考虑储能设备的含微网配电网电能质量预评估方法
【专利摘要】本发明涉及一种考虑储能设备的含微网配电网电能质量预评估方法，包括以下步骤：1、采用AHP法构建三个评估层次：目标层为电能质量综合评估指标，准则层为单项电能质量指标，方案层为微网中的各类DG；2、对于配电网中的单个微网，给定目标层对准则层的判断矩阵X，以及准则层对方案层的判断矩阵Y；3、求解各判断矩阵的权重矢量；4、计算方案层对目标层的总权值；5、根据是否含有储能设备及储能设备的类型，计算单个微网接入对配电网电能质量的影响指标；6、重复步骤2~5，分别计算其余各微网接入对配电网电能质量的影响指标；最后计算所有微网对配电网电能质量的综合影响指标。该方法不仅评估结果准确，而且简单实用，使用效果好。
【专利说明】考虑储能设备的含微网配电网电能质量预评估方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电网电能质量评价【技术领域】，特别是一种考虑储能设备的含微网配电 网电能质量预评估方法。
【背景技术】
[0002] 随着分布式电源大量的接入，配电网的潮流与故障电流特征出现了本质上的变 化，形成了"有源配电网"。大量分散、特性各异的分布式电源，特别是随机性、间歇性显著 的风能、太阳能等分布式电源（Distributed Generation, DG)的简单并网会给有源配电网 电能质量等带来不利影响。如风机、光伏等出力随机性较大的DG容易造成网络电压波动与 闪变；应用电力电子装置接口并网的DG容易造成谐波污染；应用同步机形式接口并网的DG 容易造成频率波动问题。微网整合了多种DG与相应的配套设施，能够有效发挥DG的优势， 但是其对配电网电能质量的不利影响依然存在。
[0003] 储能设备是微电网中必不可少的部分，发挥着至关重要的作用：能够提高电量和 功率的平衡；能削峰填谷，解决弃风弃光；可以提高可再生能源的利用率；最重要的是，其 可以改善微电网的电能质量问题。
[0004] 因此，需要在含DG和微网的有源配电网的规划阶段，考虑相关DG和微网对配电网 电能质量的影响，同时，重点考虑储能设备对电网电能质量的改善作用，综合评估在包含储 能设备时，含DG和微网对电网电能质量的影响，从而选择合适的DG和微网接入方案。
[0005] 现有技术中，文献《含微网配电网规划中的电能质量综合评估》、《规划阶段含微网 的配电网电能质量评估》均提出了对规划阶段含微网的配电网电能质量进行综合评估的方 法，但此两项技术方案的缺点是均未考虑储能设备。储能设备是微网中必不可少的部分，可 以改善微网的电能质量，使得各DG通过微网形式并网能获得相对于其分别并网更佳的电 能质量水平，这也是微网的重要优势之一。此两项技术方案由于没有考虑储能设备的重要 作用，因此，电能质量评估结果可能较实际情况更为严重，容易造成DG或微网无法顺利并 网或过度的改造投资。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种考虑储能设备的含微网配电网电能质量预评估方法， 该方法不仅评估结果准确，而且简单实用，使用效果好。
[0007] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种考虑储能设备的含微网配电网 电能质量预评估方法，包括以下步骤： (1) 采用层次分析法进行预评估，构建三个评估层次：目标层为电能质量综合评估指 标，准则层为单项电能质量指标，方案层为微网中的各类DG ; (2) 对于配电网中的单个微网，给定目标层"电能质量综合评估指标"对准则层"单相 电能质量指标"的判断矩阵X，以及准则层"单项电能质量指标"对方案层"微网中的各类 DG"的判断矩阵Y ; (3) 采用层次分析法对步骤（4)中的各判断矩阵进行求解，得到各判断矩阵的权重矢 量； (4) 根据步骤（3)得到的权重矢量，计算方案层对目标层的总权值； (5) 根据是否含有储能设备以及储能设备的类型，采用相应的公式计算所述单个微网 接入对配电网电能质量的影响指标； (6) 重复步骤（2广(5)，分别计算配电网中其余各微网接入对配电网电能质量的影响 指标；最后，计算所有微网对配电网电能质量的综合影响指标。
