專利名稱：一種含分布式發(fā)電配電網(wǎng)的功率輔助分析方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能電網(wǎng)分布式發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含分布式發(fā)電配電網(wǎng)的功率輔助分析方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
智能電網(wǎng)已經(jīng)成為21世紀(jì)各國電力行業(yè)發(fā)展的新戰(zhàn)略，分布式發(fā)電因其具有智能電網(wǎng)所要求的安全、可靠、靈活、自愈等優(yōu)點而成為近些年的研究熱點。分布式發(fā)電的出現(xiàn)解決了傳統(tǒng)集中發(fā)電、遠距離輸電的電力系統(tǒng)缺乏靈活性、不能實時跟蹤負荷變化，局部事故易擴散，導(dǎo)致大面積停電，難以向偏遠山區(qū)、農(nóng)村輸電等弊端；同時，由于多為清潔可再生能源發(fā)電，分布式發(fā)電也很大程度上緩解了能源危機對電力行業(yè)帶來的壓力。雖然分布式電源具有上述優(yōu)點，但在配電網(wǎng)中加入了分布式電源，并網(wǎng)后對配電網(wǎng)的電壓、功率調(diào)節(jié)模式帶來了較大的影響；同時，電網(wǎng)的功率損耗、電壓質(zhì)量、無功補償?shù)葐栴}都會因此而受到影響甚至引起系統(tǒng)崩潰。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題為了克服現(xiàn)有的分布式發(fā)電接入配電網(wǎng)后出現(xiàn)的電壓、功率波動的缺點，本發(fā)明提供了一種含分布式發(fā)電配電網(wǎng)的功率輔助分析方法和系統(tǒng)，并給出電壓無功優(yōu)化的決策支持，使得分布式發(fā)電接入配電網(wǎng)后電壓降低、無功功率過大的問題得到改善。(二)技術(shù)方案為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種含分布式發(fā)電配電網(wǎng)的功率輔助分析方法，該方法包括以下步驟S1、獲取分布式電源數(shù)據(jù)，根據(jù)所述數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡(luò)拓撲矩陣計算和網(wǎng)絡(luò)接線分析，所述分布式電源數(shù)據(jù)包括分布式電源的類型、功率、端電壓；S2、根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)拓撲矩陣計算結(jié)果和網(wǎng)絡(luò)接線分析的結(jié)果進行三相潮流計算；S3、根據(jù)所述三相潮流計算的結(jié)果，結(jié)合分布式發(fā)電配電網(wǎng)的無功優(yōu)化模型，進行無功優(yōu)化的計算。優(yōu)選的，所述三相潮流計算不同于傳統(tǒng)的單項潮流計算，其考慮了分布式發(fā)電接入配電網(wǎng)后的三相不平衡性，通過計算每條支路中的功率值，得到其功率方向。優(yōu)選的，所述三相潮流計算所采用的計算模型考慮了架空線對地電容的影響。優(yōu)選的，所述無功優(yōu)化計算具體為針對不同的含分布式發(fā)電的配電網(wǎng)建立無功優(yōu)化的模型，根據(jù)所建立的模型加以求解；輸出計算結(jié)果，給出電容器投切、分布式電源投切的決策，實現(xiàn)功率輔助分析的功能。本發(fā)明還提供了一種含分布式發(fā)電配電網(wǎng)的功率輔助分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括分布式電源處理子系統(tǒng)，用于根據(jù)獲取的分布式電源數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡(luò)拓撲矩陣計算和網(wǎng)絡(luò)接線分析；
三相潮流計算子系統(tǒng)，與所述分布式電源處理子系統(tǒng)相連，用于根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)拓撲矩陣計算和網(wǎng)絡(luò)接線分析的結(jié)果進行三相潮流計算，輸出相應(yīng)的計算結(jié)果；無功優(yōu)化子系統(tǒng)，與所述三相潮流計算子系統(tǒng)相連，用于根據(jù)所述三相潮流計算的結(jié)果，結(jié)合分布式發(fā)電配電網(wǎng)的無功優(yōu)化模型，進行無功優(yōu)化的計算。優(yōu)選的，所述分布式電源處理子系統(tǒng)允許輸入分布式電源的類型、電壓、功率因數(shù)、容量、配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、節(jié)點功率、平衡節(jié)點電壓等，該子系統(tǒng)有一套分布式電源建模機制，能夠自動生成適合三相潮流計算的分布式電源模型。優(yōu)選的，所述三相潮流計算子系統(tǒng)能夠計算含分布式電源的配電網(wǎng)潮流，能夠分析架空線對地電容及對三相潮流計算的影響，并給出計算結(jié)果。優(yōu)選的，所述無功優(yōu)化子系統(tǒng)具有建立分布式發(fā)電配電網(wǎng)絡(luò)無功優(yōu)化模型的功能，還具有與計算機相連接的顯示設(shè)備，能夠顯示電容器投切、分布式電源投切的決策。(三)有益效果本發(fā)明具有以下有益效果1、設(shè)備成本低廉，實用性強，所需設(shè)備簡單，便于推廣使用；2、專業(yè)性更強，給出的計算結(jié)果更為精確；3、支持含分布式發(fā)電配電網(wǎng)的功率輔助分析，應(yīng)用范圍更為廣泛。


