一種基于供電能力的主動(dòng)配電網(wǎng)安全等級(jí)劃分方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于供電能力的主動(dòng)配電網(wǎng)安全等級(jí)劃分方法。本發(fā)明方法充分考慮主動(dòng)配電網(wǎng)的特點(diǎn)，建立了節(jié)點(diǎn)多性質(zhì)的最大供電能力求解模型，考慮分布式電源及儲(chǔ)能系統(tǒng)的相關(guān)約束和電壓約束，將其中的非線性約束轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)錐約束形式，并用錐優(yōu)化方法進(jìn)行計(jì)算，提高了計(jì)算速度和準(zhǔn)確性；同時(shí)，本發(fā)明方法以靜態(tài)安全分析為基礎(chǔ)定義并構(gòu)建了適用于主動(dòng)配電網(wǎng)的安全評價(jià)指標(biāo)體系，進(jìn)而建立了主動(dòng)配電網(wǎng)的安全等級(jí)劃分模型，實(shí)現(xiàn)對主動(dòng)配電網(wǎng)安全性的有效評價(jià)。
【專利說明】
-種基于供電能力的主動(dòng)配電網(wǎng)安全等級(jí)劃分方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種主動(dòng)配電網(wǎng)安全性評價(jià)方法，尤其是一種基于供電能力與安全等 級(jí)劃分的安全性評價(jià)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著分布式能源在配電網(wǎng)中的滲透率不斷提高，傳統(tǒng)配電網(wǎng)的運(yùn)行控制方式已經(jīng) 不能適應(yīng)當(dāng)今高滲透率分布式能源的接入，由此帶來的技術(shù)及管理等多方面的問題決定其 有必要向主動(dòng)配電網(wǎng)演變。由此，2008年在國際大會(huì)議配電與分布式發(fā)電專委會(huì)上，C6.11 項(xiàng)目組在所發(fā)表的"主動(dòng)配電網(wǎng)的運(yùn)行與發(fā)展"研究報(bào)告中明確提出了主動(dòng)配電網(wǎng)W及分 布式能源的概念，并且歐洲已經(jīng)建立了主動(dòng)配電網(wǎng)的實(shí)際研究示范工程。目前，國內(nèi)外對主 動(dòng)配電網(wǎng)的研究主要設(shè)及控制方式、分布式電源的規(guī)劃及優(yōu)化調(diào)度、電壓管理、電動(dòng)汽車的 主動(dòng)管理、需求側(cè)管理、主動(dòng)配電網(wǎng)的保護(hù)和故障定位等。國內(nèi)外對主動(dòng)配電網(wǎng)各方面的研 究已取得了可觀的成果，但對安全性評估方面卻設(shè)及不多。
[0003] 傳統(tǒng)配電網(wǎng)一般通過配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)重構(gòu)及較大的負(fù)荷裕度來應(yīng)對系統(tǒng)的不確定性 W保證供電可靠性，而主動(dòng)配電網(wǎng)的供電安全受間歇性電源及現(xiàn)有資源可利用情況等新特 征的影響，其挑戰(zhàn)在與如何通過信息通信系統(tǒng)及高級(jí)測量設(shè)備綜合分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng) 和主動(dòng)負(fù)荷的信息資源的限制情況完成對現(xiàn)有資源的綜合利用。對于傳統(tǒng)配電網(wǎng)安全性研 究方向主要設(shè)及可靠性分析，風(fēng)險(xiǎn)性評估W及供電能力分析等，對主動(dòng)配電系統(tǒng)安全性評 估研究則增加了新的元素。分布式能源的接入對潮流的影響是主動(dòng)配電網(wǎng)安全性評價(jià)的新 增影響因素之一，必須在滿足熱穩(wěn)定及電壓約束的前提下，對主動(dòng)配電網(wǎng)的最大供電能力 及安全性做出評估。
[0004] 綜上所述，有必要發(fā)明一種主動(dòng)配電網(wǎng)最大供電能力計(jì)算方法W及安全性評價(jià)方 法，W完成分布式能源接入對主動(dòng)配電網(wǎng)安全性的影響程度的評估。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明目的在于提供一種能定性定量評價(jià)主動(dòng)配電網(wǎng)安全性的基于供電能力的 主動(dòng)配電網(wǎng)安全等級(jí)劃分方法。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用了 W下技術(shù)方案:本發(fā)明所述方法的具體步驟如下：
[0007] (1)考慮分布式電源出力的波動(dòng)性及接入電網(wǎng)的容量大小，對主動(dòng)配電網(wǎng)進(jìn)行失 負(fù)荷分析，判斷電網(wǎng)的失負(fù)荷情況并計(jì)算失負(fù)荷率指標(biāo)；
[000引（2)考慮分布式電源及主動(dòng)負(fù)荷的波動(dòng)性，分析過負(fù)荷即線路越限情況并計(jì)算越 限指標(biāo)；
[0009] (3)建立節(jié)點(diǎn)多性質(zhì)主動(dòng)配電網(wǎng)最大供電能力模型并轉(zhuǎn)化為錐優(yōu)化模型進(jìn)行計(jì) 算，結(jié)合實(shí)際負(fù)荷水平，計(jì)算主動(dòng)配電網(wǎng)的供電安全裕度；
