一种面向多元源荷接入的主动配电网规划方案评估方法与流程

本发明涉及配电网优化方法，具体涉及一种面向多元源荷接入的主动配电网规划方案评估方法。

背景技术：

1、配电网是能源互联网建设的“主战场”，高比例多元源荷接入已经成为目前中低压配电网发展的突出特征。与此同时，以电动汽车、电采暖为例的新型负荷占比也在日趋增长。多元源荷接入下电力供需形态呈现出了显著的不确定性，并且随着接入比例的进一步增长，配电网运行场景将更加复杂。对多元源荷的规划方案全面综合评估，需要对多元源荷的时序运行进行模拟，分析多元源荷运行策略对配电网安全性、运行可靠性、经济性等各方面评估指标的影响。综合评估配电网规划方案对不同规划场景的适应性，一方面需要考虑配电网典型规划场景，生成规划场景集，建立主动配电网多维度适应性评估指标体系，评估配电网规划方案对不同规划场景的适应性，分析多元源荷接入下配电网规划场景特征参量的敏感性是该关键点中拟解决的科学问题。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种面向多元源荷接入的主动配电网规划方案评估方法。具体技术方案如下：

2、一种面向多元源荷接入的主动配电网规划方案评估方法，包括以下步骤：

3、步骤s1，考虑配电网的属性、分布式电源渗透率、电动汽车接入规模、用电负荷类型，生成主动配电网典型规划场景集；具体包括步骤：

4、步骤s11，建立生成的典型场景集的特征参量集；

5、步骤s12，根据各特征参量的概率密度分布，使用拉丁超立方抽样方法对各特征参量进行抽样，获得大量随机的原始抽样场景；

6、步骤s13，然基于改进k-medoids聚类算法对原始抽样场景进行聚类削减，获取主动配电网典型规划场景集；

7、步骤s2，评估配电网规划方案对不同典型规划场景的适应性，具体包括：

8、步骤s21，通过专家打分法和层次分析法确定主动配电网的适应性评价指标和权重；

9、步骤s22，对主动配电网典型规划场景进行评估。

10、优选地，所述步骤s1中配电网的属性评估模型为：v＝ω1·v1+ω2·v2+ω3·v3+ω4·v4，式中v1、v2、v3、v4表示为过电压、低电压、过负荷、网络损耗率的标准化值，ω1、ω2、ω3、ω4为过电压、低电压、过负荷、网络损耗率的相应权重值。

11、优选地，所述步骤s1中分布式电源渗透率的计算方式如下：

12、

13、式中：sg为该回线路接入的分布式电源容量；为该配电线路额定输送容量。

14、优选地，所述步骤s11中特征参量包括：清洁能源消纳率、稳定裕度、网络损耗率、电动汽车可调率、需求响应、电采暖指标。

15、优选地，所述步骤s12中拉丁超立方抽样方法的步骤具体包括：

16、步骤s121，根据各参量随机数据的概率分布，将其分为ng个等概率区间；

17、步骤s122，对于任何一个概率区间随机抽取一个数pi，抽取方法如下：式中：r为0～1间的随机数；

18、步骤s123，基于概率密度分布逆变换，可以得到对应的样本参数值；xi＝f-1(pi)；式中，xi为样本值；f-1(·)为概率分布逆变换；

19、步骤s124，对各类特征参量分别进行抽样，获得含新能源消纳、网络损耗、线路裕度多重信息的大量随机场景。

20、优选地，所述步骤s13中基于改进k-medoids聚类算法的场景削减步骤如下：

21、步骤s131，输入样本场景曲线，包括新能源消纳、主网电价、网络损耗等参量，对样本数据归一化处理；

22、步骤s132，基于多尺度相似性度量方法，计算多尺度差异矩阵p和相似度矩阵k，利用相似度矩阵k构造规范化laplacian矩阵；

23、步骤s133，计算laplacian矩阵前ns个最大的特征值及其对应的特征向量，构成归一化的特征向量空间；

24、步骤s134，利用改进k-medoids聚类对特征向量空间聚类，得到ns个分类结果，对每类场景求平均值得到ns个典型场景集及其对应相关因素聚类曲线，统计各典型场景出现概率。