[0008] 进一步的，在步骤（5)中，不含有储能设备的第i个微网接入对配电网电能质量的 影响指标G的计算公式为：
【权利要求】
1. 一种考虑储能设备的含微网配电网电能质量预评估方法，其特征在于，包括以下步 骤： (1) 采用层次分析法进行预评估，构建三个评估层次：目标层为电能质量综合评估指 标，准则层为单项电能质量指标，方案层为微网中的各类DG; (2) 对于配电网中的单个微网，给定目标层"电能质量综合评估指标"对准则层"单项 电能质量指标"的判断矩阵X，以及准则层"单项电能质量指标"对方案层"微网中的各类 DG"的判断矩阵Y; (3) 采用层次分析法对步骤（2)中的各判断矩阵进行求解，得到各判断矩阵的权重矢 量； (4) 根据步骤（3)得到的权重矢量，计算方案层对目标层的总权值； (5) 根据是否含有储能设备以及储能设备的类型，采用相应的公式计算所述单个微网 接入对配电网电能质量的影响指标； (6) 重复步骤（2Γ(5)，分别计算配电网中其余各微网接入对配电网电能质量的影响 指标；最后，计算所有微网对配电网电能质量的综合影响指标。
2. 根据权利要求1所述的考虑储能设备的含微网配电网电能质量预评估方法，其特征 在于，在步骤（5)中，不含有储能设备的第i个微网接入对配电网电能质量的影响指标G的 计算公式为：
式中为方案层第J'类DG对目标层的总权值为第i个微网中第J'类DG的容量 系数;为第i个微网中第J'类DG的容量;为第i个微网接入配电网PCC点的短路容 量。
3. 根据权利要求1所述的考虑储能设备的含微网配电网电能质量预评估方法，其特征 在于，在步骤（5)中，储能设备的类型包括第一类储能设备，所述第一类储能设备是与一类 对应DG配合使用以提高可再生能源发电并网性能的储能设备，或与启动较慢的发电设备 配合使用，作为补充电源的储能设备；含有第一类储能设备的第i个微网接入对配电网电 能质量的影响指标G的计算公式为：
式中为方案层第J'类DG对目标层的总权值为第i个微网中第J'类DG的容量 系数;为第i个微网中第J'类DG的容量;为第i个微网接入配电网PCC点的短路容 量，为第i个微网中与第J'类DG配套的第一类储能设备的容量；σ为第J类DG占 第i个微网中DG总容量的比例。
4. 根据权利要求1所述的考虑储能设备的含微网配电网电能质量预评估方法，其特征 在于，在步骤（5)中，储能设备的类型包括第二类储能设备，所述第二类储能设备是专门用 于保证微网供电电能质量的储能设备；含有第二类储能设备的第i个微网接入对配电网电 能质量的影响指标G的计算公式为：
式中为方案层第J'类DG对目标层的总权值为第i个微网中第j'类DG的容量 系数;为第i个微网中第J'类DG的容量;为第i个微网接入配电网PCC点的短路容 量;为第i个微网中第二类储能设备的容量。
5. 根据权利要求1所述的考虑储能设备的含微网配电网电能质量预评估方法，其特征 在于，在步骤（5)中，储能设备的类型包括第三类储能设备，所述第三类储能设备是高电价 时发电，低电价时充电，即用于电网削峰填谷的储能设备，不考虑其对配电网电能质量的影 响。
6. 根据权利要求1所述的考虑储能设备的含微网配电网电能质量预评估方法，其特征 在于，在步骤（5)中，所有微网对配电网电能质量的综合影响指标C的计算公式为：
式中《为微网数量为第i个微网接入对配电网电能质量的影响指标。
【文档编号】G06Q50/06GK104240155SQ201410510797
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】张逸, 林焱, 吴丹岳 申请人:国家电网公司, 国网福建省电力有限公司, 国网福建省电力有限公司电力科学研究院