一种基于分布式电源接入的有源网格化规划方法与流程

本发明涉及电网技术领域，尤其是涉及一种基于分布式电源接入的有源网格化规划方法。

背景技术：

随着人类对能源的需求日益增加和传统石化能源的日趋枯竭，新能源的发展得到了大力发展，近年来以分布式光伏为代表的分布式电源并网项目出现了飞速的增长。大量的分布式电源并网会对配电网的规划运行带来巨大的影响，现有的配电网网格化规划仅考虑了电力潮流的单向流动，缺乏对分布式电源接入分析方法和技术手段，导致配电网网格化规划已无法适应新一代能源发展需求。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于分布式电源接入的有源网格化规划方法,在现有网格化精益化分析的基础上，通过对分布式电源的资源评估、消纳分析，目标和过渡网架制订，在保障了配电网有序建设的同时，实现配电网规划对于分布式电源的“全接入、全消纳”，促进了新能源和电网协调发展。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种基于分布式电源接入的有源网格化规划方法，包括以下步骤：

s1、分析规划区域内经济、电源及电网现状；

s2、对规划区域进行网格化划分，确定各网格内供电类型规划目标；

s3：预测远景年各供电网格内电力需求和分布式电源，分析分布式电源接入对负荷预测的影响；

s4：根据电力需求和分布式电源预测结果，确定多种情景下的配电网网格化规划方案；

s5：分析电网分布式电源消纳能力现状，制定过渡网架方案；

s6：分析有源网格化规划投资及建设成效。

本发明进一步设置为：步骤s1中，包括以下步骤：

a1、分析规划区域内经济社会发展历史与规划情况；

a2、分析规划基准年规划区域内电网概况；

a3、分析规划区域内分布式电源发展及电网存在问题。

本发明进一步设置为：步骤a3中，分析规划区域内分布式电源发展及电网存在问题，具体方法如下：

b1、综合考查规划基准年规划区域内分布式电源发展概况；

b2、分析规划区域内多元负荷情况；

b3、按照电压等级分析规划区域内配电网存在的主要问题。

本发明进一步设置为：步骤s2中，包括如下步骤：

c1、考虑区域的相对独立性、网架完整性、管理便利性要求，按照目标网架清晰、电网规模适度、管理责任明确的原则，依据政府发布的城市控规单元或乡镇的边界，将规划区域划分为若干供电网格；

c2、根据配电网规划设计技术导则，确定每个供电网格所属子区域，根据子区域划分结果，制定每个供电网格的电网规划目标。

本发明进一步设置为：步骤s3中，包括以下步骤：

d1、根据供电网格内的发展阶段及产业性质，采用预测方法开展远景年供电网格内年负荷预测，所述预测方法包括负荷密度法、自然增长率法；

d2、分析各供电网格内资源情况，评估远景年各类型分布式电源发展总量；

d3、根据各供电网格内负荷及各类分布式电源出力特性，分析各类分布式电源的可信出力及接入电网对负荷预测的影响；

d4、根据负荷及各类分布式电源时间耦合结果，得出最大负荷、最小分布式电源情景时电网潮流分布，最小负荷、最大分布式电源情景时电网潮流分布。

本发明进一步设置为：步骤s4中，包括以下步骤：

e1、结合电力需求预测结果，开展配电网网格化规划，确定初步规划方案，

e2、结合电力需求和分布式电源预测结果，开展多种情景下的配电网网格化规划方案校验，优化规划方案。

本发明进一步设置为：确定初步规划方案，包括以下步骤：

f1、在各供电网格空间负荷预测的基础上，结合电网与电力需求现状，以上级电网规划为边界条件，构建饱和年目标网架；

f2、确定远景年各供电网格内10千伏标准接线组数量和上级电源供电点数量。

本发明进一步设置为：根据步骤s3中确定的情景模式，对初步规划方案进行校验,包括以下步骤：

g1、选取最大负荷、最小分布式电源最为边界条件，对供电网格内目标网架进行潮流分析，检验目标网架是否满足配电网规划导则要求，如满足要求，则目标网架通过；如不满足要求，针对性调整目标网架，并对调整后的目标网架再次进行校验，直至满足要求；

g2、选取最小负荷、最大分布式电源最为边界条件，对供电网格内目标网架进行潮流分析，检验目标网架是否满足配电网规划及分布式电源接入导则要求，如满足要求，则目标网架通过；如不满足要求，针对性调整目标网架，并对调整后的目标网架再次进行校验，直至满足要求。

