一种中压配电网分布式光伏承载力评估方法及系统与流程

本发明属于配电网规划，具体涉及一种中压配电网分布式光伏承载力评估方法及系统。

背景技术：

1、大量分布式光伏接入使配电网由简单辐射状网络变为多端有源网络，势必带来配网规划和运行的改变，如使得配电网的潮流大小和方向发生改变，引起电流电压畸变，造成原有保护整定方案失效。为实现分布式光伏的充分承载与高效利用，一般将高比例分布式光伏接入对配电网影响量化为电网承载力或接纳容量的计算，现有电网承载力评估方法存在以下不足：

2、(1)由于配电网电网中各类信息的更迭速度较快，且分布式光伏出力具有明显的随机性，而以往配电网的分布式光伏承载力评估理论一般都是基于特定的时间断面进行计算分析，不能适应配电网全年时序运行曲线。

3、(2)配电网的分布式光伏承载力评估一般都是基于电网的拓扑和运行数据，然后利用最优化算法得到的理想结果，但实际分布式光伏的分布和增长一般为由市场决定，不会按照优化算法的计算结果去演变。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种能够适应配电网全年时序运行曲线，安全稳定性好的中压配电网分布式光伏承载力评估方法及系统。

2、为实现以上目的，本发明的技术方案如下：

3、第一方面，本发明提供了一种中压配电网分布式光伏承载力评估方法，所述评估方法包括：

4、s1、计算待评估配电网在不同运行状态下的分布式光伏最大承载力，包括：

5、s11、初始化本次运行状态下所有光伏接入节点的分布式光伏接入容量，开始迭代计算；

6、s12、增长每个光伏接入节点的分布式光伏接入容量；

7、s13、通过仿真计算校验增长后的各光伏接入节点的分布式光伏接入容量是否满足安全运行约束条件；若满足，则返回s12，继续迭代，若不满足，则计算最后一次满足安全运行约束条件时所有光伏接入节点的分布式光伏接入容量之和，将得到的计算结果作为本次运行状态下的分布式光伏最大承载力；

8、s2、选出具有最小的分布式光伏最大承载力的运行状态，该运行状态下的分布式光伏最大承载力即为待评估配电网的最终分布式光伏承载力评估结果。

9、s12中，所述光伏接入节点的分布式光伏接入容量增长幅度为分布式光伏容量增长步长与光伏接入节点的分布式光伏发展系数的乘积，所述光伏接入节点的分布式光伏发展系数的获取方法为：

10、获取光伏接入节点周围的gis卫星图像，对gis卫星图像进行随机抽样，将抽样结果为屋顶的次数作为光伏接入节点的初始分布式光伏潜力系数；选出所有光伏接入节点的初步分布式光伏潜力系数中的最大值，根据以下公式计算得到各光伏接入节点的分布式光伏发展系数：

11、β＝α/αmax；

12、上式中，β为光伏接入节点的分布式光伏发展系数；α为光伏接入节点的初始分布式光伏潜力系数；αmax为所有光伏接入节点的初步分布式光伏潜力系数中的最大值。

13、s13中，所述安全运行约束条件包括：

14、

15、

16、

17、

18、

19、上式中，ωn表示待评估配电网中所有节点的集合；si(k)为运行状态k下节点i的分布式光伏接入容量，对于光伏接入节点，si(k)为s12得到的增长后的分布式光伏接入容量；对于非光伏接入节点，si(k)始终为0；分别为运行状态k下节点i的分布式光伏注入的最大有功功率、无功功率；分别为节点i、节点j的电压有效值；gij、bij分别为节点i与节点j之间的电导、电纳；节点j为系统中与节点i相邻的节点；iij，max为连接节点i与节点j之间的支路长期允许载流量；ui，n为节点i的额定电压；εh、εl分别为电压偏差上限、下限；分别为运行状态k下节点i负荷的有功功率、无功功率；为运行状态k下节点i与节点j之间的相角差。

20、所述随机抽样具体为：基于gis卫星地图同一层级，获取以光伏接入节点为中心的九宫格范围内的gis卫星图像瓦片图，在gis卫星图像瓦片图内进行随机抽样。

21、第二方面，本发明提供了一种中压配电网分布式光伏承载力评估系统，所述评估系统包括仿真计算模块、评估模块；

22、所述仿真计算模块，用于计算不同配电网在运行状态下的分布式光伏最大承载力，仿真计算模块包括初始化模块、仿真校验模块；

23、所述初始化模块，用于初始化本次运行状态下所有光伏接入节点的分布式光伏接入容量；

24、所述仿真校验模块，用于先增长每个光伏接入节点的分布式光伏接入容量；然后通过仿真计算校验增长后的各光伏接入节点的分布式光伏接入容量是否满足安全运行约束条件；若满足，则继续增长每个光伏接入节点的分布式光伏接入容量，若不满足，则计算最后一次满足安全运行约束条件时所有光伏接入节点的分布式光伏接入容量之和，将得到的计算结果作为本次运行状态下的分布式光伏最大承载力；

