一种含分布式能源的配电网电压波动的风险辨识方法与流程

本发明涉及一种含分布式能源的配电网电压波动的风险辨识方法，特别涉及一种基于脆性理论的分布式能源接入配电网对配电网电压影响的风险辨识方法，属于能源
技术领域：
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背景技术：
：随着传统化石能源带来的环境问题日益凸显，以太阳能和风能为主的新能源得到了深入的研究和广泛的利用。分布式新能源并网发电可以有效解决环境问题，但是新能源的大量接入会引起电网电能质量的下降，造成电压波动、供电可靠性降低等后果。鉴于上述原因，必须就分布式能源接入配电网后对配电网电压产生的影响进行研究。国内外学者也已对分布式能源接入的配电网的电压可靠性、电能质量、电网规划等方面进行了研究。尽管目前对分布式能源接入对配电网电压影响的研究已十分深入，然而目前的研究仍有以下两个方面需要进一步探讨：1、目前的研究仅仅是结合分布式能源接入对配电网电压产生的影响，从安全性、可靠性、稳定性以及经济性等方面给含分布式能源的配电网提出了一些评价指标，并未制定实际的风险的量化指标；2、目前的研究是针对分布式能源接入后各个单独节点产生的电压波动，并未对配电网中某个节点电压的波动所产生的系统其他节点的连锁反应波动进行研究，不能够全面地反映实际运行情况。技术实现要素：为了解决上述
背景技术：
提出的技术问题，本发明旨在提供一种基于脆性理论的分布式能源接入配电网对配电网电压影响的风险辨识方法，弥补当前的研究缺少风险量化指标和未考虑配电网连锁反应的缺点。本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明提供一种含分布式能源的配电网电压波动的风险辨识方法，具体步骤如下：步骤1，获取配电网数据；步骤2，计算配电网各线路的脆性度，并将配电网各线路根据脆性度由大到小顺序排列；步骤3，按照步骤2中的顺序，将配电网各线路分别作为脆性源依次退出运行，每条线路退出运行时进行以下处理：3.1，计算配电网潮流；3.2，根据3.1中的潮流数据，分别计算当前脆性源对其余线路的脆性关联度，并将其余线路根据脆性关联度由大到小顺序排列；3.3，按照步骤3.2中的顺序，将其余线路依次退出运行，其中任一条线路退出运行时：计算剩余线路的过载系数，若至少存在一条线路的过载系数小于零则该退出运行线路是当前脆性源对应的脆性接收者，否则该退出运行线路不是当前脆性源对应的脆性接收者；步骤4，根据步骤3得到配电网各线路分别作为脆性源时所对应的脆性接收者，得到多组脆性基元，完成脆性基元的辨识，实现配电网电压波动的风险辨识。作为本发明的进一步技术方案，步骤2中配电网中第i条线路的脆性度为：其中，i,j＝1,2,l,n，n是线路数，α是第j条线路的过负荷权重，ηi是第i条线路的负载率，eij是第i条线路故障引起的第j条线路的功率变化，pj,max是第j条线路的有功热稳极限，β是第j条线路的电压越限权重，xj是第j条线路的电抗值。作为本发明的进一步技术方案，步骤3中第i条线路对第j条线路的脆性关联度为：iij＝eijpi-eijpiμj其中，eij是第i条线路故障引起的第j条线路的功率变化，pi是第i条线路的有功功率，μj是第i条线路作为脆性源被激发时第j条线路的热稳裕度。作为本发明的进一步技术方案，步骤3中第j条线路的过载系数为：λj＝eijpiμj其中，eij是第i条线路故障引起的第j条线路的功率变化，pi是第i条线路的有功功率，μj是第i条线路作为脆性源被激发时第j条线路的热稳裕度。作为本发明的进一步技术方案，其中，pj,max和pj,0分别是第j条线路的有功热稳极限和实际运行时的有功功率。本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本发明采用了基于脆性理论的分布式能源接入配电网对配电网电压影响的风险辨识方法，该方法制定了配电网电压波动风险的量化指标包括某一线路的脆性度说明了当分布式能源接入时该线路产生电压波动的程度，某一线路与脆性源线路的脆性关联度说明了当脆性源线路发生电压波动过大的风险时该线路也产生电压波动过大的风险的可能性大小。这些量化指标制定的同时考虑了配电网中某个节点电压的波动所产生的系统其他节点的连锁反应波动，对含分布式能源的配电网的电压波动风险研究更加符合实际运行情况。附图说明图1为本方法的流程图；图2为本方法所应用的ieee33节点配电系统的接线示意图。具体实施方式下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。本
技术领域：