本发明进一步设置为：步骤s5中，包括以下步骤：

h1、在近期负荷发展水平的基础上，根据变电站建设时序，统筹变电站间隔资源分配，科学制定现状电网到目标网架的过渡方案；

h2、对供电网格内现状电网分布式电源最大接入能力进行分析，计算供电网格电网分布式电源最大可消纳水平；根据分布式电源发展，优化过渡方案建设时序。

本发明进一步设置为：步骤s5中，根据配电网发展成熟度，对规划建成区、规划建设区和自然发展区，分网格采用差异化规划策略制定过渡网架，包括以下步骤：

r1、在规划建成区内，对于已形成标准接线的供电单元，按照改造量最少的原则逐步向电缆环网、架空三分段三联络目标网架过渡；对于网架结构复杂、尚未形成标准接线的网格，适度简化线路接线方式，取消冗余联络及分段，一次性改造完成；

r2、在规划建设区内，在固化现有线路运行方式的基础上，结合变电站资源、用户用电时序、市政配套电缆沟建设情况、中压线路利用率等因素按照投资最少、后期建设浪费最少的原则逐步向电缆环网、架空三分段两联络或单联络网架过渡，有条件网格按目标网架建设；r3、在自然发展区内，对于市政规划暂不明确，无法确定负荷增长点的网格，依据供电单元内现状电网评估结论，重点解决电网突出问题，提升短板指标，并结合负荷发展情况，构建单环网、三分段两联络或单联络等标准接线。

本发明进一步设置为：步骤s6中，分析规划期内有源网格化规划投资及建设成效，包括：

p1、列出有源网格化建设项目，对建设工程项目进行投资估算，列出需要的分项投资和总投资，其中，对近期进行逐年列出；

p2、分析配电网现状存在问题的解决情况、有源网格化建设的关键技术指标；

p3、分析有源网格化建设的经济效益；

p4、分析有源网格化建设的社会效益。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：

1.本申请通过对分布式电源的资源评估、消纳分析，目标和过渡网架制订，在保障了配电网有序建设的同时，实现配电网规划对于分布式电源的“全接入、全消纳”，促进了新能源和电网协调发展；

2.进一步地，本申请通过分析现状电网水平，收集区域行政及新能源发展规划；根据负荷水平将区域划分为不同的网格，以网格为单位预测区域新能源及电力需求，开展网格化规划；3.进一步地，本申请通过结合光伏接入后的多情景分析方法，对电网规划成果进行校验分析，确保电网满足最恶劣情况下的安全运行水平；

4.进一步地，本申请通过评估区域最大光伏消纳能力，提出过渡网架方案；最后分析有源网格化规划投资及建设成效，评估规划效果。

附图说明

图1是本发明的一个具体实施例的流程结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

一种基于分布式电源接入的有源网格化规划方法，如图1所示，包括以下步骤：

s1、分析规划区域内经济、电源及电网现状；

s2、对规划区域进行网格化划分，确定各网格内供电类型规划目标；

s3：预测远景年各供电网格内电力需求和分布式电源，分析分布式电源接入对负荷预测的影响；

s4：根据电力需求和分布式电源预测结果，确定多种情景下的配电网网格化规划方案；

s5：分析电网分布式电源消纳能力现状，制定过渡网架方案；

s6：分析有源网格化规划投资及建设成效。

所述有源是指分布式电源。

本申请的一个具体实施例中，步骤s1中，包括以下步骤：

a1、分析规划区域内经济社会发展历史与规划情况；包括：人口规模、城镇化率、国内生产总值(gdp)及产业结构等方面。

a2、分析规划基准年规划区域内电网概况；包括：供电区域类型、供电面积、供电人口、全社会最大用电负荷、全社会用电量、售电量、容载比、供电可靠率、综合线损率、综合电压合格率等方面。

a3、分析规划区域内分布式电源发展及电网存在问题，具体地，包括以下步骤：

b1、综合考查规划基准年规划区域内分布式电源发展概况；包括：资源情况、电源类型、电源规模、接入电压等级、年发电量等方面。

b2、分析规划区域内多元负荷情况；包括传统电力负荷以及储能、电动汽车等可参与电网调节的新型电力负荷情况。

b3、按照电压等级分析规划区域内配电网存在的主要问题，包括：分布式电源接入与消纳、网架结构、供电能力、装备水平、配电自动化、终端通信接入网、配电网管理、建设环境等方面的问题。

本申请的一个具体实施例中，步骤s2中，包括如下步骤：

c1、考虑区域的相对独立性、网架完整性、管理便利性要求，按照目标网架清晰、电网规模适度、管理责任明确的原则，依据政府发布的城市控规单元或乡镇的边界，将规划区域划分为若干供电网格；具体地，在市区和县域核心区供电网格一般与控规单元相对应，在县域其他区域供电网格一般与乡镇对应。c2、根据配电网规划设计技术导则，确定每个供电网格所属子区域，根据子区域划分结果，制定每个供电网格的电网规划目标。对于不同子区域，规划目标如表1所示。