[0010] (4)進(jìn)行主動(dòng)負(fù)荷特性分析，根據(jù)主動(dòng)負(fù)荷的可控性及分布均衡性分析定義并計(jì) 算主動(dòng)負(fù)荷賭；
[0011] (5)應(yīng)用一致性主動(dòng)控制原則分析儲(chǔ)能裝置的充放電作用為主動(dòng)配電網(wǎng)帶來的靈 活性，定義并計(jì)算主動(dòng)調(diào)節(jié)率指標(biāo)；
[0012] (6)對步驟(3)、（4)、（5)中得出的安全裕度指標(biāo)、主動(dòng)負(fù)荷賭指標(biāo)及主動(dòng)調(diào)解率指 標(biāo)進(jìn)行綜合分析定義并計(jì)算主動(dòng)安全度指標(biāo)，建立主動(dòng)配電網(wǎng)的安全性評價(jià)指標(biāo)體系； [OOU] (7)根據(jù)步驟(1)、（2)、（6)得出的失負(fù)荷率指標(biāo)、娜良指標(biāo)和主動(dòng)安全度指標(biāo)的大 小進(jìn)行主動(dòng)配電網(wǎng)安全等級(jí)劃分。
[0014] 進(jìn)一步的，在步驟(1)中，所述的主動(dòng)配電網(wǎng)的失負(fù)荷率指標(biāo)不同于傳統(tǒng)配電網(wǎng)或 輸電網(wǎng)中的失負(fù)荷率，前者是根據(jù)分布式電源的滲透率大小及波動(dòng)性程度進(jìn)行定義的，而 后者是在進(jìn)行N-I+1校驗(yàn)或N-I校驗(yàn)的過程中得出的；
[0015] 所述步驟(1)的具體過程如下：
[0016] 當(dāng)接入分布式電源的容量為電網(wǎng)提供比例較大的用電負(fù)荷時(shí)，一旦出現(xiàn)分布式電 源出力波動(dòng)大的情況，如出力突然大幅度下降，將有可能失去一部分負(fù)荷，此種情況下的失 負(fù)荷率指標(biāo)(用LLR表示)計(jì)算公式為：
[0017]其中，Piioss為節(jié)點(diǎn)i的失負(fù)荷量，m為失負(fù)荷節(jié)點(diǎn)數(shù)，Pj為節(jié)點(diǎn)j的負(fù)荷值，M為負(fù)荷 節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，a功節(jié)點(diǎn)i所帶負(fù)荷的等級(jí)因子(0<〇1《1)，〇1越大，節(jié)點(diǎn)i所帶負(fù)荷越重要，曰功 節(jié)點(diǎn)j所帶負(fù)荷的等級(jí)因子；
[0018] 進(jìn)一步的，在步驟(2)中，所述的主動(dòng)配電網(wǎng)的越限指標(biāo)不同于傳統(tǒng)配電網(wǎng)或輸電 網(wǎng)中的越限指標(biāo)，前者是分布式電源滲透率的大小及主動(dòng)負(fù)荷的波動(dòng)性與隨機(jī)性帶來的影 響，而后者是在進(jìn)行N-1+1校驗(yàn)或N-I校驗(yàn)的過程中得出的；
[0019] 所述步驟(2)的具體過程如下：
[0020] 當(dāng)負(fù)荷波動(dòng)很大時(shí)，如出現(xiàn)負(fù)荷大幅度增加有可能導(dǎo)致線路越限情況的發(fā)生，越 限指標(biāo)(用TC表示)的計(jì)算公式為
[0021] 其中，1代表越限支路，e為越限支路條數(shù);Pi%越限支路1的潮流;Piiim為支路1的 極限容量；《1為支路權(quán)重。
[0022] 進(jìn)一步的，在步驟(3)中，所述的節(jié)點(diǎn)多性質(zhì)主動(dòng)配電網(wǎng)最大供電能力計(jì)算模型考 慮了除熱穩(wěn)定約束及電壓約束之外的分布式電源及儲(chǔ)能系統(tǒng)的相關(guān)約束，并定義運(yùn)算符 "將運(yùn)些約束嵌入計(jì)算模型中；在進(jìn)行錐模型轉(zhuǎn)換時(shí)，同樣把分布式電源及儲(chǔ)能系統(tǒng)的 相關(guān)約束進(jìn)行了轉(zhuǎn)換；
[0023] 所述步驟(3)的具體過程如下：
[0024] (3-1)建立節(jié)點(diǎn)多性質(zhì)最大供電能力求解模型
[0025] 首先定義主動(dòng)配電系統(tǒng)的最大供電能力（用ATSC表示）為在當(dāng)前配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)確定 的前提下，滿足分布式電源及儲(chǔ)能系統(tǒng)約束，熱穩(wěn)定及電壓約束的最大負(fù)荷供應(yīng)能力；
[0026] 根據(jù)主動(dòng)配電網(wǎng)最大供電能力的定義，建立了節(jié)點(diǎn)多性質(zhì)主動(dòng)配電網(wǎng)最大供電能 力求解模型，模型如下；
[0027] 目標(biāo)函數(shù)為：
[0028]其中，Pi為節(jié)點(diǎn)i的負(fù)荷，M為負(fù)荷節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)；
[00巧]約束條件為：
[0030]
[0031] 其中，定義上式運(yùn)算符"@ "表示節(jié)點(diǎn)i由單純的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)接入分布式電源或儲(chǔ)能 系統(tǒng)后變?yōu)閹в须娫葱再|(zhì)的節(jié)點(diǎn)，并不是在數(shù)值上相加，實(shí)際上是增加了電源節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù) 及約束;上述約束條件中第一、二個(gè)公式為系統(tǒng)的潮流約束，第=個(gè)公式為運(yùn)行電壓水平約 束，第四個(gè)公式為支路電流約束，第五個(gè)公式為分布式電源的功率約束，第六個(gè)公式為儲(chǔ)能 系統(tǒng)充放電功率約巧.笠 A、八個(gè)公擊為儲(chǔ)能系統(tǒng)的補(bǔ)由獻(xiàn)杰約巧，