25、所述评估模块，用于选出具有最小的分布式光伏最大承载力的运行状态，该运行状态下的分布式光伏最大承载力即为待评估配电网的最终分布式光伏承载力评估结果。

26、所述光伏接入节点的分布式光伏接入容量增长幅度为分布式光伏容量增长步长与光伏接入节点的分布式光伏发展系数的乘积；

27、所述评估系统还包括分布式光伏发展系数获取模块，所述分布式光伏发展系数获取模块用于获取光伏接入节点周围的gis卫星图像，对gis卫星图像进行随机抽样，将抽样结果为屋顶的次数作为光伏接入节点的初始分布式光伏潜力系数；选出所有光伏接入节点的初步分布式光伏潜力系数中的最大值，根据以下公式计算得到各光伏接入节点的分布式光伏发展系数：

28、β＝α/αmax；

29、上式中，β为光伏接入节点的分布式光伏发展系数；α为光伏接入节点的初始分布式光伏潜力系数；αmax为所有光伏接入节点的初步分布式光伏潜力系数中的最大值。

30、所述安全运行约束条件包括：

31、

32、

33、

34、

35、

36、上式中，ωn表示待评估配电网中所有节点的集合；为运行状态k下节点i的分布式光伏接入容量，对于光伏接入节点，si(k)为s12得到的增长后的分布式光伏接入容量，对于非光伏接入节点，si(k)始终为0；分别为运行状态k下节点i的分布式光伏注入的最大有功功率、无功功率；分别为节点i、节点j的电压有效值；gij、bij分别为节点i与节点j之间的电导、电纳；节点j为系统中与节点i相邻员节点；iij，max为连接节点i与节点j之间的支路长期允许载流量；ui，n为节点i的额定电压；εh、εl分别为电压偏差上限、下限；分别为运行状态k下节点i负荷的有功功率、无功功率；为运行状态k下节点i与节点j之间的相角差。

37、所述随机抽样具体为：基于gis卫星地图同一层级，获取以光伏接入节点为中心的九宫格范围内的gis卫星图像瓦片图，在gis卫星图像瓦片图内进行随机抽样。

38、第三方面，本发明提供了一种中压配电网分布式光伏承载力评估设备，所述评估设备包括存储器和处理器；

39、所述存储器，用于存储计算机程序代码，并将所述计算机程序代码传输给所述处理器；

40、所述处理器，用于根据所述计算机程序代码中的指令执行前述的方法。

41、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质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前述的方法。

42、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

43、1、本发明一种中压配电网分布式光伏承载力评估方法，先计算待评估配电网在不同运行状态下的分布式光伏最大承载力，在计算某一运行状态下的分布式光伏最大承载力时，先初始化本次运行状态下所有光伏接入节点的分布式光伏接入容量，然后增长每个光伏接入节点的分布式光伏接入容量，通过仿真计算校验增长后的各光伏接入节点的分布式光伏接入容量是否满足安全运行约束条件，若满足，则继续增长，迭代计算，若不满足，则计算最后一次满足安全运行约束条件时所有光伏接入节点的分布式光伏接入容量之和，得到的计算结果即为本次运行状态下的分布式光伏最大承载力，此时得到的分布式光伏最大承载力为在配电网任意设备持续不过载和任意节点电压、电流不超标条件下，配电网能接纳的分布式光伏最大容量；然后选出具有最小的分布式光伏最大承载力的运行状态，将该运行状态下的分布式光伏最大承载力作为待评估配电网的最终分布式光伏承载力评估结果，能够适配配电网全年运行状态，保障配电网的安全稳定性。因此，本发明得到的光伏承载力评估结果能够适配配电网全年运行状态，保障配电网的安全稳定性。

44、2、本发明一种中压配电网分布式光伏承载力评估方法中，光伏接入节点的分布式光伏接入容量增长幅度为分布式光伏容量增长步长与光伏接入节点的分布式光伏发展系数的乘积；分布式光伏发展系数的获取方法为，获取光伏接入节点周围的gis卫星图像，对gis卫星图像进行随机抽样，将抽样结果为屋顶的次数作为光伏接入节点的初始分布式光伏潜力系数；选出所有光伏接入节点的初步分布式光伏潜力系数中的最大值，光伏接入节点的初始分布式光伏潜力系数/所有光伏接入节点的初步分布式光伏潜力系数中的最大值即为该光伏接入节点的分布式光伏发展系数；本设计中，基于gis卫星图中屋顶的分布来模拟分布式光伏的增长，更符合实际市场中分布式光伏发展规律。因此，本发明得到的光伏承载力评估结果更符合实际。