含光伏電源的配電網(wǎng)規(guī)劃方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及配電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種含光伏電源的配電網(wǎng)規(guī)劃方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電力市場(chǎng)的改革，技術(shù)不斷的發(fā)展，光伏發(fā)電系統(tǒng)大規(guī)模地發(fā)展起來(lái)。運(yùn)種新 型的發(fā)電形式在很大程度上支持了現(xiàn)有的配電網(wǎng)的運(yùn)行，小型的光伏電站可W利用屋頂?shù)?閑置的空地安裝在用戶(hù)附近，大型的光伏電站需要獨(dú)立的場(chǎng)地，可獨(dú)立地輸出電能，安全靈 活；憑借其清潔環(huán)保的優(yōu)勢(shì)受到了國(guó)家政策的大力支持。
[0003] 隨著技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，未來(lái)電網(wǎng)需要考慮接納更多的光伏電源。傳統(tǒng)的配電 網(wǎng)結(jié)構(gòu)將發(fā)生改變，現(xiàn)有的配電網(wǎng)一般為單電源福射型網(wǎng)絡(luò)，光伏電源的接入使其成為多 電源的網(wǎng)絡(luò)，對(duì)配電網(wǎng)的潮流、電壓及繼電保護(hù)等均會(huì)產(chǎn)生一定的影響，其影響程度與光伏 電源的接入位置與容量息息相關(guān)。不合理的接入位置與容量將影響配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn) 行，影響經(jīng)濟(jì)效益，給國(guó)家?guī)?lái)巨大的損失。
[0004] 目前，針對(duì)分布式電源的配電網(wǎng)規(guī)劃較多，大多從經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā)，在追求社會(huì)成 本最低的前提下建立了許多不同的模型。但光伏電源與其他形式的分布式電源是有所區(qū) 另IJ，其成本模型及出力有自己的特點(diǎn)，不能使用同一種模型一概而論。因此，在規(guī)劃中要針 對(duì)光伏系統(tǒng)發(fā)電的特點(diǎn)，提出與之相應(yīng)的規(guī)劃模型W及合適的處理方法。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽(yáng)〇化]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題中的不足，本發(fā)明的目的在于：提供一種含光伏電源的配 電網(wǎng)規(guī)劃方法，能夠通過(guò)社會(huì)成本目標(biāo)函數(shù)，獲得光伏電源在配電網(wǎng)中的最佳接入位置和 容量。
[0006] 本發(fā)明為解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：
[0007] 所述含光伏電源的配電網(wǎng)規(guī)劃方法，主要包含光伏電源的年投資運(yùn)行成本、網(wǎng)絡(luò) 年損耗費(fèi)用、向上級(jí)電網(wǎng)的購(gòu)電費(fèi)用和光伏電源因政策補(bǔ)貼節(jié)省的社會(huì)成本，包括W下步 驟：
[0008] (1)建立社會(huì)成本的目標(biāo)函數(shù)： 陽(yáng)009] minC,。,。/ 二C, +Q" +C。, -Cp 陽(yáng)010] 式中，CtDtgi為社會(huì)成本；CP為光伏電源的年投資運(yùn)行成本；CIm,為網(wǎng)絡(luò)年損耗費(fèi) 用；C。。為向上級(jí)電網(wǎng)的購(gòu)電費(fèi)用；為光伏電源因政策補(bǔ)貼節(jié)省的社會(huì)成本；
[0011] a、建立光伏電源的年投資運(yùn)行成本Cp的函數(shù)： 陽(yáng) 〇1引 = 1^-1
[0013]
[0014] 式中，np為接入配電網(wǎng)的光伏電源個(gè)數(shù)；a為光伏電源的年投資平均費(fèi)用系數(shù)； Cpi為第i個(gè)光伏電源的投資費(fèi)用；WPi為第i個(gè)光伏電源的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用；T為年利率；t 為規(guī)劃年限；