[003^ 其中，
Dij = gijbshij/2；
[003；3 ] Ai j、Bi j、Ci j、Di j為計(jì)算節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j之間線路上流過電流的系數(shù)；
[0034] gi j、bi j、bshu分別為節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j之間線路的電導(dǎo)、電納和對地電納；
[00對 611、811、6^、84分別為節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣中的自電導(dǎo)、自電納、互電導(dǎo)、互導(dǎo)納；
[0036] 心￥^、01汾別為節(jié)點(diǎn)1、濾電壓幅值和相角差；
[0037] Pi、化分別為節(jié)點(diǎn)i的負(fù)荷有功功率和無功功率；
[0038] 是、香分別為節(jié)點(diǎn)i的負(fù)荷有功功率、無功功率上限；
[0039] 時(shí)Ci、Qdc汾別為接入節(jié)點(diǎn)i的分布式電源有功出力和無功出力；
[0040] 扣ssi、跑SSi分別為接入節(jié)點(diǎn)i的儲(chǔ)能裝置的有功充放電功率和無功充放電功率；
[OOW Vimax、Vimin分別為節(jié)點(diǎn)i電壓幅值上下限；
[0042] IuJumax分別為支路ij的電流幅值及其上限；
[0043 ] SDGimax表示分布式電源視在功率的最大值；
[0044] 扣55,*為*時(shí)刻的充放電功率，巧造^和巧1^為儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電功率上下限；
[0045] SOCt為儲(chǔ)能系統(tǒng)在t時(shí)刻的荷電狀態(tài)，A t為時(shí)間間隔，SOCmax和socmin分別為荷電 狀態(tài)的上下限;SOC(O)和SOC(T)分別為充放電周期始末的荷電狀態(tài)；
[0046] (3-2)將最大供電能力求解模型轉(zhuǎn)換為錐優(yōu)化求解模型
[0047] 將步驟(3-1)中建立的最大供電能力求解模型進(jìn)行錐模型轉(zhuǎn)換，具體過程為：
[0048] 首先，定義
[0049] 將Xi、Yu、Zu替換原模型中Vi、Vj、0U，則目標(biāo)函數(shù)由非線性變?yōu)榫€性形式：
[0050] 同時(shí)，系統(tǒng)潮流約束轉(zhuǎn)化為
[0化1] 運(yùn)行電壓水平約束；
[0052]支路電流約束變?yōu)?[0化3] 分布式電源約束條'
[0054] 易知：
[0055] 將上式寫成
擴(kuò)大解的捜索空間且不改變解的最優(yōu)性；
[0056] W上轉(zhuǎn)化可使Pdgi、Qdgi和電壓等決策變量構(gòu)成旋轉(zhuǎn)錐的笛卡爾乘積形式，滿足捜 索空間在凸錐的范圍內(nèi)；由于儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電功率約束及荷電狀態(tài)約束均為線性約束，滿 足錐優(yōu)化算法的線性約束形式，因此無需再行轉(zhuǎn)化；
[0057] (3-3)計(jì)算主動(dòng)配電網(wǎng)的供電安全裕度
[005引結(jié)合最大供電能力的計(jì)算結(jié)果，將實(shí)時(shí)最大供電能力和實(shí)際負(fù)荷之間的差值與實(shí) 際負(fù)荷之間的比值作為安全裕度(用SM表示），計(jì)算公式為
[0059] 其中，ATSC為主動(dòng)配電系統(tǒng)的最大供電能力，XPi為各節(jié)點(diǎn)實(shí)際所帶負(fù)荷之和。
[0060] 進(jìn)一步的，在步驟(4)中，所述的主動(dòng)負(fù)荷賭指標(biāo)不同于輸電網(wǎng)中的系統(tǒng)負(fù)荷賭指 標(biāo)，主動(dòng)負(fù)荷賭指標(biāo)是在主動(dòng)負(fù)荷的可控性分析的基礎(chǔ)上考慮主動(dòng)負(fù)荷分布均勻程度提出 的，受需求側(cè)管理中的負(fù)荷優(yōu)化作用影響，而系統(tǒng)負(fù)荷賭指標(biāo)是輸電網(wǎng)中固定負(fù)荷的分布 情況；
[0061] 所述步驟(4)的具體過程如下：
[0062] 定義各負(fù)荷點(diǎn)的有效負(fù)載率iii為：
[0063] 其中，Pi為節(jié)點(diǎn)i的負(fù)荷值，4為節(jié)點(diǎn)i 一天內(nèi)的平均負(fù)荷;根據(jù)有效負(fù)載率的大小 給定常數(shù)序列U=化1，化，...，化，...，Un}(每兩個(gè)相鄰常數(shù)代表一個(gè)負(fù)載率區(qū)間，本文取U = {0,0.2,...,1},每個(gè)區(qū)間長度為0.2);
[0064] 用fk表示第k個(gè)負(fù)載率區(qū)間內(nèi)的負(fù)荷個(gè)數(shù)，概率化得
[0065] 其中，P化)為負(fù)載率me (化，化+1]的負(fù)荷個(gè)數(shù)占總負(fù)荷的比例；
