本发明涉及新能源配电系统规划,具体为一种低压配电网分布式光伏准入容量评估方法及系统。
背景技术:
1、随着高比例的分布式光伏接入低压配电网,给配电网的运行带来了巨大的挑战。具体地,当光伏大发时段,大量分布式光伏向配电网反向送电,极大增加了部分台区电压幅值越上限的风险,以及部分馈线段反向潮流越限的风险。为了解决分布式光伏给配电网运行带来的风险问题,配电网调度人员需要对部分台区的分布式光伏进行控制,从而导致了弃光问题,严重损害了分布式光伏投资主体的利益,不利于分布式光伏的持续性发展。因此,亟需一种低压分布式光伏准入容量的计算方法,考虑满足配电网运行风险条件下不同低压台区、不同馈线段以及整个配电网能够承载的分布式光伏容量,为配电网分布式光伏接入提供了科学的理论依据,不仅能降低配电网运行时的弃光率,也能激励更多分布式光伏投资主体加大对分布式光伏的投资建设。
技术实现思路
1、鉴于上述存在的问题,提出了本发明。
2、因此,本发明解决的技术问题是:现有的光伏准入容量评估方法存在弃光问题,成本较高。
3、为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种低压配电网分布式光伏准入容量评估方法,包括:
4、获取历史不同台区的分布式光伏出力数据,计算不同台区分布式光伏出力的累计概率密度函数;
5、基于历史台区分布式光伏数据计算相关性矩阵;
6、基于高斯copula函数计算不同台区分布式光伏出力的联合概率分布,并随机抽样生成s个考虑不同台区分布式光伏出力相关性的随机场景;
7、以最大化分布式光伏装机容量为目标,综合考虑配电网运行约束越限的机会约束,构建不同台区分布式光伏准入容量计算模型,通过模型求解计算每个台区的分布式光伏准入容量;
8、通过模型求解计算每个台区的分布式光伏准入容量。
9、作为本发明所述的低压配电网分布式光伏准入容量评估方法的一种优选方案,其中:所述概率密度函数包括,获取历史不同台区的分布式光伏出力数据,基于非参数核密度估计方法拟合得到不同台区分布式光伏出力的边缘概率密度函数:
10、
11、分别对不同分布式光伏出力的边缘概率密度函数进行积分运算,从而得到不同台区分布式光伏出力的累计概率密度函数:
12、
13、其中,为台区i分布式光伏出力随机变量xi的样本,k(·)表示核函数,h表示平滑系数,xi表示随机变量的取值变量,表示随机变量xi的第j个样本取值,m表示随机变量xi的采样个数。。
14、作为本发明所述的低压配电网分布式光伏准入容量评估方法的一种优选方案,其中:所述相关性矩阵包括,计算得到不同台区分布式光伏出力之间的pearson相关性系数,从而获得台区分布式光伏出力的相关性矩阵;
15、
16、相关性矩阵中的相关性系数表示为:
17、
18、其中,cov(xi,xj)表示台区i和台区j分布式光伏出力随机变量的协方差,σi表示xi的标准差,σj表示xj的标准差,m表示含有分布式光伏的台区数量。
19、作为本发明所述的低压配电网分布式光伏准入容量评估方法的一种优选方案,其中:所述联合概率分布表示为:
20、
21、其中,c(·)表示高斯copula函数,r表示随机变量编号;
22、采用基于sobol序列的类蒙特卡洛抽样方法,获取s个考虑不同台区分布式光伏出力相关性的随机场景其中,表示第s个分布式光伏出力场景,并计算随机场景的分布式光伏出力效率因子:
23、
24、其中,表示光伏出力场景s下台区n的分布式光伏有功功率,表示台区n的分布式光伏容量,n表示该变量与节点相关,pv表示该变量与分布式光伏相关,s表场景编号,s表示场景的个数,i表示台区标号,q表示台区的个数。
25、作为本发明所述的低压配电网分布式光伏准入容量评估方法的一种优选方案,其中:所述构建不同台区分布式光伏准入容量计算模型包括,目标函数表示为:
26、
27、其中,表示所有允许接入分布式光伏的台区集合,表示台区n的分布式光伏准入容量。
28、作为本发明所述的低压配电网分布式光伏准入容量评估方法的一种优选方案,其中:所述构建不同台区分布式光伏准入容量计算模型还包括,通过约束条件对目标函数进行约束;
29、不同台区的装置容量约束:
30、
31、其中,表示台区n允许接入的最大分布式光伏容量;
32、光伏的有功功率约束:
33、
34、其中,表示光伏出力场景s下光伏的效率因子;
35、光伏的无功功率约束:
36、
37、其中,表示光伏出力场景s下台区n的分布式光伏无功功率,表示台区n的分布式光伏的功率因素角;
