一种适用于配电网的分布式电源优化配置方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统分布式电源优化配置领域，尤其涉及一种适用于配电网的分 布式电源优化配置方法。
【背景技术】
[0002] 分布式发电技术的迅速发展和应用得到了全球的广泛关注。分布式电源的投资成 本低，环保，选址灵活，能源多样性等特点使得其可以与大电网形成良好互补，成为大规模 电网的有力支撑。因此，分布式电源与大规模电网结合的供电方式将是未来电网的必然趋 势。分布式发电的接入将对配电网的电压水平、系统稳定性、电能质量、网损等方面有重要 影响。其影响程度与分布式电源的容量和位置等因素有关。因此，如何在系统安全可靠的 约束条件下，减小对电网的不良影响，实现分布式电源的优化配置成为亟待解决问题。
[0003] 对于以降低有功网损为目标的分布式电源优化配置，其研究方法主要有传统的数 学解析优化方法和随机优化方法等。解析优化方法中，常常基于简化的模型进行推导，对于 复杂网络和负荷变化情况可能不适用，亦或是需要大量迭代计算对非线性规划模型进行求 解。而引入人工智能算法的随机优化方法收敛速度较慢，效率低，特别是网络规模较大时， 其计算时间较长，并且其最优性依赖于初始值和控制参数的选取，易发生早熟现象，陷入局 部优化解。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种适用于配电网的分布式电源优化 配置方法，基于一阶网损灵敏度系数的随分布式电源容量呈线性变化的近似，对网损灵敏 度系数进行近似计算；再结合贪心算法，对分布式电源的配置进行优化，在优化过程中，省 去了大量的潮流计算，大大节省了计算时间，提高了计算效率，解决了优化的有效性和高效 性两个关键问题。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] -种适用于配电网的分布式电源优化配置方法，包括以下步骤：
[0007] 步骤一，获取配电网的原始数据信息，并确定平衡节点的位置、分布式电源接入的 总容量以及容量步长；
[0008] 步骤二，未接入分布式电源时，求得系统各节点的一阶网损灵敏度系数；
[0009] 步骤三，在系统各个节点分别单独接入给定容量的分布式电源，分别求得系统各 节点在每种工况下的一阶网损灵敏度系数；
[0010] 步骤四，利用各节点一阶网损灵敏度系数与分布式电源接入容量的关系式一阶网 损灵敏度系数的解析式，求得灵敏度修正矩阵Μ;
[0011] 步骤五，将求得的一阶网损灵敏度系数最小的节点接入容量步长的分布式电源； 接入容量步长分布式电源后，通过灵敏度修正矩阵Μ对各节点一阶网损灵敏度进行修正， 并记录单步配置方案；
[0012] 步骤六，重复步骤五，直到达到接入总容量，完成优化配置。
[0013] 所述步骤一中获取的配电网原始数据信息包括系统的电压等级、节点之间的阻抗 以及每个节点的注入功率。
[0014] -阶网损灵敏度系数的求解方法为：先进行一次潮流计算，潮流收敛时求出潮流 方程的雅可比矩阵，利用雅可比矩阵和系统网损的关系求得一阶网损灵敏度系数。
[0015] 计算各节点一阶网损灵敏度系数，具体方法为：
[0016]
[0017]
[0018]其中，Plc]SS为系统网损；G。为系统节点之间电导值；Ui为节点i电压；Uj为节点j dP. 电压；t为有功网损对节点i有功注入功率的导数为各节点注入的有功功率；X=
[Θ，U]是节点电压相角和幅值，θ= [θΘ2,…，ΘN]，U=阢，U2,…，UN]，N为节点系统 数；J是系统潮流方程雅克比矩阵。
[0019] 基于一阶网损灵敏度系数线性变化的近似，求解各节点一阶网损灵敏度系数随分 布式电源接入容量变化的解析表达式，表达式的斜率构成的矩阵，即为灵敏度修正矩阵Μ。
[0020] 灵敏度修正矩阵Μ的求解方法为，具体如下：
[0021]
[0022]
[0023] dP.
[0024] 其中，为有功网损对节点i有功注入功率的导数;为一阶网损灵敏度系数 i 解析式的斜率；示节点j接入分布式电源后，节点i的一阶网损灵敏度系数；Plciss为系统网损；dP 。未接入分布式电源时，节点i的一阶网损灵敏度系数；ΔPD(；为 给定的分布式电源容量。
[0025] 修正方法为：
[0026] 对一阶网损灵敏度系数的修正仅改变一阶网损灵敏度系数解析式的截距h，不改 变其斜率Ml]的值，具体的数学表达如下式：
[0027]
[0028] 式中，和LSR分别为为修正前后的节点i一阶网损灵敏度系数；P_为节点 j接入的分布式电源有功功率。
[0029] 本发明的有益效果：
[0030] (1)本发明适用于配电网络，为配电网提供了一种有功网损的近似计算和以降低 有功网损为目标的分布式电源优化配置的方法。
[0031] (2)本发明采用贪心策略，该策略简单易行，并且在求解该问题时，优化效果可以 得到保证。
[0032] (3)本发明在进行优化配置时，采用对一阶网损灵敏度系数线性近似的方法，无需 再进行反复的潮流计算，相比其他的优化配置方法，大大节省计算时间，提高计算效率。
[0033] 本发明的工作原理为：本发明是在给定分布式电源总容量，且考虑分布式电源功 率因数为1的情况下，选择合理的接入节点和合理的接入容量，进行优化配置。采用贪心策 略，将整个问题分级处理，在每步配置中，通过对各节点一阶网损灵敏度的大小比较，确定 最佳的接入点。在完成每步的配置同时，需对一阶网损灵敏度系数进行修正，本发明中，对 一阶网损灵敏度修正是基于其线性变化的近似，即分布式电源接入容量发生变化时，各节 点一阶网损灵敏度系数呈线性变化。
【附图说明】
[0034] 图1为本发明对一阶网损灵敏度系数的线性近似示意图；
[0035] 图2为本发明对一阶网损灵敏度线性修正示意图；
[0036] 图3为本发明分布式电源优化配置方法流程图；
[0037] 图4为本发明分布式电源优化配置方法图解示意图。
【具体实施方式】
[0038] 下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0039] 如图1，系统有功网损与某节点接入分布式电源的容量呈现"U"形。这是因为，当 接入分布式电源容量较小时，减小了线路上的功率传输，因此使得系统有功网损降低；而当 分布式电源功率超过一定值时，系统潮流将发生反转，如此时继续增大分布式电源的接入 容量，则导致系统网损增加。典型的"U"形曲线为二次函数关系，其一阶导数未一次函数， 所以本发明中，对一阶网损灵敏度进行线性近似，这也是本发明能够适用的基础。另外，本 发明的前提条件是分布式电源采用PQ控制，功率因数为1。
[0040] 如图2,在优化配置过程中，由于之前已接入的分布式电源对之后配置过程中的各 节点一