[0066] 由上兩式可得主動(dòng)負(fù)荷賭(用ALE表示)為：
》
[0067] 進(jìn)一步的，所述步驟(5)的具體過程如下：
[0068] (5-1)儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電功率計(jì)算
[0069] 所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電控制采用一致性主動(dòng)控制原則，使每個(gè)儲(chǔ)能裝置的響應(yīng)功 率與容量的比例保持一致，儲(chǔ)能裝置的充放電功率計(jì)算公式為：
[0070]
[0071] Pess, t為充放電功 率，當(dāng)儲(chǔ)能裝置處于充電狀態(tài)時(shí)取負(fù)值，處于放電狀態(tài)時(shí)取正值;H為系統(tǒng)中ESS的個(gè)數(shù)； Pali, t為t時(shí)刻各類負(fù)荷之和;Pa, t為固定負(fù)荷，Pal, t為可轉(zhuǎn)移負(fù)荷，Pil, t為可中斷負(fù)荷，Imt為 0-1變量，取0表示中斷負(fù)荷，取1表示使用負(fù)荷;X表示可中斷客戶，X表示制定可中斷合約的 客戶數(shù);W為Pali,t小于(或大于)運(yùn)；的個(gè)數(shù);巧為第h個(gè)ESS的額定容量；
[0072] (5-2)主動(dòng)調(diào)節(jié)率的計(jì)算
[0073] 主動(dòng)調(diào)節(jié)率（用AR表示)是儲(chǔ)能系統(tǒng)的可控性為主動(dòng)配電網(wǎng)帶來的可調(diào)節(jié)能力的 大小，是定量反映主動(dòng)配電網(wǎng)靈活性的指標(biāo)，計(jì)算公式為：
[0074] 其中，第一項(xiàng)為所有儲(chǔ)能裝置在t時(shí)刻放電時(shí)帶來的供電能力的提高C 乂：）占 原供電能力(ATSCt)的比例，充電時(shí)此項(xiàng)為0;第二項(xiàng)為充電帶來的負(fù)荷的增加占原總負(fù)荷 的比例，放電時(shí)此項(xiàng)為0。
[0075] 進(jìn)一步的，所述步驟(6)的具體過程如下：
[0076] 主動(dòng)安全度指標(biāo)(用ASI表示)是指安全裕度和主動(dòng)調(diào)節(jié)率之和與負(fù)荷分配的均衡 程度的比值，用W定量反映配網(wǎng)的綜合安全性，計(jì)算公式為：
[0077] ASI由S個(gè)因素共同決定，一是SM,主動(dòng)配電網(wǎng)的安全裕度越大，表明電網(wǎng)越安全； 二是主動(dòng)配電網(wǎng)的主動(dòng)調(diào)節(jié)能力AR, AR越大，說明配網(wǎng)的主動(dòng)調(diào)節(jié)能力越大，配網(wǎng)越靈活； =是主動(dòng)負(fù)荷賭ALE，賭值越大，負(fù)荷越不均衡，從而會(huì)減小電網(wǎng)的安全程度。
[0078] 進(jìn)一步的，在步驟(7)中，所述的主動(dòng)配電網(wǎng)安全等級(jí)劃分不同于輸電網(wǎng)的安全等 級(jí)劃分，主動(dòng)配電網(wǎng)安全等級(jí)劃分將安全等級(jí)劃分方法應(yīng)用于主動(dòng)配電網(wǎng)的大背景下，完 成的評價(jià)對象與后者不同，所用安全性指標(biāo)是充分考慮主動(dòng)配電網(wǎng)的特點(diǎn)后分析得出的；
[0079] 所述步驟(7)的具體過程如下：
[0080] 首先，進(jìn)行闊值選取時(shí)假設(shè)負(fù)荷分配為最均勻狀態(tài);選取ASI值為1(或0.5)時(shí)為二 (或S)級(jí)闊值，用TV2(或TV3)表示，說明主動(dòng)配電網(wǎng)自身的靈活性及裕度可W承受當(dāng)前負(fù)荷 1倍(或0.5倍)的波動(dòng)或增長；
[0081] 由LLR、TC及ASI的大小，將主動(dòng)配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)劃分為五個(gè)安全等級(jí)；
[0082] I級(jí):ASI〉TV2,表明各時(shí)刻的負(fù)荷增加I倍后仍有裕度，對主動(dòng)負(fù)荷的承受能力及 分布式電源的消納情況很好，運(yùn)種情況下主動(dòng)配網(wǎng)的運(yùn)行安全性很高；
[0083 ] II級(jí):TV3<AS I <TV2，表明系統(tǒng)可承受當(dāng)前負(fù)荷一半的增長或波動(dòng)，但承受不了 1倍 的波動(dòng)，運(yùn)種情況下主動(dòng)配網(wǎng)的運(yùn)行比較安全；
[0084] III級(jí)：0<ASKTV3,運(yùn)種情況下，主動(dòng)配網(wǎng)能承受的負(fù)荷波動(dòng)較小，可適當(dāng)調(diào)整主 動(dòng)負(fù)荷的大小及分布或適當(dāng)調(diào)整對儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制W增大主動(dòng)配電網(wǎng)的靈活性來增大 ASI，避免事故的發(fā)生；
[00化]IV級(jí):TOO，且不失負(fù)荷，表示主動(dòng)配電網(wǎng)中有越限風(fēng)險(xiǎn)，TC越大，系統(tǒng)過載風(fēng)險(xiǎn)越 高，可適當(dāng)調(diào)節(jié)主動(dòng)負(fù)荷的分布及大小或調(diào)節(jié)儲(chǔ)能系統(tǒng)促進(jìn)分布式電源出力的消納來增大 供電能力，防止越限情況的發(fā)生；
