一种配电网光伏并网方案的优化规划方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种配电网光伏并网方案的优化规划方法，属于电网规划技术领域。
【背景技术】
[0002] 太阳能光伏发电技术的开发始于上世纪50年代。随着全球能源形势趋于紧张，太 阳能光伏发电作为一种可持续的新能源发电方式，近年来得到迅速的发展，并在世界范围 内得到广泛应用。光伏电站建设的一个重要方面就是并网规划，随着我国光伏并网工作量 的逐渐增多，光伏并网优化规划问题亟需关注。
[0003]目前，我国缺乏针对光伏自身特点的并网规划模式及准则，对光伏接入配电网的 规划研宄还处于起步阶段，因此，大多数工程实践仍借鉴传统机组并网规划准则，缺乏针对 性。传统的电网规划通过技术分析对备选方案进行筛选得到规划方案，缺点是缺乏通用性， 在工作量增多时难以快速完成。备选方案和最终方案的选取只能通过有限的计算，依靠工 作人员的经验得出结论，难以寻求精确的最优解。通常规划时采取典型运行状态加以分析， 考虑到光伏出力的自然特性，在不同时间段的差异性和随机性，所以传统的分析方式得出 的方案难以保证是最佳方案。实际光伏接入配电网后的运行状态会以一天为周期发生极大 的变化，同时不同的月份之间也会有一定的差异性，配电网的负载状态也会有多种情况，仅 考虑典型运行方式的传统规划方式并不适用于光伏并网优化规划工作。将光伏出力的随机 特性加以考虑，才能优选出更加经济可靠的规划方案。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种考虑了光伏出力差异性和随机 性的配电网光伏并网方案的优化规划方法，本发明的优化过程更加接近配电网实际运行状 态，从而保证最终的规划方案更加合理。
[0005] 为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
[0006] 本发明的一种配电网光伏并网方案的优化规划方法，包括以下几个步骤：
[0007] (1)确定优化目标，确定约束条件；
[0008] (2)获取配电网现有建设数据、正常运行数据、光伏电站规划数据及太阳辐照历史 数据；
[0009] (3)求取当地辐照度的概率分布，计算不同运行方式的概率分布；
[0010] (4)考虑约束条件，求取优化目标概率期望值；
[0011] (5)获得最优并网规划方案。
[0012] 步骤⑴中，所述优化目标即以光伏电站设计运行时间内配电网线路损耗造成的 效益损失和新建线路费用之和最小为目标函数；
[0013] Obj = min (Ci*Li+T*F*E) (I)
[0014] 其中，Obj表示优化目标,Ci表示光伏电站到并网节点i的线路单位长度的建设费 用，Li表示光伏电站距并网节点i的规划线路走廊的长度，T表示光伏电站的设计使用寿 命，F表示损耗单位电量所造成的综合经济损失，E表示接入光伏电站运行后，一年时长内 配电网的线路电能损耗的估算值。
[0015] 计算每个小时时间段内线路电能损耗的概率期望值，再将全年所有时间段的线路 损耗期望值累加起来作为一年时长内的线路损耗E的估算值，即：
【主权项】
1. 一种配电网光伏并网方案的优化规划方法，其特征在于，包括w下几个步骤： (1) 确定优化目标，确定约束条件； (2) 获取配电网现有建设数据、正常运行数据、光伏电站规划数据及太阳福照历史数 据； (3) 求取当地福照度的概率分布，计算不同运行方式的概率分布； (4) 考虑约束条件，求取优化目标概率期望值； (5) 获得最优并网规划方案。
