本发明属于安全校核
技术领域：
，尤其涉及一种含分布式电源的配电网安全校核方法。
背景技术：
：安全校核的目的是根据系统运行数据，如短期负荷预测和发电计划数据，按照N-1原则，预测系统在预想事故发生后的运行状况，并进行运行约束的校验，一旦越限，则发出警告，以便采取校正措施，以保证系统安全稳定运行。随着分布式电源的大规模并网，亟需一种含分布式电源配电网安全校核方法，在考虑分布式电源出力随机性的基础上，对配电网进行安全校核，以指导配电网的调度控制。国内外学者对电网安全校核方面开展了大量研究，相关研究涵盖了智能电网调度控制系统的安全校核实用化技术，电网在线安全校核及可视化应用，适用于检修计划的安全校核方法，适应日前调度计划的大电网快速安全校核方法及适用于月度机组组合的安全校核等方面。然而，随着分布式电源的大规模并网，分布式电源出力的随机性给调度部门带来了巨大的挑战，传统的确定性安全校核方法不再能有效适应分布式电源大规模并网后的配电网的安全校核要求。技术实现要素：为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种含分布式电源的配电网安全校核方法。为了达到上述目的，本发明提供的含分布式电源的配电网安全校核方法包括按顺序进行的下列步骤：步骤一、从待进行安全校核的含分布式电源的配电网中采集实际运行数据；步骤二、根据步骤一中获得的导线型号和相关规范，得到电压额定值、电压偏差限值和线路长期允许载流量；步骤三、确定步骤一中获得的配电网拓扑结构中需要进行N-1扫描的元件总数为n，对需要断开的元件进行1-n编号，断开元件的编号为j，j＝1,2,…,n；步骤四、断开步骤三确定的第一个元件而生成新的配电网拓扑结构，此时j＝1；步骤五、根据步骤一中获得的本地区的平均风速及标准差、本地区一段时间内最大光照强度及光照强度Beta分布的形状参数确定风速和光照强度的概率密度函数，并利用该概率密度函数随机产生若干组光照强度和风速数据；步骤六、建立光伏电池方阵和风力发电机模型，并将步骤一中获得的光伏电池方阵的功率因数角、总面积、光电转换效率以及风力发电机的功率因数角、切入风速、额定风速、切出风速、额定功率数据及步骤五中产生的若干组光照强度和风速数据代入上述模型中而计算出若干组光伏电池方阵和风力发电机的实际有功功率和无功功率；步骤七、根据步骤一中获得的导线电阻及正序电抗值、各节点负荷有功功率及无功功率，并结合步骤六中计算出的光伏电池方阵和风力发电机的实际有功功率和无功功率，对步骤四中获得的配电网拓扑结构进行确定性配电网潮流计算而得到各节点电压幅值与各支路电流值，然后根据步骤二中获得的电压额定值、电压偏差限值和线路长期允许载流量判断上述各节点电压与支路电流是否越限，如果越限，计算出元件j断开时的节点电压越限概率和支路电流越限概率；步骤八、判断断开元件的编号j是否为n，如果判断结果为否，则断开编号为j+1的元件，并返回步骤四；否则结束计算；步骤九、根据步骤七的计算结果输出安全校核结果。在步骤一中，所述的数据包括配电网拓扑结构、导线型号、导线电阻及正序电抗值、各节点负荷有功功率及无功功率、光伏电池方阵的功率因数角、光伏电池方阵的总面积、光伏电池方阵的光电转换效率、风力发电机的功率因数角、切入风速、额定风速、切出风速、额定功率、本地区的平均风速及标准差、本地区一段时间内最大光照强度及光照强度Beta分布的形状参数。在步骤五中，所述的根据步骤一中获得的本地区的平均风速及标准差、本地区一段时间内最大光照强度及光照强度Beta分布的形状参数确定风速和光照强度的概率密度函数，并利用该概率密度函数随机产生若干组光照强度和风速数据的具体步骤如下：步骤5.1)、确定光照强度概率密度函数：光照强度的分布在一定时间段内可近似看成Beta分布，其概率密度函数为：式中：r和rmax分别为这一时间段内的实际光照强度和最大光照强度；δ、均为本地区光照强度Beta分布的形状参数；步骤5.2)、确定风速概率密度函数：威布尔分布双参数曲线是最适用于风速统计描述的概率密度函数，其表达式为：式中：ν为风速；k和c分别为Weibull分布的形状参数和尺度参数，可由平均风速u和标准差σ近似计算出：步骤5.3)确定若干组光照强度和风速：根据步骤一获得的本地区的平均风速u及标准差σ，本地区一段时间内最大光照强度rmax及光照强度Beta分布的形状参数δ、利用式(1)—(4)的风速和光照强度的概率密度函数随机产生若干组光照强度r和风速ν。