[0086] V級(jí):LLR〉0,表示系統(tǒng)失負(fù)荷情況的嚴(yán)重程度，LLR值越大，失負(fù)荷情況越嚴(yán)重;可 通過網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)或增加主網(wǎng)對配網(wǎng)的供電量減小失負(fù)荷的嚴(yán)重程度。
[0087] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0088] 1、基于錐優(yōu)化算法計(jì)算主動(dòng)配電網(wǎng)的最大供電能力，能提高計(jì)算速度，且考慮到 電壓約束和分布式電源及儲(chǔ)能系統(tǒng)的相關(guān)約束，提高計(jì)算結(jié)果的精確度；
[0089] 2、建立了一套適用于主動(dòng)配電網(wǎng)安全性評價(jià)的指標(biāo)體系，可從橫向、縱向W及配 網(wǎng)靈活性等多角度評估配電網(wǎng)的安全性；
[0090] 3、根據(jù)建立的指標(biāo)體系，建立了主動(dòng)配電網(wǎng)的安全等級(jí)劃分模型，從背景上解決 了分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)和主動(dòng)負(fù)荷的特點(diǎn)為主動(dòng)配電網(wǎng)帶來的安全性的影響程度評價(jià)問 題，為配電網(wǎng)的安全性評價(jià)研究增添了新的內(nèi)容。
【附圖說明】
[0091 ]圖1是本發(fā)明方法的評價(jià)指標(biāo)體系形成過程示意圖。
[0092] 圖2是本發(fā)明方法的儲(chǔ)能裝置充放電一致性主動(dòng)控制示意圖。
[0093] 圖3是本發(fā)明方法的安全等級(jí)劃分總流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0094] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明：
[0095] 結(jié)合圖1、圖2和圖3,本發(fā)明所述計(jì)算方法的具體步驟如下：
[0096] (1)考慮分布式電源出力的波動(dòng)性及接入電網(wǎng)的容量大小，對主動(dòng)配電網(wǎng)進(jìn)行失 負(fù)荷分析，判斷電網(wǎng)的失負(fù)荷情況并計(jì)算失負(fù)荷率；
[0097] 當(dāng)接入分布式電源的容量為電網(wǎng)提供比例較大的用電負(fù)荷時(shí)，一旦出現(xiàn)分布式電 源出力波動(dòng)很大的情況，如出力突然大幅度下降，將有可能失去一部分負(fù)荷，此種情況下的 失負(fù)荷率指標(biāo)(用LLR表示)計(jì)算公式為：
[0098] 其中，PiiMS為節(jié)點(diǎn)i的失負(fù)荷量，m為失負(fù)荷節(jié)點(diǎn)數(shù)，Pj為節(jié)點(diǎn)j的負(fù)荷值，M為負(fù)荷 節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，a功節(jié)點(diǎn)i所帶負(fù)荷的等級(jí)因子(0<〇1《1)，〇1越大，節(jié)點(diǎn)i所帶負(fù)荷越重要，曰功 節(jié)點(diǎn)j所帶負(fù)荷的等級(jí)因子。
[0099] (2)考慮負(fù)荷波動(dòng)性，分析電網(wǎng)的過負(fù)荷即線路越限情況并計(jì)算越限指標(biāo)；
[0100] 當(dāng)負(fù)荷波動(dòng)很大時(shí)，如出現(xiàn)負(fù)荷大幅度增加有可能導(dǎo)致線路越限情況的發(fā)生，越 限指標(biāo)(用TC表示)的計(jì)算公式為：
[0101] 其中，1代表越限支路，e為越限支路條數(shù);越限支路的潮流;Piiim為支路1的極 限容量；《1為支路權(quán)重。
[0102] (3)建立節(jié)點(diǎn)多性質(zhì)主動(dòng)配電網(wǎng)最大供電能力模型并轉(zhuǎn)化為錐優(yōu)化模型進(jìn)行計(jì) 算，結(jié)合實(shí)際負(fù)荷水平，計(jì)算主動(dòng)配電網(wǎng)的供電安全裕度；
[0103] (3-1)建立節(jié)點(diǎn)多性質(zhì)最大供電能力求解模型
[0104] 首先定義主動(dòng)配電系統(tǒng)的最大供電能力（用ATSC表示）為在當(dāng)前配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)確定 的前提下，滿足分布式電源及儲(chǔ)能系統(tǒng)約束，熱穩(wěn)定及電壓約束的最大負(fù)荷供應(yīng)能力。
[0105] 根據(jù)主動(dòng)配電網(wǎng)最大供電能力的定義，建立了節(jié)點(diǎn)多性質(zhì)主動(dòng)配電網(wǎng)最大供電能 力求解模型，具體模型如下。
[0106] 目標(biāo)函數(shù)為：
[0107] 其中，Pi為節(jié)點(diǎn)i的負(fù)荷，M為負(fù)荷節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)。
[010引約束條件為：
[0109] '