圖1是本發(fā)明方法的流程圖；圖2是本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。實現(xiàn)本發(fā)明需要三個階段網(wǎng)絡(luò)拓撲矩陣計算及網(wǎng)絡(luò)接線分析、三相潮流計算、無功優(yōu)化計算。在第一階段，系統(tǒng)通過輸入的拓撲信息和實測量進行網(wǎng)絡(luò)拓撲矩陣的計算和網(wǎng)絡(luò)接線的分析。在第二階段，通過生成的網(wǎng)絡(luò)拓撲矩陣進行含分布式發(fā)電的配電網(wǎng)的三相潮流計算，系統(tǒng)輸出潮流計算的計算結(jié)果。第三階段，根據(jù)潮流計算的結(jié)果，以配電網(wǎng)網(wǎng)損最低或總費用最低為目標(biāo)，進行含分布式發(fā)電的配電網(wǎng)的系統(tǒng)設(shè)計，對所建立的無功優(yōu)化模型進行計算，從而給出電容器、分布式發(fā)電投切決策支持，使得配電網(wǎng)電壓質(zhì)量和功率損耗得到改善。本發(fā)明的工作流程首先，通過讀入的網(wǎng)絡(luò)拓撲信息和輸入的負載功率、分布式電源功率、首端電壓等的實測量進行含分布式發(fā)電的配電網(wǎng)的三相潮流計算。通過系統(tǒng)生成的三相潮流計算模型和采用的算法，實現(xiàn)各節(jié)點電壓、相角、全網(wǎng)功率分布和功率損耗的計
笪第二，根據(jù)系統(tǒng)生成的含分布式發(fā)電的配電網(wǎng)的無功優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，利用系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)的優(yōu)化算法進行求解，即采用合適的無功控制方案來降低系統(tǒng)的有功網(wǎng)損并保證節(jié)點電壓在規(guī)定的范圍內(nèi)。第三，輸出結(jié)果，輸出含分布式發(fā)電配電網(wǎng)中的支路功率、每個節(jié)點的電壓，給出變壓器分接頭變化、電容器投切、分布式電源投切的決策支持，從而實現(xiàn)本發(fā)明功率輔助分析的功能。圖1是本發(fā)明方法的流程圖，本發(fā)明提供了一種含分布式發(fā)電配電網(wǎng)的功率輔助分析方法，其步驟如下S1、獲取分布式電源數(shù)據(jù)，根據(jù)所述數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡(luò)拓撲矩陣計算和網(wǎng)絡(luò)接線分析，所述分布式電源數(shù)據(jù)包括分布式電源的類型、功率、端電壓；S2、根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)拓撲矩陣計算結(jié)果和網(wǎng)絡(luò)接線分析的結(jié)果進行三相潮流計算；S3、根據(jù)所述三相潮流計算的結(jié)果，結(jié)合分布式發(fā)電配電網(wǎng)的無功優(yōu)化模型，進行無功優(yōu)化的計算。優(yōu)選的，所述三相潮流計算不同于傳統(tǒng)的單項潮流計算，其考慮了分布式發(fā)電接入配電網(wǎng)后的三相不平衡性，通過計算每條支路中的功率值，得到其功率方向。優(yōu)選的，所述三相潮流計算所采用的計算模型考慮了架空線對地電容的影響。優(yōu)選的，所述無功優(yōu)化計算具體為針對不同的含分布式發(fā)電的配電網(wǎng)建立無功優(yōu)化的模型，根據(jù)所建立的模型加以求解；輸出計算結(jié)果，給出電容器投切、分布式電源投切的決策，實現(xiàn)功率輔助分析的功能。圖2是本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，本發(fā)明還提供了一種含分布式發(fā)電配電網(wǎng)的功率輔助分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括分布式電源處理子系統(tǒng)，用于根據(jù)獲取的分布式電源數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡(luò)拓撲矩陣計算和網(wǎng)絡(luò)接線分析；三相潮流計算子系統(tǒng)，與所述分布式電源處理子系統(tǒng)相連，用于根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)拓撲矩陣計算和網(wǎng)絡(luò)接線分析的結(jié)果進行三相潮流計算，輸出相應(yīng)的計算結(jié)果；無功優(yōu)化子系統(tǒng)，與所述三相潮流計算子系統(tǒng)相連，用于根據(jù)所述三相潮流計算的結(jié)果，結(jié)合分布式發(fā)電配電網(wǎng)的無功優(yōu)化模型，進行無功優(yōu)化的計算。優(yōu)選的，所述分布式電源處理子系統(tǒng)允許輸入分布式電源的類型、電壓、功率因數(shù)、容量、配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、節(jié)點功率、平衡節(jié)點電壓等，該子系統(tǒng)有一套分布式電源建模機制，能夠自動生成適合三相潮流計算的分布式電源模型。優(yōu)選的，所述三相潮流計算子系統(tǒng)能夠計算含分布式電源的配電網(wǎng)潮流，能夠分析架空線對地電容及對三相潮流計算的影響，并給出計算結(jié)果。