25、优选地，建立特征参量的数学模型，具体如下：

26、(1)清洁能源消纳率：

27、

28、式中：poi为区域外清洁能源净受入电量，pco为本地清洁能源上网电量，poa为区域外协议电量，pcg为本地清洁能源发电量；

29、(2)稳定裕度：

30、

31、rv＝max{lij}；

32、式中：lij为第i个节点至第j个节点间馈线的静态电压稳定度；pj和qj分别表示第j个节点的有功和无功净负荷；rij和xij分别表示第i个节点至第j个节点间线路阻抗；rv为配电网的静态电压稳定裕度指标，其值不大于1，为所有馈线的最大值；

33、(3)电动汽车可调率：

34、

35、式中：nec为系统范围内电动汽车总数，nc,ec为系统范围内可调电动汽车数，ωev为修正系数，与区域电动汽车数量相关；

36、(4)需求响应：

37、

38、rmax＝rsale+rinc；

39、rs＝ωs1rcom+ωs2rcost；

40、rdr＝ωdr1rm+ωdr2rs；

41、式中：rmax为电网公司实际整体利润，rsale为售电收益，rinc为激励收益，rideal为电网公司预期利润，rm为电网公司经济效益指数，rs为用户整体满意度，rcom为舒适满意度，rcost为成本满意度，ωs1、ωs2分别为舒适满意度、成本满意度的相应权重值，rdr为需求响应指数，ωdr1、ωdr2分别为电网公司经济效益、用户整体满意度的相应权重值。

42、本发明的有益效果为：本发明考虑配电网的属性、分布式电源渗透率、电动汽车接入规模、用电负荷类型，生成主动配电网典型规划场景集，基于反映多元源荷在时空分布、运行响应等方面特性的特征参量集的建立结果，评估配电网规划方案对不同典型规划场景的适应性，如此可实现科学规划配电网。

技术特征：

1.一种面向多元源荷接入的主动配电网规划方案评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种面向多元源荷接入的主动配电网规划方案评估方法，其特征在于，所述步骤s1中配电网的属性评估模型为：v＝ω1·v1+ω2·v2+ω3·v3+ω4·v4，式中v1、v2、v3、v4表示为过电压、低电压、过负荷、网络损耗率的标准化值，ω1、ω2、ω3、ω4为过电压、低电压、过负荷、网络损耗率的相应权重值。

3.根据权利要求1所述的一种面向多元源荷接入的主动配电网规划方案评估方法，其特征在于，所述步骤s1中分布式电源渗透率的计算方式如下：

4.根据权利要求1所述的一种面向多元源荷接入的主动配电网规划方案评估方法，其特征在于，所述步骤s11中特征参量包括：清洁能源消纳率、稳定裕度、网络损耗率、电动汽车可调率、需求响应、电采暖指标。

5.根据权利要求1所述的一种面向多元源荷接入的主动配电网规划方案评估方法，其特征在于，所述步骤s12中拉丁超立方抽样方法的步骤具体包括：

6.根据权利要求1所述的一种面向多元源荷接入的主动配电网规划方案评估方法，其特征在于，所述步骤s13中基于改进k-medoids聚类算法的场景削减步骤如下：

7.根据权利要求4所述的一种面向多元源荷接入的主动配电网规划方案评估方法，其特征在于，建立特征参量的数学模型，具体如下：

技术总结
本发明涉及配电网优化方法，具体涉及一种面向多元源荷接入的主动配电网规划方案评估方法。首先提出一种面向多元源荷接入的主动配电网典型规划场景分类方法及配电网规划场景集生成方法；其次，基于反映多元源荷在时空分布、运行响应等方面特性的特征参量集的建立结果，提出规划场景特征参量的敏感性分析方法；最后，基于以上研究结果评估配电网规划方案对不同规划场景的适应性，如此可实现科学规划配电网。

技术研发人员：陈卫东,姚知洋,吴晓锐,郭敏,韩帅,孙乐平,奉斌,卢健斌,金庆忍,何森,宋吉来
受保护的技术使用者：广西电网有限责任公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15