[0110] 首先，定義上式運(yùn)算符"受"表示節(jié)點(diǎn)i由單純的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)接入分布式電源或儲(chǔ)能 系統(tǒng)后變?yōu)閹в须娫葱再|(zhì)的節(jié)點(diǎn)，并不是在數(shù)值上相加，實(shí)際上是增加了電源節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù) 及約束。上述約束條件中第一、二個(gè)公式為系統(tǒng)的潮流約束，第=個(gè)公式為運(yùn)行電壓水平約 束，第四個(gè)公式為支路電流約束，第五個(gè)公式為分布式電源的功率約束，第六個(gè)公式為儲(chǔ)能 系統(tǒng)充放電功率約束，第屯、八個(gè)公式為儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)約束；
[0111] 其中，
Dij = gijbshij/2；
[011 ^ Ai j、Bi j、Ci j、Di j為計(jì)算節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j之間線路上流過電流的系數(shù)；
[011引gi j、bi j、bshi j分別為節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j之間線路的電導(dǎo)、電納和對地電納；
[0114] 611、811、6^、84分別為節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣中的自電導(dǎo)、自電納、互電導(dǎo)、互導(dǎo)納；
[011引 Vi、Vj、0i汾別為節(jié)點(diǎn)i、j的電壓幅值和相角差；
[0116] Pi、化分別為節(jié)點(diǎn)i的負(fù)荷有功功率和無功功率；
[0117] 寫、孩分別為節(jié)點(diǎn)i的負(fù)荷有功功率、無功功率上限；
[011引時(shí)Gi、Qdg汾別為接入節(jié)點(diǎn)i的分布式電源有功出力和無功出力；
[0119] 扣ssi、化SSi分別為接入節(jié)點(diǎn)i的儲(chǔ)能裝置的有功充放電功率和無功充放電功率；
[0120] Vimax、Vimin分別為節(jié)點(diǎn)i電壓幅值上下限；
[0121] IuJumax分別為支路ij的電流幅值及其上限；
[0122] SDGimax表示分布式電源視在功率的最大值；
[0123] 扣SS,t為t時(shí)刻的充放電功率，巧Sr和巧晉為儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電功率上下限；
[0124] SOCt為儲(chǔ)能系統(tǒng)在t時(shí)刻的荷電狀態(tài)，A t為時(shí)間間隔，SOCmax和socmin分別為荷電 狀態(tài)的上下限；
[0125] SOC(O)和SOC(T)分別為充放電周期始末的荷電狀態(tài)。
[0126] (3-2)將最大供電能力求解模型轉(zhuǎn)換為錐優(yōu)化求解模型
[0127] 錐優(yōu)化方法能快速準(zhǔn)確的求解優(yōu)化問題，但該方法對優(yōu)化問題的數(shù)學(xué)模型有著嚴(yán) 格地要求，因此本文根據(jù)錐優(yōu)化方法的標(biāo)準(zhǔn)形式將上述建立的最大供電能力求解模型進(jìn)行 了錐模型轉(zhuǎn)換，具體轉(zhuǎn)換過程如下。
[012引首先，定；^
[0129]將Xi、Yu、Zu替換原模型中Vi、Vj、0U，則目標(biāo)函數(shù)由非線性變?yōu)榫€性形式：
化 性。
[0136] W上轉(zhuǎn)化可使Pdgi、Qdgi和電壓等決策變量構(gòu)成旋轉(zhuǎn)錐的笛卡爾乘積形式，滿足捜 索空間在凸錐的范圍內(nèi)。由于儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電功率約束及荷電狀態(tài)約束均為線性約束，滿 足錐優(yōu)化算法的線性約束形式，因此無需再行轉(zhuǎn)化。
[0137] (3-3)計(jì)算主動(dòng)配電網(wǎng)的供電安全裕度
[0138] 結(jié)合最大供電能力的計(jì)算結(jié)果，將實(shí)時(shí)最大供電能力和實(shí)際負(fù)荷之間的差值與實(shí) 際負(fù)荷之間的比值作為安全裕度(用SM表示），計(jì)算公式為：
[0139] 其中，ATSC為主動(dòng)配電系統(tǒng)的最大供電能力，XPi為各節(jié)點(diǎn)實(shí)際所帶負(fù)荷之和。
[0140] (4)進(jìn)行主動(dòng)負(fù)荷特性分析，根據(jù)主動(dòng)負(fù)荷的可控性及分布均衡性分析定義并計(jì) 算主動(dòng)負(fù)荷賭；
[0141] 定義各負(fù)荷點(diǎn)的有效負(fù)載率Wi為：
[0142] 其中，Pi為節(jié)點(diǎn)i的負(fù)荷值，寫為節(jié)點(diǎn)i 一天內(nèi)的平均負(fù)荷。根據(jù)有效負(fù)載率的大小 給定常數(shù)序列U=化1，化，...，化，...，Un}(每兩個(gè)相鄰常數(shù)代表一個(gè)負(fù)載率區(qū)間，本文取U = {0,0.2,...,1},每個(gè)區(qū)間長度為0.2)。
[0143] 用fk表示第k個(gè)負(fù)載率區(qū)間內(nèi)的負(fù)荷個(gè)數(shù)，概率化得：
[0144] 其中，P化)為負(fù)載率WiG (化，化+1]的負(fù)荷個(gè)數(shù)占總負(fù)荷的比例。
[0145] 由上兩式可得主動(dòng)負(fù)荷賭(用ALE表示)為：.