優(yōu)選的，所述無功優(yōu)化子系統(tǒng)具有建立分布式發(fā)電配電網(wǎng)絡(luò)無功優(yōu)化模型的功能，還具有與計算機相連接的顯示設(shè)備，能夠顯示電容器投切、分布式電源投切的決策。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種含分布式發(fā)電配電網(wǎng)的功率輔助分析方法，其特征在于，包括以下步驟 51、獲取分布式電源數(shù)據(jù)，根據(jù)所述數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡(luò)拓撲矩陣計算和網(wǎng)絡(luò)接線分析，所述分布式電源數(shù)據(jù)包括分布式電源的類型、功率、端電壓； 52、根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)拓撲矩陣計算結(jié)果和網(wǎng)絡(luò)接線分析的結(jié)果進行三相潮流計算； 53、根據(jù)所述三相潮流計算的結(jié)果，結(jié)合分布式發(fā)電配電網(wǎng)的無功優(yōu)化模型，進行無功優(yōu)化的計算。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述三相潮流計算不同于傳統(tǒng)的單項潮流計算，其考慮了分布式發(fā)電接入配電網(wǎng)后的三相不平衡性，通過計算每條支路中的功率值，得到其功率方向。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述三相潮流計算所采用的計算模型考慮了架空線對地電容的影響。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述無功優(yōu)化計算具體為 針對不同的含分布式發(fā)電的配電網(wǎng)建立無功優(yōu)化的模型，根據(jù)所建立的模型加以求解；輸出計算結(jié)果，給出電容器投切、分布式電源投切的決策，實現(xiàn)功率輔助分析的功能。
5.一種含分布式發(fā)電配電網(wǎng)的功率輔助分析系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括 分布式電源處理子系統(tǒng)，用于根據(jù)獲取的分布式電源數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡(luò)拓撲矩陣計算和網(wǎng)絡(luò)接線分析； 三相潮流計算子系統(tǒng)，與所述分布式電源處理子系統(tǒng)相連，用于根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)拓撲矩陣計算和網(wǎng)絡(luò)接線分析的結(jié)果進行三相潮流計算，輸出相應(yīng)的計算結(jié)果； 無功優(yōu)化子系統(tǒng)，與所述三相潮流計算子系統(tǒng)相連，用于根據(jù)所述三相潮流計算的結(jié)果，結(jié)合分布式發(fā)電配電網(wǎng)的無功優(yōu)化模型，進行無功優(yōu)化的計算。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分布式電源處理子系統(tǒng)允許輸入分布式電源的類型、電壓、功率因數(shù)、容量、配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)、節(jié)點功率、平衡節(jié)點電壓等，該子系統(tǒng)有一套分布式電源建模機制，能夠自動生成適合三相潮流計算的分布式電源模型。
7.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述三相潮流計算子系統(tǒng)能夠計算含分布式電源的配電網(wǎng)潮流，能夠分析架空線對地電容及對三相潮流計算的影響，并給出計算結(jié)果O
8.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述無功優(yōu)化子系統(tǒng)具有建立分布式發(fā)電配電網(wǎng)絡(luò)無功優(yōu)化模型的功能，還具有與計算機相連接的顯示設(shè)備，能夠顯示電容器投切、分布式電源投切的決策。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含分布式發(fā)電配電網(wǎng)的功率輔助分析方法及系統(tǒng)，該方法包括獲取分布式電源數(shù)據(jù)，根據(jù)所述數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡(luò)拓撲矩陣計算和網(wǎng)絡(luò)接線分析，所述分布式電源數(shù)據(jù)包括分布式電源的類型、功率、端電壓；根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)拓撲矩陣計算結(jié)果和網(wǎng)絡(luò)接線分析的結(jié)果進行三相潮流計算；根據(jù)所述三相潮流計算的結(jié)果，結(jié)合分布式發(fā)電配電網(wǎng)的無功優(yōu)化模型，進行無功優(yōu)化的計算。本發(fā)明具有加入分布式發(fā)電的潮流計算和無功優(yōu)化等功能，使得系統(tǒng)的專業(yè)性更強，應(yīng)用范圍更為完善。
文檔編號H02J3/00GK103036233SQ20121055007
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者高萬林, 王冠, 賀媛婧, 王坤 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)