38、功率平衡约束:
39、
40、其中,表示光伏出力场景s下台区有功功率向量,表示光伏出力场景s下线路有功功率向量,表示光伏出力场景s下台区无功功率向量,表示光伏出力场景s下线路无功功率向量,表示光伏出力场景s下台区电压幅值向量,a表示配电网节点-线路关联矩阵,λr表示由线路电阻值构成的对角矩阵,λx表示由线路电抗值构成的对角矩阵;
41、配电网台区电压的机会约束:
42、
43、其中,和分别表示台区n电压幅值的下限和上限值,表示光伏出力场景s下台区n的电压幅值,表示台区n电压越限的置信水平,表示概率函数;
44、配电网馈线潮流越限的机会约束:
45、
46、其中,pll,max表示馈线段l的容量,表示光伏出力场景s下线段l的有功功率,表示馈线段l潮流越限的置信水平。
47、作为本发明所述的低压配电网分布式光伏准入容量评估方法的一种优选方案,其中:所述分布式光伏准入容量包括,计算每个低压馈线段的分布式光伏准入容量具体公式为:
48、
49、计算低压变电站的分布式光伏准入容量,具体公式为:
50、
51、其中,a表示配电网节点-线路关联矩阵。
52、一种采用本发明所述方法的低压配电网分布式光伏准入容量评估系统,其特征在于:
53、采集单元,获取历史不同台区的分布式光伏出力数据,计算不同台区分布式光伏出力的累计概率密度函数;
54、计算单元,基于历史台区分布式光伏数据计算相关性矩阵;基于高斯copula函数计算不同台区分布式光伏出力的联合概率分布,并随机抽样生成s个考虑不同台区分布式光伏出力相关性的随机场景;
55、模型求解单元,以最大化分布式光伏装机容量为目标,综合考虑配电网运行约束越限的机会约束,构建不同台区分布式光伏准入容量计算模型,通过模型求解计算每个台区的分布式光伏准入容量;
56、输出单元,通过模型求解计算每个台区的分布式光伏准入容量。
57、一种计算机设备,包括:存储器和处理器;所述存储器存储有计算机程序,其特征在于:所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明中任一项所述的方法的步骤。
58、一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于:所述计算机程序被处理器执行时实现本发明中任一项所述的方法的步骤。
59、本发明的有益效果:本发明提供的低压配电网分布式光伏准入容量评估方法,考虑不同台区分布式光伏出力的相关性生成随机场景,并在分布式光伏准入容量计算中考虑配电网运行约束的机会约束,能够提高准入容量计算的准确性,避免分布式光伏的不合理接入给配电网带来的运行风险。
1.一种低压配电网分布式光伏准入容量评估方法,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的低压配电网分布式光伏准入容量评估方法,其特征在于:所述概率密度函数包括,获取历史不同台区的分布式光伏出力数据,基于非参数核密度估计方法拟合得到不同台区分布式光伏出力的边缘概率密度函数:
3.如权利要求2所述的低压配电网分布式光伏准入容量评估方法,其特征在于:所述相关性矩阵包括,计算得到不同台区分布式光伏出力之间的pearson相关性系数,从而获得台区分布式光伏出力的相关性矩阵;
4.如权利要求3所述的低压配电网分布式光伏准入容量评估方法,其特征在于:所述联合概率分布表示为:
5.如权利要求4所述的低压配电网分布式光伏准入容量评估方法,其特征在于:所述构建不同台区分布式光伏准入容量计算模型包括,目标函数表示为:
6.如权利要求5所述的低压配电网分布式光伏准入容量评估方法,其特征在于:所述构建不同台区分布式光伏准入容量计算模型还包括,通过约束条件对目标函数进行约束;
7.如权利要求6所述的低压配电网分布式光伏准入容量评估方法,其特征在于:所述分布式光伏准入容量包括,计算每个低压馈线段的分布式光伏准入容量具体公式为:
8.一种采用如权利要求1-7任一所述方法的低压配电网分布式光伏准入容量评估系统,其特征在于:
9.一种计算机设备,包括:存储器和处理器;所述存储器存储有计算机程序,其特征在于:所述处理器执行所述计算机程序时实现低压配电网分布式光伏准入容量评估方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于:所述计算机程序被处理器执行时实现低压配电网分布式光伏准入容量评估方法的步骤。