[0146] (5)分析儲(chǔ)能裝置的充放電作用為主動(dòng)配電網(wǎng)帶來的靈活性，定義并計(jì)算主動(dòng)調(diào) 節(jié)率指標(biāo)；
[0147] (5-1)儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電功率計(jì)算
[014引所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電控制采用一致性主動(dòng)控制原則，使每個(gè)儲(chǔ)能裝置的響應(yīng)功率 與容量的比例保持一致，儲(chǔ)能裝置的充放電功率計(jì)算公式為：
[0149] 其中，
，PESS,t為充放電功 率，當(dāng)儲(chǔ)能裝置處于充電狀態(tài)時(shí)取負(fù)值，處于放電狀態(tài)時(shí)取正值;H為系統(tǒng)中ESS的個(gè)數(shù)； Pali,t為t時(shí)刻各類負(fù)荷之和;Pa,t為固定負(fù)荷，Pal,t為可轉(zhuǎn)移負(fù)荷，Pil,t為可中斷負(fù)荷，Im,t為 0-1變量，取0表示中斷負(fù)荷，取1表示使用負(fù)荷;X表示可中斷客戶，X表示制定可中斷合約的 客戶數(shù);W為Pali,t小于(或大于)?;的個(gè)數(shù);巧為第h個(gè)ESS的額定容量。
[0150] (5-2)主動(dòng)調(diào)節(jié)率的計(jì)算
[0151] 主動(dòng)調(diào)節(jié)率（用AR表示)是儲(chǔ)能系統(tǒng)的可控性為主動(dòng)配電網(wǎng)帶來的可調(diào)節(jié)能力的 大小，是定量反映主動(dòng)配電網(wǎng)靈活性的指標(biāo)，計(jì)算公式為：
[0152] 其中，第一項(xiàng)為所有儲(chǔ)能裝置在t時(shí)刻放電時(shí)帶來的供電能力的提高（^rsc；^)占 原供電能力(ATSCt)的比例，充電時(shí)此項(xiàng)為0;第二項(xiàng)為充電帶來的負(fù)荷的增加占原總負(fù)荷 的比例，放電時(shí)此項(xiàng)為0。
[0153] (6)對步驟(3)、步驟(4)和步驟(5)中得出的安全裕度指標(biāo)、主動(dòng)負(fù)荷賭指標(biāo)及主 動(dòng)調(diào)解率指標(biāo)進(jìn)行綜合分析定義并計(jì)算主動(dòng)安全度指標(biāo)；
[0154]主動(dòng)安全度指標(biāo)（用ASI表示)是指安全裕度和主動(dòng)調(diào)節(jié)率之和與負(fù)荷分配的均衡 程度的比值，用W定量反映配網(wǎng)的綜合安全性，計(jì)算公式為：
[01W] ASI由S個(gè)因素共同決定，一是SM,電網(wǎng)的安全裕度越大，表明電網(wǎng)越安全;二是 ADS的主動(dòng)調(diào)節(jié)能力AR, AR越大，說明配網(wǎng)的主動(dòng)調(diào)節(jié)能力越大，配網(wǎng)越靈活;S是主動(dòng)負(fù)荷 賭，賭值越大，負(fù)荷越不均衡，從而會(huì)減小電網(wǎng)的安全程度。
[0156] (7)根據(jù)步驟（1)、步驟(2)和步驟(6)得出的失負(fù)荷率指標(biāo)、越限指標(biāo)和主動(dòng)安全 度指標(biāo)的大小進(jìn)行安全等級(jí)劃分。
[0157] 首先，進(jìn)行闊值選取時(shí)假設(shè)負(fù)荷分配為最均勻狀態(tài)。選取ASI值為1(或0.5)時(shí)為二 (或S)級(jí)闊值，用TV2(或TV3)表示，說明主動(dòng)配電網(wǎng)自身的靈活性及裕度可W承受當(dāng)前負(fù)荷 1倍(或0.5倍)的波動(dòng)或增長。
[0158] 由LLR、TC及ASI的大小，將主動(dòng)配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)劃分為五個(gè)安全等級(jí)。
[0159] I級(jí):ASIXTV2,表明各時(shí)刻的負(fù)荷增加1倍后仍有裕度，對主動(dòng)負(fù)荷的承受能力及 分布式電源的消納情況很好，運(yùn)種情況下主動(dòng)配網(wǎng)的運(yùn)行安全性很高。
[0160] II級(jí):TV3<ASI <TV2，表明系統(tǒng)可承受當(dāng)前負(fù)荷一半的增長或波動(dòng)，但承受不了 1倍 的波動(dòng)，運(yùn)種情況下主動(dòng)配網(wǎng)的運(yùn)行比較安全。
[0161] III級(jí)：0<ASKTV3,運(yùn)種情況下，主動(dòng)配網(wǎng)能承受的負(fù)荷波動(dòng)較小，可適當(dāng)調(diào)整主 動(dòng)負(fù)荷的大小及分布或適當(dāng)調(diào)整對儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制W增大主動(dòng)配電網(wǎng)的靈活性來增大 ASI，避免事故的發(fā)生。
