一種電力系統(tǒng)中使分布式電源接入主動配電網(wǎng)的方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種電力系統(tǒng)中使分布式電源接入主動配電網(wǎng)的方法，屬于電力系統(tǒng) 動態(tài)性能分析技術(shù)領域。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前分布式電源主要包括光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)、燃料電池并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)、微型燃氣 輪機并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)、蓄電池儲能系統(tǒng)W及風力并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)等。研究分布式電源并網(wǎng)對主 動配電網(wǎng)的影響至少需要考慮兩個方面的內(nèi)容；分布式電源建模和主動配電網(wǎng)控制策略。 現(xiàn)有的分析方法W建立較為精確的分布式電源模型為主，系統(tǒng)級的控制和協(xié)調(diào)出力并沒有 深入研究。而實際運行過程中不同時刻下對應的外界環(huán)境情況不同，分布式電源最佳出力 和出力狀況不同，分布式電源之間出力的協(xié)調(diào)情況也不相同。為了保證配電網(wǎng)絡運行情況 符合實際，研究分布式電源與主動配電網(wǎng)之間的相互作用需要考慮系統(tǒng)的控制協(xié)調(diào)策略， 在建立精確分布式電源模型的基礎上，結(jié)合外界環(huán)境變化，研究分布式電源并網(wǎng)的影響。
[0003] 針對不同的分布式電源，研究其對配電網(wǎng)短路電流、繼電保護和電壓分布等的影 響，需要根據(jù)分布式電源類型設置外界環(huán)境變化參數(shù)，考慮光照強度、風速、壓力機特性、分 布式電源類型、儲能類型及方式等因素。分布式電源隨外界環(huán)境參數(shù)變化其出力結(jié)果不同， 需要在模型中較為精確地體現(xiàn)出來。
[0004] 常見的光伏電池數(shù)學模型主要包括理想模型、單二極管模型和雙二極管模型。光 伏電池等效電路如圖1所示，忽略電池內(nèi)部所有損耗，光伏電池由一個光生電流源Iph和一 個二極管D并聯(lián)組成。其中二極管不是一個在導通和關(guān)斷兩種模式間切換的理想型開關(guān)元 件，其電壓和電流之間存在連續(xù)性非線性關(guān)系。同時還考慮內(nèi)部損耗，通過增加串聯(lián)電阻氏 和并聯(lián)電阻來模擬。其輸出伏安特性為：
[0005]
【主權(quán)項】
I. 一種電力系統(tǒng)中使分布式電源接入主動配電網(wǎng)的方法，其特征在于該方法包括以下 步驟： (1) 設電力系統(tǒng)的主動配電網(wǎng)中有Nnig個微電網(wǎng)，根據(jù)遺傳算法，得到微電網(wǎng)出力控制 子染色體矩陣PMe，子染色體矩陣Pk的行號與微電網(wǎng)的序號相對應，行向量為相應微電網(wǎng)的 日前出力計劃，子染色體矩陣PMe的列向量相應微電網(wǎng)在各時刻的控制輸出，微電網(wǎng)出力控 制子染色體矩陣PMe為：
其中，Pmcu為第i個微電網(wǎng)在j時段的控制輸出； 根據(jù)電力系統(tǒng)運行特性，當?shù)趇個微電網(wǎng)在日前計劃交互功率中j時刻的功率Pmi，j>〇 時，微電網(wǎng)呈負載性，則上述出力控制子染色體矩陣Pk中的元素PMM，j=O; (2) 根據(jù)遺傳算法，得到電力系統(tǒng)中分布式電源的子染色體編碼矩陣為：
其中，Ndg為分布式電源個數(shù)，PDM，j為第i個分布式電源在j時段的控制輸出； (3) 根據(jù)上述微電網(wǎng)出力控制子染色體矩陣和分布式電源的子染色體編碼矩陣，使遺 傳算法的個體用下述H表示，以使分布式電源接入主動配電網(wǎng)：