在步骤六中，所述的建立光伏电池方阵和风力发电机模型，并将步骤一中获得的光伏电池方阵的功率因数角、总面积、光电转换效率以及风力发电机的功率因数角、切入风速、额定风速、切出风速、额定功率数据及步骤五中产生的若干组光照强度和风速数据代入上述模型中而计算出若干组光伏电池方阵和风力发电机的实际有功功率和无功功率的具体步骤如下：步骤6.1)、建立光伏电池方阵模型：光伏电池方阵模型一般表示为：PPV＝rAη(5)式中：PPV、QPV分别为光伏电池方阵的实际有功功率、无功功率；r为步骤五中获得的光照强度；A为光伏电池方阵的总面积；η为光伏电池方阵的光电转换效率；为光伏电池方阵的功率因数角；步骤6.2)、建立风力发电机模型：风力发电机模型一般表示为：k2＝-k1v1(9)式中：Pw、Qw分别为风力发电机的实际有功功率、无功功率；v为步骤五中获得的风速；v1为切入风速；v2为额定风速；v3为切出风速；Pn为额定功率；为风力发电机的功率因数角；步骤6.3)、将步骤一中获得的光伏电池方阵的功率因数角、总面积、光电转换效率以及风力发电机的功率因数角、切入风速、额定风速、切出风速、额定功率数据及步骤五中产生的若干组光照强度和风速数据代入上述公式(5)—(10)而计算出若干组光伏电池方阵和风力发电机的实际有功功率PPV、Pw和无功功率QPV、Qw。在步骤七中，所述的根据步骤一中获得的导线电阻及正序电抗值、各节点负荷有功功率及无功功率，并结合步骤六中计算出的光伏电池方阵和风力发电机的实际有功功率和无功功率，对步骤四中获得的配电网拓扑结构进行确定性配电网潮流计算而得到各节点电压幅值与各支路电流值，然后根据步骤二中获得的电压额定值、电压偏差限值和线路长期允许载流量判断上述各节点电压与支路电流是否越限，如果越限，计算出元件j断开时的节点电压越限概率和支路电流越限概率的具体步骤如下：步骤7.1)根据步骤一中获得的导线电阻及正序电抗值、各节点负荷有功功率及无功功率，并结合步骤六中计算出的光伏电池方阵和风力发电机的实际有功功率和无功功率，对步骤四中获得的配电网拓扑结构进行确定性配电网潮流计算，得到各节点电压幅值和各支路电流值；步骤7.2)根据步骤二中获得的电压额定值、电压偏差限值和线路长期允许载流量和上述各节点电压幅值和各支路电流值判断各节点电压与支路电流是否越限，如果越限，记录下节点电压越限次数YU和支路电流越限次数YI；步骤7.3)根据上述节点电压越限次数YU和支路电流越限次数YI利用公式(11)、(12)计算出节点电压和支路电流越限概率：式中，PU和PI分别为该网络拓扑结构下节点电压越限概率和支路电流越限概率，M为光伏电池方阵和风力发电机的有功功率和无功功率组数，YU为节点电压越限次数，YI为支路电流越限次数。本发明提供的含分布式电源的配电网安全校核方法能在计及分布式电源出力随机性影响的情况下对配电网进行安全校核，对分布式电源大规模并网后调度部门的安全调控具有一定的指导意义。附图说明图1是本发明提供的含分布式电源的配电网安全校核方法中部分过程流程图。图2是IEEE33节点的配电网拓扑结构图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本发明提供的含分布式电源的配电网安全校核方法进行详细说明。如图1所示，本发明提供的含分布式电源的配电网安全校核方法包括按顺序进行的下列步骤：步骤一、从待进行安全校核的含分布式电源的配电网中采集实际运行数据：所述的数据包括配电网拓扑结构、导线型号、导线电阻及正序电抗值、各节点负荷有功功率及无功功率、光伏电池方阵的功率因数角、光伏电池方阵的总面积、光伏电池方阵的光电转换效率、风力发电机的功率因数角、切入风速、额定风速、切出风速、额定功率、本地区的平均风速及标准差、本地区一段时间内最大光照强度及光照强度Beta分布的形状参数；步骤二、根据步骤一中获得的导线型号和相关规范，得到电压额定值、电压偏差限值和线路长期允许载流量；步骤三、确定步骤一中获得的配电网拓扑结构中需要进行N-1扫描的元件总数为n，对需要断开的元件进行1-n编号，断开元件的编号为j，j＝1,2,…,n；步骤四、断开步骤三确定的第一个元件而生成新的配电网拓扑结构，此时j＝1；步骤五、根据步骤一中获得的本地区的平均风速及标准差、本地区一段时间内最大光照强度及光照强度Beta分布的形状参数确定风速和光照强度的概率密度函数，并利用该概率密度函数随机产生若干组光照强度和风速数据；具体步骤如下：步骤5.1)、确定光照强度概率密度函数：光照强度的分布在一定时间段内(1h或几小时)可近似看成Beta分布，其概率密度函数为：式中：r和rmax分别为这一时间段内的实际光照强度和最大光照强度；δ、均为本地区光照强度Beta分布的形状参数；步骤5.2)、确定风速概率密度函数：一般认为风速分布均为正偏态分布。