技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：对于有分布式能源接入的配电网系统，运用脆性理论辨识出系统中电压变化过大的节点，并以此作为电压控制的依据来实现稳定整个配电网系统电压的目的。所运用的脆性理论，就是复杂系统受到内部或者外部的扰动或者冲击时，当一部分(子系统)最先崩溃时，受到这一部分崩溃的影响，系统的其他部分(子系统)也发生崩溃。复杂系统受到扰动时，该最先崩溃的部分为脆性源，受到影响而崩溃的部分为脆性接收者，脆性源、脆性接收者和脆性联系组成一个复杂系统脆性行为的基本单元即脆性基元。对于含分布式能源的配电网来说，脆性基元中的脆性源就是电压波动首先变大的线路，脆性接收者就是受到脆性源线路的影响电压波动也开始变大的线路。那么，含分布式能源的配电网的脆性基元辨识的原则就是脆性源线路是故障后会引起下一线路过载的线路，脆性接收者线路是与脆性源线路脆性关联度最大的线路。本发明含分布式能源的配电网电压波动的风险辨识方法，整个辨识过程分为脆性源的辨识和脆性接收者的辨识两部分。配电网各线路的脆性关联程度取决于3个方面：(1)作为脆性源的线路故障导致整个配电网潮流转移而引起其他线路的功率变化；(2)作为脆性源的线路自身的有功功率；(3)作为脆性源的线路被激发时其他线路的热稳裕度，定义第j条线路的热稳裕度μj为：其中，pj,max和pj,0分别是第j条线路的有功热稳极限和实际运行时的有功，n是线路数。定义第i条线路对第j条线路的脆性关联程度为：iij＝eijpi-eijpiμj定义第j条线路的线路过载系数为：λj＝eijpiμj当配电网中第i条线路故障导致第j条线路出现过载即λj＜0时，该第i条线路作为脆性源被激发，随之电网出现连锁故障引起电网事故。由此可见电网事故就是随着电网各线路之间的脆性关联程度增强，在脆性源被激发的情况下发生脆性传播行为的过程。定义线路脆性度t为：其中，n是线路数；ηi是第i条线路的负载率；eij是第i条线路故障引起的第j条线路的功率变化；xj是第j条线路的电抗值；α是第j条线路的过负荷权重；β是第j条线路的电压越限权重。t越大，表明该线路发生故障时对电网的影响越大，越容易激发电网脆性，引起电网事故。含分布式能源的配电网的脆性基元中，脆性源线路的输入节点就是脆性源节点，脆性接收线路的输入节点就是脆性接收者节点。脆性源节点和脆性接收者节点就是配电网中电压波动开始变大的节点，它们的电压波动较大的同时也会连带其后的节点电压波动也较大，即配电网电压在脆性基元中各线路的输入节点处会经历多次波动增大的过程。运用脆性理论的本辨识方法的具体流程图如图1所示，主要包含以下内容：(1)计算配电网中37条线路的脆性度t，并将t按从大到小的顺序排列，然后按照排列顺序将37条线路依次退出运行。(2)按顺序将37条线路中的一条退出运行(该退出运行的线路是脆性源)，调用matpower计算配电网潮流。(3)根据潮流数据，计算剩余36条线路的脆性关联度，并将脆性关联度按从大到小的顺序排列，然后按照排列顺序将剩余36条线路依次退出运行。(4)按顺序将剩余36条线路中的一条退出运行，计算余下35条线路的过载系数，若至少存在一条线路的过载系数小于零，则该退出运行线路就是步骤(2)中的脆性源对应的脆性接收者；若余下35条线路的过载系数均大于零，则该退出运行线路不是步骤(2)中的脆性源对应的脆性接收者。重复上述步骤，将36条线路依次计算完毕，得到脆性接收者。(5)重复步骤(2)到(4)，将37条线路中的每一条依次作为脆性源退出运行，计算得到各自对应的脆性接收者。直到37条线路依次计算完毕，脆性基元辨识结束，得到多组脆性基元。将该辨识方法运用在ieee33节点配电系统中，图2为ieee33节点配电系统的接线图。ieee33节点配电系统有32条支路、5条联络开关支路。在ieee33节点配电系统的节点接入分布式能源会导致系统各节点的电压波动，此时判断该配电系统的脆性基元时，脆性基元中的脆性源就是电压波动首先变大的线路，脆性接收者就是受到脆性源线路的影响电压波动也开始变大的线路。根据上述的脆性度计算公式ηi是第i条线路的负载率，各线路都代入ηi＝0.8便于计算；eij是第i条线路故障引起的第j条线路的功率变化，根据潮流计算结果得到；xj是第j条线路的电抗值，对于ieee33节点系统可以查阅相关资料；α是第j条线路的过负荷权重，统一取1；β是第j条线路的电压越限权重，统一取0.1。本方法中计算的ieee33节点系统可作为脆性源的各线路的脆性度如表1所示。表1本方法中计算的ieee33节点系统可作为脆性源的各线路的脆性度本方法随后选取了脆性度最大的8条线路加以说明，根据上述的脆性关联度计算公式iij＝eijpi-eijpiμj，计算了以上述脆性关联度最大的8条线路作为脆性源线路时，剩余线路与其的脆性关联度，并选取脆性关联度最大的线路作为脆性接收者线路，与之组成脆性基元，如表2所示。表2本方法中脆性度最大的8条线路作为脆性源所组成的脆性基元脆性基元脆性基元l27-l5l8-l5l28-l5l4-l2l29-l5l5-l2l6-l5l3-l2以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。当前第1页12