一种分布式电源接入配电网的仿真评价方法
【专利摘要】本发明提供一种分布式电源接入配电网的仿真评价方法，包括以下步骤：建立配电网拓扑模型；计算配电网的潮流结果；进行分布式电源接入配电网的仿真评价。本发明提供的分布式电源接入配电网的仿真评价方法，通过建立含分布式电源的配电网拓扑模型，计算得到整个系统的潮流信息，通过构建的分布式电源接入配电网的评价指标系统，采用指标权重评价方法，针对分布式电源接入对配电网的影响进行打分，其结果可为分布式电源的接入提供指导意见。
【专利说明】一种分布式电源接入配电网的仿真评价方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种方法，具体涉及一种分布式电源接入配电网的仿真评价方法。
【背景技术】
[0002]伴随传统能源短缺、电力需求持续增长、环境日益恶化等问题，发展分布式能源受到世界各国的普遍重视。分布式电源(Distributed Generat1n-DG)是一种新型的、很有发展前途的电源和能源综合利用方式，它具有节省投资、降低损耗、提高系统可靠性、效率高、能源种类多样等优点，同时其位置灵活、分散的特点极好地适应了分散电力需求和资源分布。
[0003]在中国，《国家中长期科学和技术发展纲要(2006-2020年)》已将“分布式供能技术”列为先进能源【技术领域】的重点前沿技术。在国家能源战略方面，国家能源局在《可再生能源发展“十二五”规划》中明确提出分布式电源发展的规划。截至2013年年底，国家电网风电和光伏电源并网装机分别达到7037万千瓦和1546万千瓦。尽管可再生能源电源占全国总用电量的比例比上述欧洲国家还低很多，但发展速度非常快。
[0004]随着分布式电源大量接入配电网，其对配电网的网损及节点电压、潮流、短路电流、网络供电可靠性等都会带来影响。鉴于分布式电源、储能等新型可控单元的出现对电网的规划运行和控制方式提出的新要求，需要开展分布式电源接入配电网电网的深入研究，其中量化评估DG接入后对配电系统的影响对实现DG的大力发展和应用具有重要的理论和现实意义。配电网中的DG接入系统的分析和评估离不开潮流仿真计算，建立准确的电网模型是获得有效潮流结果的保证。由于分布式电源种类繁多，因此需要根据不同电源的不同特点建立相应的模型。基于建立的数学模型，通过潮流计算所得的结果，研究分布式电源接入配电网对配电网影响的规律性问题，保证分布式电源接入配电网后配电网的安全稳定运行。再者，需要制定分布式电源接入配电网电网的评价指标，并对分布式电源的电压安全性、社会经济型和分布式电源容纳能力进行评估打分，通过打分结果来寻求分布式电源的优化配置方案。
【发明内容】
[0005]为了有效评估分布式电源接入对配电网影响，本发明提供一种分布式电源接入配电网的仿真评价方法，通过建立含分布式电源的配电网拓扑模型，计算得到整个系统的潮流信息，通过构建的分布式电源接入配电网的评价指标系统，采用指标权重评价方法，针对分布式电源接入对电网的影响进行打分，其结果可为分布式电源的接入提供指导意见。
[0006]为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案:
[0007]本发明提供一种分布式电源接入配电网的仿真评价方法，所述方法包括以下步骤:
[0008]步骤1:建立配电网拓扑模型；
[0009]步骤2:计算配电网的潮流结果；
[0010]步骤3:进行分布式电源接入配电网的仿真评价。
[0011 ] 所述步骤I中，配电网拓扑模型包括分布式电源模型和ZIP负荷模型；所述分布式电源模型包括太阳能发电模型和风力发电模型。
[0012]所述太阳能发电模型中，太阳能发电装置通过并网逆变器接入配电网，太阳能发电单元实际输出的直流功率表示为:
【权利要求】
1.一种分布式电源接入配电网的仿真评价方法，其特征在于:所述方法包括以下步骤: 步骤1:建立配电网拓扑模型； 步骤2:计算配电网的潮流结果； 步骤3:进行分布式电源接入配电网的仿真评价。
2.根据权利要求1所述的分布式电源接入配电网的仿真评价方法，其特征在于:所述步骤I中，配电网拓扑模型主要包括分布式电源模型和ZIP负荷模型；所述分布式电源模型包括太阳能发电模型和风力发电模型。