目前用于拟合风速分布的线型很多，威布尔(Weibull)分布双参数曲线被普遍认为是最适用于风速统计描述的概率密度函数，其表达式为：式中：ν为风速；k和c分别为Weibull分布的形状参数和尺度参数，可由平均风速u和标准差σ近似计算出：步骤5.3)确定若干组光照强度和风速：根据步骤一获得的本地区的平均风速u及标准差σ，本地区一段时间内最大光照强度rmax及光照强度Beta分布的形状参数δ、利用式(1)-(4)的风速和光照强度的概率密度函数随机产生若干组光照强度r和风速ν。步骤六、建立光伏电池方阵和风力发电机模型，并将步骤一中获得的光伏电池方阵的功率因数角、总面积、光电转换效率以及风力发电机的功率因数角、切入风速、额定风速、切出风速、额定功率数据及步骤五中产生的若干组光照强度和风速数据代入上述模型中而计算出若干组光伏电池方阵和风力发电机的实际有功功率和无功功率；具体步骤如下：步骤6.1)、建立光伏电池方阵模型：光伏电池方阵模型一般可表示为：PPV＝rAη(5)式中：PPV、QPV分别为光伏电池方阵的实际有功功率、无功功率；r为步骤五中获得的光照强度；A为光伏电池方阵的总面积；η为光伏电池方阵的光电转换效率；为光伏电池方阵的功率因数角；步骤6.2)、建立风力发电机模型：风力发电机模型一般可表示为：k2＝-k1v1(9)式中：Pw、Qw分别为风力发电机的实际有功功率、无功功率；v为步骤五中获得的风速；v1为切入风速；v2为额定风速；v3为切出风速；为风力发电机的功率因数角；步骤6.3)、将步骤一中获得的光伏电池方阵的功率因数角、总面积、光电转换效率以及风力发电机的功率因数角、切入风速、额定风速、切出风速、额定功率数据及步骤五中产生的若干组光照强度和风速数据代入上述公式(5)—(10)而计算出若干组光伏电池方阵和风力发电机的实际有功功率PPV、Pw和无功功率QPV、Qw。步骤七、根据步骤一中获得的导线电阻及正序电抗值、各节点负荷有功功率及无功功率，并结合步骤六中计算出的光伏电池方阵和风力发电机的实际有功功率和无功功率，对步骤四中获得的配电网拓扑结构进行确定性配电网潮流计算而得到各节点电压幅值与各支路电流值，然后根据步骤二中获得的电压额定值、电压偏差限值和线路长期允许载流量判断上述各节点电压与支路电流是否越限，如果越限，计算出元件j断开时的节点电压越限概率和支路电流越限概率；具体步骤如下：步骤7.1)根据步骤一中获得的导线电阻及正序电抗值、各节点负荷有功功率及无功功率，并结合步骤六中计算出的光伏电池方阵和风力发电机的实际有功功率和无功功率，对步骤四中获得的配电网拓扑结构进行确定性配电网潮流计算，得到各节点电压幅值和各支路电流值；步骤7.2)根据步骤二中获得的电压额定值、电压偏差限值和线路长期允许载流量和上述各节点电压幅值和各支路电流值判断各节点电压与支路电流是否越限，如果越限，记录下节点电压越限次数YU和支路电流越限次数YI；步骤7.3)根据上述节点电压越限次数YU和支路电流越限次数YI利用公式(11)、(12)计算出节点电压和支路电流越限概率：式中，PU和PI分别为该网络拓扑结构下节点电压越限概率和支路电流越限概率，M为光伏电池方阵和风力发电机的有功功率和无功功率组数，YU为节点电压越限次数，YI为支路电流越限次数。步骤八、判断断开元件的编号j是否为n，如果判断结果为否，则断开编号为j+1的元件，并返回步骤四；否则结束计算；步骤九、根据步骤七的计算结果输出安全校核结果。下面以图2所示的IEEE33节点的配电网为例对本发明进行进一步描述：步骤一、从该配电网中采集实际运行数据，具体数据如表1—表3所示：表1IEEE33节点算例表2导线参数列表表3节点负荷功率列表利用上述表1—表3的数据按照上述步骤二至步骤八进行计算，最后输出安全校核结果如表4和表5所示。表4线路安全校核结果表5分布式电源安全校核结果开断分布式电源电压越限概率电流越限概率是否通过校验节点3风机0.5450.117未通过节点11光伏0.2790.021未通过节点17风机00通过节点28光伏0.4030.009未通过节点3风机与节点11光伏0.2190.006未通过节点3风机与节点17风机00通过节点3风机与节点28光伏0.3650.121未通过节点11光伏与节点17风机00.235未通过节点11光伏与节点28光伏0.4850.476未通过节点17风机与节点28光伏0.0070.127未通过尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。当前第1页1 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