一种基于分布式光伏发电的配电网高峰负荷控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明提出一种基于分布式光伏发电的配电网高峰负荷控制方法，属于配电网调 峰领域。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着人民生活水平的提高和产业结构的调整，我国电网负荷峰谷差正逐 年增大，电网调峰任务重、难度大。同时，随着光伏发电在电力系统中装机容量所占比例越 来越大，其对电力系统规划、仿真、调度、控制的影响也引起了人们极大的关注。
[0003] 随着分布式发电技术的发展，需要考虑其对配电网规划的影响；确定分布式电源 的位置和容量时考虑配电网调峰，可消除配电网在最大负荷水平下的支路过载情况;现有 技术中有的是基于光伏出力特性和负荷特性，分析了光伏的调峰特性及调峰方案选择；由 于光伏发电具有间歇性、随机性等特点，当光伏发电并网容量超过某一阔值时，有可能破坏 电力系统的稳定运行，还有从电网调峰平衡角度出发，提出一种计算光伏发电穿透功率极 限的方法;通过详细分析可再生能源的出力特性、负荷特性W及电源的调峰能力W及综合 考虑了旋转备用和联络线调节能力的影响，有些学者提出基于可再生能源接入系统后电力 平衡的可再生能源接纳能力计算方法；W分布式电源投资费用及向输电网购电费用最小为 优化目标，在输电网正常运行且价格固定、考虑停运状态和实时电价运=种典型的方式下 分别考虑配电网中分布式电源的类型及容量规划。
[0004] 负荷曲线的变化规律是配电网规划的基础。某市高速圈的负荷特点是办公写字楼 较多，其次是居民小区，没有工厂，结合具体的数据从曲线走势、峰谷差率W及峰值负荷持 续时间对负荷特性进行分析。具体如下式所示：
(1)
[0006] AT = Tm (2)
[0007] 式中：％P为峰谷差率，Pmax为最大负荷，Pmin为最小负荷，A T为峰值负荷持续时间， T90%为90%最大负荷持续时间，规定为峰值负荷持续时间。
[0008] 为找出不同时间的峰值特性及调峰容量的特点，选择一年中不同时期的典型日负 荷进行分析，如图1所示。
[0009] 由图1可W看出，除了7月20日负荷曲线具有单峰特性外，其余四天都出现早高峰 与晚高峰;双峰负荷中早高峰比晚高峰高的情况较多;但随着溫度降低，在12月20日晚高峰 负荷高于早高峰;不同的负荷曲线峰值特性对应的峰谷差率差异较大，具有单峰特性的7月 20日峰谷差率达到了78%，而晚高峰高于早高峰的12月20日峰谷差率为62%，早高峰比晚 高峰高的S天峰谷差率分别为52.5%、64%和74%，因此有不同的调峰需求。
【发明内容】
[0010] 发明目的：本发明提出一种基于分布式光伏发电的配电网高峰负荷控制方法，合 理地在配电网中接入优化容量后的分布式光伏电源，改变接入点的负荷和潮流，降低线路 负荷和线路损耗。
[0011] 技术方案:本发明提出一种基于分布式光伏发电的配电网高峰负荷控制方法，包 括W下步骤：
[0012] 1)利用遗传算法计算出分布式光伏电源容量；
[0013] 2)根据初始网架结构进行染色体编码，根据分布式电源接入容量的大小进行实数 编码长度的确定，设置初始参数；
[0014] 3)进行分布式光伏电源的配电网潮流计算；
[001引4)进行适应度函数的计算；
[0016] 5)适应度最高的直接进入下一代；
[0017] 6)判断是否达到最大迭代次数，若满足则结束输出结果，否则经过遗传操作返回 步骤2)进入下一代。
[0018] 优选地，所述步骤1)中遗传算法计算过程包括W下步骤：
[0019] 1)根据历史日负荷曲线计算峰谷差率的分布区间及概率，通过供电公司数据统计 得出发电、输电成本与容量的关系；
[0020] 2)将方差与峰值负荷持续时间进行归一化处理，得出目标函数表达式；
[0021] 3)根据不同峰谷差率区间选定不同区间内的最大负荷点所在日负荷曲线作为初 始负荷水平；
[0022] 4)对分布式电源安装容量采用实数编码，产生初始种群；
[0023] 5)计算适应度，并进行比较，保留较大的适应度值；
[0024] 6)判断是否满足终止条件，若满足则跳转步骤7);否则开始选择、交叉、变异操作， 然后跳转到步骤5);
[0025] 7)得出最优群体，在群体内进行比较，输出方差较最的方案。
[0026] 优选地，所述步骤2)采用二进制编码与实数编码相结合的染色体编码。
[0027] 优选地，所述步骤4)中适应度函数值F(X)为：
(1巧
[0029] 式中Cmax为一个相对较大的适当的数。
[0030] 优选地，所述步骤6)中遗传操作包括选择、交叉和变异。
[0031] 有益效果:本发明先考虑分布式电源投资与运行费用、线路投资与运行费用W及 检修费用=者之和最小出发，使用遗传算法进行分布式电源接入配电网的扩展规划。分布 式电源接入到负荷节点，则可W改变该节点的负荷和潮流，进而减少线路上负荷，使得线路 上的负荷可W比规划设计的高，同时合理的分布式电源接入能有效降低线路损耗，提高经 济性。
【附图说明】
[0032] 图1为某高速圈典型日负荷曲线图；
[0033] 图2为日峰负荷曲线图；
[0034] 图3为具有光伏发电的等效负荷曲线图；
[0035] 图4为接入不同容量光伏的等效负荷曲线图；
[0036] 图5为原始峰值负荷持续曲线图；
[0037] 图6为等效峰值负荷持续时间；
[0038] 图7为分布式电源选址的流程图；
[0039] 图8为算例中35节点网架示意图；
[0040] 图9为规划后的网架结构图。
【具体实施方式】
[0041] 下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解运些实施例仅用于说明 本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各 种等同形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0042] 图2是该区域内2013年的日峰负荷值。可W看出，2013年的日峰负荷变化相对平 稳，大幅波动出现在夏季时段，主要是由气溫变化所引起，高溫使得大量的空调等降溫设备 投入使用，形成了夏季高峰期。具体来说，深入观察图2发现:一年的最大负荷出现在8月20 日，为1.39MW;最小日高峰负荷出现在2月5日，为0.32MW，日高峰负荷一年之中的峰谷差率 高达78 %，但是2013年全一年，负荷值在90 % W上时间的仅为34天，日峰值负荷持续时间仅 占一年时间的9.32%，大部分时间负荷都维持在一般水平，因此，按照最大负荷水平进行配 电网规划，会造成巨大较大的浪费。所W在做配电网扩展规划时，可W选择典型的日负荷曲 线为例，符合技术经济的要求。
[0043] 光伏电池在某一时刻t的实际出力Pt可表示为：
倒
[004引式中：Pstc是标准条件下光伏板的出力，对应的太阳福射强度Istc为1000W/m2,溫度 Tstc = 25°C; Irt为t时刻实际的太阳福射强度，Tt为t时刻光伏板的溫度。可W看出光伏电池 实际出力主要受太阳福射强度与溫度的影响。
[0046] 可W看出光伏电池实际出力主要受太阳福射强度与溫度的影响。一般来说中午出 力最大，早上和傍晚光伏出力较小，晚上没有出力。也就是说，日负荷曲线与光伏电源出力 曲线具有相似之处，部分负荷曲线的早高峰与光伏出力的高峰可W很好地重合。图3是2013 年7月10日光伏电源出力曲线与负荷曲线的聚合效果。
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