3.根据权利要求2所述的分布式电源接入配电网的仿真评价方法，其特征在于:所述太阳能发电模型中，太阳能发电装置通过并网逆变器接入配电网，太阳能发电单元实际输出的直流功率表示为:
其中，Pirc为太阳能发电单元实际输出的直流功率；pSTOs太阳能发电单元在标准测试条件下输出的直流功率；GST。为标准测试条件下太阳光辐射度，ff/m2 ；Ga为实际的太阳光辐射度，W/m2 ；TSTC为太阳能发电单元在标准测试条件下的温度，取25°C;T。为电池板的实际温度；CT为制作厂商的功率温度系数；NOCT为太阳能发电单元正常运行时的温度，取20°C ；Ta为外界环境温度。
4.根据权利要求2所述的分布式电源接入配电网的仿真评价方法，其特征在于:所述风力发电模型中，通过风力发电装置的风机捕获风能；不同风速下风机捕获的机械功率表示为:
其中，PmS不同风速下风机捕获的机械功率，P为空气密度，S为扫掠面积；Cp为功率因数…为风速。
5.根据权利要求2所述的分布式电源接入配电网的仿真评价方法，其特征在于:所述ZIP负荷模型用于模拟负荷的功率变化，具体有:
其中，Pi (Va)和Qi (Va)分别为第i个负荷消耗的有功功率和无功功率；Va和Vn分别为线路末端实际电压和额定电压；Sn为额定电压下的额定功率，Z%、1%和匕分别为恒阻抗部分、恒电流部分和恒功率部分在负荷中占的比例；Zpf、Ipf和Ppf分别为恒阻抗部分、恒电流部分和恒功率部分的功率因数。
6.根据权利要求1所述的分布式电源接入配电网的仿真评价方法，其特征在于:所述步骤2中，利用配电网的网络参数，通过潮流计算程序计算配电网的潮流结果；所述网络参数包括分布式电源规格参数、线路参数以及负荷参数。
7.根据权利要求1所述的分布式电源接入配电网的仿真评价方法，其特征在于:所述步骤3包括以下步骤: 步骤3-1:确定分布式电源接入配电网的评价指标系统； 步骤3-2:确定评价指标权重； 步骤3-3:结合评价指标，并根据评价标准进行分布式电源接入配电网的仿真评价； 步骤3-4:将各项评价指标、评价指标权重及综合评估得到的总分以图形数据界面的方式进行可视化展示。
8.根据权利要求7所述的分布式电源接入配电网的仿真评价方法，其特征在于:所述步骤3-1中，分布式电源接入配电网的评价指标系统包括静态电压质量评价指标、社会经济效益评价指标和分布式电源容纳能力评价指标。
9.根据权利要求8所述的分布式电源接入配电网的仿真评价方法，其特征在于:所述静态电压质量评价指标包括负荷节点电压合格率、母线电压合格率、负荷节点电压改善程度、负荷节点电压平均偏移率和负荷节点电压最大偏移率； 所述社会经济效益评价指标包括系统损耗改善程度、馈线损耗改善程度、最大线路改善程度、分布式电源的 网损贡献度、分布式电源网损分配率和CO2排放量； 所述分布式电源容纳能力评价指标包括差异系数、波动系数、馈线容纳能力、变电站容纳能力和系统的容纳能力。
10.根据权利要求7所述的分布式电源接入配电网的仿真评价方法，其特征在于:所述步骤3-2中，采用专家打分法和层次分析法结合的方式确定评价指标的权重。
11.根据权利要求7所述的分布式电源接入配电网的仿真评价方法，其特征在于:所述步骤3-3中，根据评价指标权重将评价指标的评估结果进行综合，形成对分布式电源接入配电网评价方案的综合评估，综合评估得到的总分表示为: S = W1Q^ff2Q2+- +WiQi+…+WnQn(5) 其中，S综合评估得到的总分，Wi和Qi分别为第i个评价指标的权重和评分，i =I, 2，…，η, η为评价指标总数。
【文档编号】H02J3/38GK104077494SQ201410334517
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年7月15日 优先权日:2014年7月15日
【发明者】范士雄, 刘广一, 蒲天骄, 杨占勇, 杨洋, 王袭 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院