(4) 定義當電力系統(tǒng)的第i個微電網(wǎng)的公共連接點處交互功率日前計劃在j時段的交 互功率PmijX)時，微電網(wǎng)為負載性，且p2 j= 1、pUj= 0,pnj為第i個微電網(wǎng)j時刻的 發(fā)電狀態(tài)，P為第i個分布式電源j時刻的發(fā)電狀態(tài)；當電力系統(tǒng)的第i個微電網(wǎng)的公 共連接點處交互功率日前計劃在j時段的交互功率P1^jSO時，微電網(wǎng)為電源性，且P2，j =0、Plij= 1，并得到以下電力系統(tǒng)的源/載互斥矩陣：
(5) 根據(jù)上述電力系統(tǒng)微電網(wǎng)出力控制子染色體矩陣、分布式電源的子染色體編碼矩 陣和源/載互斥矩陣，隨機產(chǎn)生微電網(wǎng)單元有功出力子染色體編碼矩陣Pk中各元素，即第 i個微電網(wǎng)j時刻的發(fā)電功率為： PiGijJ=Pli,jIPmi,jIXRand 其中，Rand為O~1之間的隨機數(shù)，Pmu為第i個微電網(wǎng)在j時段的公共連接點處交 互功率； (6) 隨機產(chǎn)生分布式電源有功出力子染色體編碼矩陣Pw中各元素，即第i個微電網(wǎng)j 時刻的發(fā)電功率為： Pdgijj=PDGijaxXRand 式中：Pllcijlax為分布式電源的出力上限； (7) 設定電力系統(tǒng)中主動配電網(wǎng)互動調(diào)度決策控制變量的初始群體為三維向量 ，群體規(guī)模為M，三維向量中的第k個元素為：
(8) 得到初始群體后，對染色體編碼，隨機生成初始種群，將遺傳代數(shù)置為G= 1，計算 群體中每個個體的適應度函數(shù)大小和相對適應度大小，即作為個體被遺傳到下一代群體中 的概率；然后采用盤輪法產(chǎn)生〇~1之間的隨機數(shù)，確定個體被選中遺傳給下一代，設置 保留算子，保留父代優(yōu)良個體，從中各選擇兩個微電網(wǎng)交互功率子染色體父代和分布式電 源出力子染色體父代，然后生成〇~1隨機數(shù)，生成介于1~24之間的隨機交叉位j，在 交叉位j上對父代兩個列向量進行交叉，生成新的子染色體Sl和S2 ;接下來隨機選擇不 同分布式電源發(fā)電機組，即選擇兩個行向量，隨機產(chǎn)生變異的起始位nl和終止位n2,滿足 I<nl<n2 < 24 ;變異操作，形成新的染色體，計算種群的目標函數(shù)值和適應度，進而形成 下一代種群，將遺傳代數(shù)置為G=G+1，此時判斷是否滿足終止條件，如果滿足，結(jié)束計算， 如果不滿足，則從第（8)步開始繼續(xù)計算； (9) 滿足終止條件計算結(jié)束后，得到的三維向量Ml:V+Afw；)x24rf^為電力系統(tǒng)中 微電網(wǎng)和分布式電源在特定時段內(nèi)的最優(yōu)功率分配，在此基礎上便可以分析分布式電源并 網(wǎng)對主動配電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)性能影響。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)中使分布式電源接入主動配電網(wǎng)的方法，屬于電力系統(tǒng)動態(tài)性能分析技術(shù)領域。本方法在建立精確分布式電源模型的基礎上，借助遺傳算法的通用框架求解復雜的非線性動態(tài)問題，外界環(huán)境變化通過模型狀態(tài)輸出量變化來體現(xiàn)，將主動配電網(wǎng)絡節(jié)點狀態(tài)統(tǒng)一起來，通過流程相對簡單的算法進行處理，可以方便的在電路分析平臺中實現(xiàn)。本方法采用了基于實數(shù)編碼的遺傳算法，算法結(jié)構(gòu)和流程固定，可以借助計算機編程實現(xiàn)，便于較大規(guī)模的分布式電源并網(wǎng)分析，計算過程簡單高效。在系統(tǒng)層面協(xié)調(diào)控制的基礎上可以研究較大規(guī)模分布式電源并網(wǎng)對主動配電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)性能的影響，分析結(jié)果可靠。
【IPC分類】H02J3-46, G06N3-12
【公開號】CN104716672
【申請?zhí)枴緾N201510107974
【發(fā)明人】趙明欣, 惠慧, 張偉, 余占清, 朱童, 劉偉, 劉俊旭, 胡婷婷
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學研究院, 國網(wǎng)山東省電力公司煙臺供電公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年3月12日