，包括：系统参数获取模块、模型构建模块、目标模型及约束构建模块、位置及容量求解模块以及调整模块；

34、所述系统参数获取模块，用于获取分布式发电系统中的系统参数；其中，所述系统参数包括系统中的若干谐波阶次、每一谐波阶次下发电机对应的基波参数、每一谐波阶次下变压器对应的基波参数、每一谐波阶次下传输线路的特性参数、每一谐波阶次下非谐波源负荷的阻抗参数、恒定电流源、系统参考电压、可接入母线集合、系统的总负荷、系统内每一母线的总谐波失真以及系统内每一母线在每一谐波阶次下的谐波电压；

35、所述模型构建模块，用于根据所述系统参数，构建发电机谐波模型、变压器谐波模型、线路谐波模型、非谐波源负荷的谐波模型以及谐波源负荷的谐波模型；

36、所述目标模型及约束构建模块，用于根据所述发电机谐波模型、所述变压器谐波模型、所述线路谐波模型、所述非谐波源负荷的谐波模型以及所述谐波源负荷的谐波模型，以分布式发电系统的线路损耗和变压器损耗之和最低为目标，构建一目标优化模型；并基于所述系统参数构建所述目标优化模型的电压约束、谐波约束、分布式发电容量限制约束以及并网母线约束；

37、所述位置及容量求解模块，用于在所述电压约束、所述谐波约束、所述分布式发电容量限制约束以及所述并网母线约束下，对所述目标优化模型进行求解，得到线路损耗和变压器损耗之和最低时，分布式发电系统中各分布式电源的位置和容量分布；

38、所述调整模块，用于根据所述分布式发电系统中各分布式电源的位置和容量分布，对各分布式电源进行调整。

39、本技术还提供一种终端设备，包括：

40、一个或多个处理器；

41、存储器，与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序；

42、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述发明实施例所述的分布式发电线路损耗降低方法。

43、本技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述发明实施例所述的分布式发电线路损耗降低方法。

44、通过实施本发明具有如下有益效果：

45、本发明提供了一种分布式发电线路损耗降低方法、装置、终端设备以及存储介质，所述方法通获取分布式发电系统中的系统参数，并基于所述系统参数构建发电机谐波模型、变压器谐波模型、线路谐波模型、非谐波源负荷的谐波模型以及谐波源负荷的谐波模型，为后续目标优化模型的求解提供了必要的信息；继而以分布式发电系统的线路损耗和变压器损耗最低为目标来构建目标优化模型时，并考虑了电压约束、谐波约束、分布式发电容量限制约束以及并网母线约束，由此在所述若干约束下求解目标优化模型，可以确保优化过程中不会出现不合理的电压偏离、设备超负荷等情况，以保证分布式发电系统的接入不会对电网稳定性和安全性造成负面影响；最终，通过目标优化模型计算得到分布式发电系统中各分布式电源的位置和容量分布并进行调整，使得电力系统在优化调整后可有效降低分布式发电线路的损耗。