表1各类型供电网格的规划目标

本申请的一个具体实施例中，步骤s3中，包括以下步骤：

d1、根据供电网格内的发展阶段及产业性质，采用负荷密度法、自然增长率法等预测方法，开展远景年供电网格内年负荷预测；

d2、分析各供电网格内资源情况，评估远景年供电网格中各类型分布式电源发展总量，资源包括太阳能、风能、生物质能、天然气等，根据资源情况，开展分布式电源预测，进而评估远景年供电网格中各类型分布式电源发展总量；

d3、根据各供电网格内负荷及各类分布式电源出力特性，分析各类分布式电源的可信出力及接入电网对负荷预测的影响；

d4、根据负荷及各类分布式电源时间耦合结果，得出最大负荷、最小分布式电源情景时电网潮流分布，最小负荷、最大分布式电源情景时电网潮流分布。

本申请的一个具体实施例中，步骤s4中，根据电力需求和分布式电源预测结果，确定多种情景下的配电网网格化规划方案，包括以下步骤：

e1、结合电力需求预测结果，开展配电网网格化规划，确定初步规划方案，

e2、结合电力需求和分布式电源预测结果，开展多种情景下的配电网网格化规划方案校验，优化规划方案。

具体地，确定初步规划方案，包括以下步骤：

f1、在各供电网格空间负荷预测的基础上，结合电网与电力需求现状，以上级电网规划为边界条件，构建饱和年目标网架；

f2、确定远景年各供电网格内10千伏标准接线组数量和上级电源供电点数量。

具体地，远景年每个网格内应形成1-3组10千伏标准接线组，每个网格原则上宜由2个上级电源点供电。

为满足配电网规划对于分布式电源的“全接入、全消纳”的规划目标，配电网应能满足最恶劣情况下的安全运行标准，根据步骤s3中确定的情景模式，对初步规划方案进行校验,包括以下步骤：

g1、选取最大负荷、最小分布式电源最为边界条件，对供电网格内目标网架进行潮流分析，检验目标网架是否满足配电网规划导则要求，如满足要求，则目标网架通过；如不满足要求，针对性调整目标网架，并对调整后的目标网架再次进行校验，直至满足要求；

g2、选取最小负荷、最大分布式电源最为边界条件，对供电网格内目标网架进行潮流分析，检验目标网架是否满足配电网规划及分布式电源接入导则要求，如满足要求，则目标网架通过；如不满足要求，针对性调整目标网架，并对调整后的目标网架再次进行校验，直至满足要求。

本申请的一个具体实施例中，步骤s5中，包括以下步骤：

h1、在近期负荷发展水平的基础上，根据变电站建设时序，统筹变电站间隔资源分配，科学制定现状电网到目标网架的过渡方案；

h2、对供电网格内现状电网分布式电源最大接入能力进行分析，计算供电网格电网分布式电源最大可消纳水平；根据分布式电源发展，优化过渡方案建设时序。

本申请的一个具体实施例中，步骤s5中，根据配电网发展成熟度，对规划建成区、规划建设区和自然发展区，分网格采用差异化规划策略制定过渡网架，包括以下步骤：

r1、在规划建成区内，对于已形成标准接线的供电单元，按照改造量最少的原则逐步向电缆环网、架空三分段三联络目标网架过渡；对于网架结构复杂、尚未形成标准接线的网格，适度简化线路接线方式，取消冗余联络及分段，一次性改造完成；

r2、在规划建设区内，在固化现有线路运行方式的基础上，结合变电站资源、用户用电时序、市政配套电缆沟建设情况、中压线路利用率等因素按照投资最少、后期建设浪费最少的原则逐步向电缆环网、架空三分段两联络或单联络网架过渡，有条件网格按目标网架建设；r3、在自然发展区内，对于市政规划暂不明确，无法确定负荷增长点的网格，依据供电单元内现状电网评估结论，重点解决电网突出问题，提升短板指标，并结合负荷发展情况，构建单环网、三分段两联络或单联络等标准接线。

本申请的一个具体实施例中，步骤s6中，分析规划期内有源网格化规划投资及建设成效，包括：

p1、列出有源网格化建设项目，对建设工程项目进行投资估算，列出需要的分项投资和总投资，其中，对近期进行逐年列出；建设项目，包括项目名称、工程建设规模、数量、建设性质、开工年份、投产年份等；

p2、分析配电网现状存在问题的解决情况、有源网格化建设的关键技术指标；包括分布式电源渗透率、供电可靠率、容载比、综合电压合格率等；

p3、分析有源网格化建设的经济效益，包括单位投资的增供负荷、增供电量、投资收益等；p4、分析有源网格化建设的社会效益，包括分布式电源消纳水平、节能减排水平等。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。