[0015] b、建立網(wǎng)絡(luò)年損耗費(fèi)用CiMS的函數(shù)：
[0016] C:t化S二文C。。望AP" f=L
[0017] 式中，ni為配電網(wǎng)線路條數(shù)；C。為單位電價(jià)（元/kWh) ; ^?為支路的年最大負(fù)荷 損耗小時(shí)數(shù)化）；APii為第i條支路的有功損耗；
[0018] C、建立向上級(jí)電網(wǎng)的購(gòu)電費(fèi)用C。。的函數(shù)：
[0019] Cen=TmaxX(Ps-Psp)XCo
[0020] 式中，Tm。為最大負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù)；PS為配電網(wǎng)總有功負(fù)荷；P,P為光伏電源總 有功出力；
[0021] t建立光伏電源因政策補(bǔ)貼節(jié)省的社會(huì)成本強(qiáng)的函數(shù)： ?p
[002引C^p=C, /?護(hù)『2 畫(huà). J=I 陽(yáng)02引式中，Cl為國(guó)家補(bǔ)貼成本（元/kWh) 為年最大光照利用小時(shí)數(shù)；
[0024] (2)確定約束條件，約束條件主要包括： 陽(yáng)0巧]e、節(jié)點(diǎn)電壓約束：
[0026]UiUi^Uimax 陽(yáng)027] 式中，Ui為i節(jié)點(diǎn)的電壓值；U1mi。為節(jié)點(diǎn)電壓下限值；U1m。、為節(jié)點(diǎn)電壓上限值； [0028] f、支路容量約束： W29]P,《P.,max
[0030] 式中，Pj為流過(guò)線路j的有功功率；Pim。為第J條線路傳輸有功功率的上限值；
[0031] g、配電網(wǎng)接入光伏電源容量約束： 陽(yáng)03引Spi《Simax
[0033] Ssp^Sl
[0034] 式中，Spi為i節(jié)點(diǎn)接入的光伏電源的容量；S1m。、為i節(jié)點(diǎn)允許接入的光伏電源的 容量上限值；5,。為配電網(wǎng)中接入光伏電源的總?cè)萘浚?^為配電網(wǎng)負(fù)荷總量的10% ;
[0035] (3)利用含混濁優(yōu)化的粒子群算法對(duì)規(guī)劃方法進(jìn)行求解，并輸出最優(yōu)規(guī)劃方案，確 定光伏電源的最佳接入位置和容量。
[0036] 優(yōu)選地，所述含混濁優(yōu)化的粒子群算法對(duì)規(guī)劃方法的求解步驟主要包括：
[0037] 步驟1 :輸入原始數(shù)據(jù)，主要包括配電網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)及線路相關(guān)參數(shù)，粒子群體數(shù)目， 學(xué)習(xí)因子Cl和C2,最大迭代次數(shù)，慣性權(quán)重《，粒子群最大更新速度Vm。、，控制變量y，隨機(jī) 因子a; 陽(yáng)03引步驟2 :在捜索空間內(nèi)，隨機(jī)產(chǎn)生M個(gè)粒子，初始種群為[Pi，P2，P3,…，Pi,…，PmL使用潮流計(jì)算進(jìn)行判定，Pi為滿足規(guī)劃方法的任一可行解；
[0039] 步驟3:計(jì)算各粒子的適應(yīng)度，記錄當(dāng)前粒子的個(gè)體極值Pi,并從中選出全局極值Pb;
[0040] 步驟4:利用下式對(duì)粒子進(jìn)行進(jìn)化更新，并計(jì)算出更新粒子的個(gè)體極值Pi和全局 極值Pg;
[0041] V記=(wtd + C、.醒d(). (pI!…屯,)W滬 . (pI廠如)
[0042]瑞1=城+，分
[0043] 式中，CO為慣性權(quán)重；Cl和C2為學(xué)習(xí)因子；
[0044] 步驟5 :判斷最優(yōu)粒子是否與相鄰S代相同，若相同，進(jìn)行步驟d混濁優(yōu)化；若不 同，跳到步驟e;
[0045] 步驟6 :將粒子群的最優(yōu)位置映射到Logistic函數(shù)，產(chǎn)生混濁變量序列，然后逆映 射回原解空間，計(jì)算上述可行解序列中每個(gè)可行解的適應(yīng)值，并保留適應(yīng)值最優(yōu)時(shí)對(duì)應(yīng)的 可行解，代替粒子群中一個(gè)隨機(jī)的粒子；
[0046] 步驟7 :判斷是否已達(dá)到最大迭代次數(shù)，若未達(dá)到，轉(zhuǎn)到步驟曰，繼續(xù)進(jìn)行，若已達(dá) 至IJ，轉(zhuǎn)到步驟f;