2. 根据权利要求1所述的配电网光伏并网方案的优化规划方法，其特征在于： 步骤（1)中，所述优化目标即W光伏电站设计运行时间内配电网线路损耗造成的效益 损失和新建线路费用之和最小为目标函数； Obj=min(。礼i+T冲巧） （1) 其中，化j表示优化目标，。表示光伏电站到并网节点i的线路单位长度的建设费用，Li表示光伏电站距并网节点i的规划线路走廊的长度，T表示光伏电站的设计使用寿命，F 表示损耗单位电量所造成的综合经济损失，E表示接入光伏电站运行后，一年时长内配电网 的线路电能损耗的估算值。
3. 根据权利要求2所述的配电网光伏并网方案的优化规划方法，其特征在于： 计算每个小时时间段内线路电能损耗的概率期望值，再将全年所有时间段的线路损耗 期望值累加起来作为一年时长内的线路损耗E的估算值，即；
其中，Em,t(EUASu)表示在第m月典型日的第t小时的线路损耗和的期望值，ASi,J表示节点i到节点j的线路上的电能损耗，节点i，j都属于配电网节点集合n，对每种可能 的运行方式进行潮流计算，首先保证各参数满足约束条件，再求取ASu，再求和得到此运 行状态下的线路损耗总和，所有运行方式的电能损耗总和的期望值即为Em,t(EuASu)。
4. 根据权利要求1所述的配电网光伏并网方案的优化规划方法，其特征在于， 步骤（1)中，所述约束条件包括线路潮流约束、配电网线路输送功率极限约束、系统节 点电压约束、公共连接点电压波动约束、并网点至公共连接点的电压损耗约束。
5. 根据权利要求1所述的配电网光伏并网方案的优化规划方法，其特征在于， 步骤（2)中，需获取的配电网现有建设数据包括；配电网现有网架结构、各线路参数， 用于新建线路造价计算和后续优化计算； 配电网的正常运行数据包括；每月典型日负荷曲线、年负荷曲线数据，由此估算一年 12个月的典型日逐小时概率分布，用于潮流计算和损耗计算。
6. 根据权利要求1所述的配电网光伏并网方案的优化规划方法，其特征在于， 步骤（3)中，当地福照度的概率分布求取方法如下： (1) 确定当月的太阳福射量平均值； (2) 确定安装地点的太阳赤绅角； (3) 确定日照时间内每一小时的太阳高度； (4) 确定日照时间内每一小时的大气透明度概率分布； (5) 依据福照度公式求解当地福照度概率分布。
7. 根据权利要求1所述的配电网光伏并网方案的优化规划方法，其特征在于， 步骤（3)中，不同运行方式的概率分布计算方法如下： (1) 利用配电网的历史运行数据，同时考虑配电网本身的运行状态差异性，在每个规划 时间段内拟合运行状态的离散概率分布； (2) 接入光伏电站后，对光伏电站出力与原配电网运行状态交叉组合，两者概率乘积即 为组合概率，得到并网运行方式的概率分布。
8. 根据权利要求1所述的配电网光伏并网方案的优化规划方法，其特征在于， 步骤巧）中，将光伏电站分别接入配电网并网位置候选集中并网位置，计算优化目标 化j，检验约束条件是否满足。在约束条件满足的接入方案中，经济性优化目标最优者即为 优化规划结果。
【专利摘要】本发明公开了一种配电网光伏并网方案的优化规划方法，包括以下几个步骤：(1)确定优化目标，确定约束条件；(2)获取配电网现有建设数据、正常运行数据、光伏电站规划数据及太阳辐照历史数据；(3)求取当地辐照度的概率分布，计算不同运行方式的概率分布；(4)考虑约束条件，求取优化目标概率期望值；(5)获得最优并网规划方案。本发明考虑光伏特性，兼顾经济效益与安全可靠性，相比于传统的仅考虑一种运行方式的优化规划方法，由于考虑到了光伏出力差异性和随机性，本发明的优化过程更加接近配电网实际运行状态，从而保证最终的规划方案更加合理。
【IPC分类】G06Q50-06, G06Q10-04
【公开号】CN104794545
【申请号】CN201510208936
【发明人】李强, 袁晓冬, 王家兵, 吕振华, 柳丹
【申请人】国家电网公司, 江苏省电力公司, 江苏省电力公司电力科学研究院, 东南大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月28日