一种低压配电网分布式光伏消纳能力评估方法及系统与流程

本发明属于分布式光伏消纳能力评估，涉及一种低压配电网分布式光伏消纳能力评估方法及系统。

背景技术：

1、在低压配电网中，高比例接入分布式光伏会引发电能质量下降和电网安全运行风险增加等问题，在高比例分布式光伏并网的背景下，评估低压配电网的消纳能力变得尤为关键。光伏消纳能力为在满足电网安全运行的条件下，配电网可以接入的分布式光伏最大容量。最优潮流问题常见于配电网优化，对光伏消纳能力评估至关重要。

2、现有模型多集中于模拟光伏和负荷的时序性，而未充分考虑实际低压配电网结构以及光伏接入对三相不平衡的影响，低压配电网接收光伏功率过程中配电网的网络损耗会受到影响，当高比例光伏接入配电网时，接入容量越大，配电网的网损也越大，配电网对光伏的实际消纳能力会降低，解决方案方面，人工智能算法如遗传算法、蚁群算法已被应用，但效率和全局最优解方面存在局限，还需进一步优化。随着低压配电网规模扩大，问题变得更加复杂。还有一种解决方法是使用成熟的商业软件算法包如cplex，这种方法虽然速度快，但需要调整模型以适应其接口，模型的合理调整是个难点，因此现有的方法中并不能很好的对低压配电网分布式光伏消纳能力进行准确评估，无法根据电网运行情况作出准确的调整，影响电网的稳定运行。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有方法无法对低压配电网分布式光伏消纳能力进行准确评估的问题，提供一种低压配电网分布式光伏消纳能力评估方法及系统。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、一种低压配电网分布式光伏消纳能力评估方法，包括以下步骤：

4、构建关于分布式光伏最大实际光伏消纳容量的目标函数；

5、将配电网中各负荷点作为粒子群中的每个粒子个体，基于目标函数计算每个粒子的适应值，记录粒子群的最优位置和粒子个体的最优位置；

6、基于获取的粒子群的最优位置和粒子个体的最优位置，更新粒子的位置和速度，根据更新结果，选取部分优等粒子，并根据混沌算法更新选取的部分优等粒子；

7、保留混沌更新后的粒子位置，并更新所有粒子的适应值，更新粒子群和粒子的最优位置，判断更新后的粒子群是否收敛，若是，则当前粒子群中最优粒子的位置为分布式光伏的最大消纳容量，若否，则重复对粒子的速度和位置进行更新计算。

8、本发明的进一步改进在于：

9、所述目标函数通过公式(1)表达：

10、

11、式中，npv表示系统中接入分布式光伏的总数；ppv,i表示第i个分布式光伏输出的有功功率；n表示该系统中节点的总数；pij和qij分别表示节点i和节点j之间流过的有功功率和无功功率；ui为节点i的节点电压；lij为节点i到节点j之间的线路长度；r和x分别为单位线路长度的电阻值和电抗值。

12、所述目标函数在计算每个粒子的适应值时，需考虑约束指标，所述约束指标包括潮流方程约束、节点电压约束、支路潮流约束和光伏发电量约束。

13、所述潮流方程约束通过公式(2)表达：

14、

15、其中，pi、pi+1和qi、qi+1分别为节点i和节点i+1注入的分布式光伏有功和无功出力；ppvi和pli分别为节点i处分布式光伏电源的有功出力及负荷功率；qli为节点i的负荷无功功率；ri、ri+1和xi、xi+1分别为节点i-1与节点i之间及节点i与节点i+1之间的线路电阻与电抗值；ui-1为节点i-1、ui+1为节点i+1的电压值；

16、所述节点电压约束通过公式(3)表达：

17、ui(1-ε1)≤ui≤ui(1+ε2) (3)

18、式中，ε1和ε2为国标规定的允许电压偏差率；

19、所述支路潮流约束通过公式(4)表达：

20、sl,i≤sl,imax i＝1,2,...,nl (4)

21、其中，sl,i，sl,imax分别为第i条支路的功率及线路允许功率的上限；

22、所述光伏发电量约束通过公式(5)表达：

23、0≤spv,i≤spv,max (5)

24、式中，spv,i为第i个节点的光伏发电容量；spv,max为第i个节点光伏接入容量的最大值。

25、所述更新粒子的位置和速度包括以下步骤：

26、

27、

28、式中，表示更新后的粒子速度，表示更新前的粒子速度；表示更新后粒子位置；表示更新前粒子位置；表示粒子的最优位置；表示粒子种群的最优位置，k表示迭代次数；ω表示惯性权重。

29、所述根据混沌算法更新选取的部分优等粒子包括以下步骤：

30、

31、其中，表示决策变量；xmin,j和xmax,j分别为粒子x的第j维变量搜索的上下界；表示混沌更新前粒子位置，表示混沌更新后粒子位置；

32、计算下一步迭代的混沌变量：

33、

34、将下一步的混沌变量转换为下一步的决策变量：

35、

36、所述选取部分优等粒子包括以下步骤：

37、更新所有粒子适应值后，当适应值代入目标函数求解，按照求解结果从大到小排序，选择前20％的粒子作为优等粒子。

38、一种低压配电网分布式光伏消纳能力评估系统，包括目标函数构建模块、适应值计算模块、混沌算法模块和收敛判断模块；

39、目标函数构建模块，用于构建关于分布式光伏最大实际光伏消纳容量的目标函数；

40、适应值计算模块，用于将配电网中各负荷点作为粒子群中的每个粒子个体，基于目标函数计算每个粒子的适应值，记录粒子群的最优位置和粒子个体的最优位置；

41、混沌算法模块，用于基于获取的粒子群的最优位置和粒子个体的最优位置，更新粒子的位置和速度，根据更新结果，选取部分优等粒子，并根据混沌算法更新选取的部分优等粒子；

42、收敛判断模块，用于保留混沌更新后的粒子位置，并更新所有粒子的适应值，更新粒子群和粒子的最优位置，判断更新后的粒子群是否收敛，若是，则当前粒子群中最优粒子的位置为分布式光伏的最大消纳容量，若否，则重复对粒子的速度和位置进行更新计算。

43、一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明任一项所述方法的步骤。

44、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明任一项所述方法的步骤。

45、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

46、本发明公开了一种低压配电网分布式光伏消纳能力评估方法，基于构建的分布式光伏最大实际光伏消纳容量的目标函数，然后结合粒子群算法将配电网中各负荷点作为粒子群中的每个粒子个体，并对其进行迭代更新，在计算过程中，本方法选取部分优等粒子进行混沌变化，获取更优的粒子位置，可以更全面地探索全局最优解，提高了算法的全局性，引入混沌算法与粒子群算法相结合，提高了全局搜索能力，便以提高分布式光伏最大消纳能力的优化性能，本方法可以有效计算出低压分布式光伏最大消纳能力，便于后期对低压电网运行作出有效的调整，提高电网运行的稳定性。