[0047] 步驟8 :輸出最優(yōu)規(guī)劃方案。
[0048] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下有益效果：
[0049] 在配電網(wǎng)上增加光伏電源時(shí)，需要確定其合理的接入位置和容量；本發(fā)明充分考 慮配電網(wǎng)的潮流、電壓及電流等約束，采用經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)的原理規(guī)劃光伏電源，并利用改進(jìn)的 粒子群算法進(jìn)行求解計(jì)算，避免了傳統(tǒng)粒子群算法中早熟的問(wèn)題，進(jìn)而計(jì)算出光伏電源的 最佳接入位置和容量，降低了配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)損耗，減少了配電網(wǎng)的運(yùn)行費(fèi)用，改善了系統(tǒng)的 電壓，增強(qiáng)了系統(tǒng)的負(fù)載能力；不僅能夠保障配電網(wǎng)安全有效的運(yùn)行，還能使其經(jīng)濟(jì)效益得 到進(jìn)一步的提局。
【附圖說(shuō)明】
[0050] 圖1本發(fā)明的流程框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0051] 下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步描述： 陽(yáng)0巧實(shí)施例1
[0053] 本發(fā)明所述含光伏電源的配電網(wǎng)規(guī)劃方法，主要包含光伏電源的年投資運(yùn)行成 本、網(wǎng)絡(luò)年損耗費(fèi)用、向上級(jí)電網(wǎng)的購(gòu)電費(fèi)用和光伏電源因政策補(bǔ)貼節(jié)省的社會(huì)成本，包括 W下步驟：
[0054] (1)建立社會(huì)成本的目標(biāo)函數(shù)：
[0055] min Cw = C；+ + C。,-巧r
[0056]式中，CtDtgi為社會(huì)成本；CP為光伏電源的年投資運(yùn)行成本；CIms為網(wǎng)絡(luò)年損耗費(fèi) 用；C。。為向上級(jí)電網(wǎng)的購(gòu)電費(fèi)用；得為光伏電源因政策補(bǔ)貼節(jié)省的社會(huì)成本；
[0057]曰、建立光伏電源的年投資運(yùn)行成本Cp的函數(shù)： .化口 陽(yáng)05引 Cp。芝換:掉
[0059]
[0060] 式中，np為接入配電網(wǎng)的光伏電源個(gè)數(shù)；a為光伏電源的年投資平均費(fèi)用系數(shù)； Cpi為第i個(gè)光伏電源的投資費(fèi)用；WPi為第i個(gè)光伏電源的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用；T為年利率；t 為規(guī)劃年限；
[0061] b、建立網(wǎng)絡(luò)年損耗費(fèi)用ChJ勺函數(shù)： 訴'
[00創(chuàng) Cfcw=玄C。。腳 扛1
[0063] 式中，ni為配電網(wǎng)線路條數(shù)；C。為單位電價(jià)（元/kWh) ; 為支路的年最大負(fù)荷 損耗小時(shí)數(shù)化）；APii為第i條支路的有功損耗； W64] C、建立向上級(jí)電網(wǎng)的購(gòu)電費(fèi)用C。。的函數(shù)： W65]Cen=TmaxX(Ps-Psp)XCo 陽(yáng)066] 式中，Tm。為最大負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù)；PS為配電網(wǎng)總有功負(fù)荷；PSP為光伏電源總 有功出力；
[0067] t建立光伏電源因政策補(bǔ)貼節(jié)省的社會(huì)成本巧的函數(shù)： 株。 00側(cè)Cp= C, ',巧片2,麗... /=1 W例式中，Cl為國(guó)家補(bǔ)貼成本（元/kWh) ; 為年最大光照利用小時(shí)數(shù)；
[0070] (2)確定約束條件，約束條件主要包括：
[0071] e、節(jié)點(diǎn)電壓約束： 陽(yáng)07引 UiUi^Uimax 陽(yáng)〇7引式中，Ui為i節(jié)點(diǎn)的電壓值；U1min為節(jié)點(diǎn)電壓下限值；U1max為節(jié)點(diǎn)電壓上限值； 陽(yáng)07