[0162] IV級(jí):TOO，且不失負(fù)荷，表示主動(dòng)配電網(wǎng)中有越限風(fēng)險(xiǎn)，TC越大，系統(tǒng)過載風(fēng)險(xiǎn)越 高，可適當(dāng)調(diào)節(jié)主動(dòng)負(fù)荷的分布及大小或調(diào)節(jié)儲(chǔ)能系統(tǒng)促進(jìn)分布式電源出力的消納來增大 供電能力，防止越限情況的發(fā)生。
[01創(chuàng) V級(jí):LLR〉0，表示系統(tǒng)失負(fù)荷情況的嚴(yán)重程度，LLR值越大，失負(fù)荷情況越嚴(yán)重?？?通過網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)或增加主網(wǎng)對配網(wǎng)的供電量減小失負(fù)荷的嚴(yán)重程度。
[0164] W上所述的實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范 圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方 案做出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于供電能力的主動(dòng)配電網(wǎng)安全等級(jí)劃分方法，其特征在于，所述方法的具體 步驟如下： (1) 考慮分布式電源出力的波動(dòng)性及接入電網(wǎng)的容量大小，對主動(dòng)配電網(wǎng)進(jìn)行失負(fù)荷 分析，判斷電網(wǎng)的失負(fù)荷情況并計(jì)算失負(fù)荷率指標(biāo)； (2) 考慮分布式電源及主動(dòng)負(fù)荷的波動(dòng)性，分析過負(fù)荷即線路越限情況并計(jì)算越限指 標(biāo)； (3) 建立節(jié)點(diǎn)多性質(zhì)主動(dòng)配電網(wǎng)最大供電能力模型并轉(zhuǎn)化為錐優(yōu)化模型進(jìn)行計(jì)算，結(jié) 合實(shí)際負(fù)荷水平，計(jì)算主動(dòng)配電網(wǎng)的供電安全裕度； (4) 進(jìn)行主動(dòng)負(fù)荷特性分析，根據(jù)主動(dòng)負(fù)荷的可控性及分布均衡性分析定義并計(jì)算主 動(dòng)負(fù)荷賭； (5) 應(yīng)用一致性主動(dòng)控制原則分析儲(chǔ)能裝置的充放電作用為主動(dòng)配電網(wǎng)帶來的靈活 性，定義并計(jì)算主動(dòng)調(diào)節(jié)率指標(biāo)； (6) 對步驟(3)、（4)、（5)中得出的安全裕度指標(biāo)、主動(dòng)負(fù)荷賭指標(biāo)及主動(dòng)調(diào)解率指標(biāo)進(jìn) 行綜合分析定義并計(jì)算主動(dòng)安全度指標(biāo)，建立主動(dòng)配電網(wǎng)的安全性評價(jià)指標(biāo)體系； (7) 根據(jù)步驟(1)、（2)、（6)得出的失負(fù)荷率指標(biāo)、越限指標(biāo)和主動(dòng)安全度指標(biāo)的大小進(jìn) 行主動(dòng)配電網(wǎng)安全等級(jí)劃分。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于供電能力的主動(dòng)配電網(wǎng)安全等級(jí)劃分方法，其特征 在于，在步驟(1)中，所述的主動(dòng)配電網(wǎng)的失負(fù)荷率指標(biāo)不同于傳統(tǒng)配電網(wǎng)或輸電網(wǎng)中的失 負(fù)荷率，前者是根據(jù)分布式電源的滲透率大小及波動(dòng)性程度進(jìn)行定義的，而后者是在進(jìn)行 N-1+1校驗(yàn)或N-1校驗(yàn)的過程中得出的； 所述步驟(1)的具體過程如下： 當(dāng)接入分布式電源的容量為電網(wǎng)提供比例較大的用電負(fù)荷時(shí)，一旦出現(xiàn)分布式電源出 力波動(dòng)大的情況，此種情況下的失負(fù)荷率指標(biāo)LLR計(jì)算公式為：其中，PiiDss為節(jié)點(diǎn)i的失負(fù)荷量，m為失負(fù)荷節(jié)點(diǎn)數(shù)，Pj為節(jié)點(diǎn)j的負(fù)荷值，Μ為負(fù)荷節(jié)點(diǎn) 個(gè)數(shù)，α功節(jié)點(diǎn)i所帶負(fù)荷的等級(jí)因子(0<〇1《1)，〇1越大，節(jié)點(diǎn)i所帶負(fù)荷越重要，α功節(jié)點(diǎn) j所帶負(fù)荷的等級(jí)因子。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于供電能力的主動(dòng)配電網(wǎng)安全等級(jí)劃分方法，其特征 在于，在步驟(2)中，所述的主動(dòng)配電網(wǎng)的越限指標(biāo)不同于傳統(tǒng)配電網(wǎng)或輸電網(wǎng)中的越限指 標(biāo)，前者是分布式電源滲透率的大小及主動(dòng)負(fù)荷的波動(dòng)性與隨機(jī)性帶來的影響，而后者是 在進(jìn)行N-1+1校驗(yàn)或N-1校驗(yàn)的過程中得出的； 所述步驟(2)的具體過程如下： 當(dāng)負(fù)荷波動(dòng)很大時(shí)，如出現(xiàn)負(fù)荷大幅度增加有可能導(dǎo)致線路越限情況的發(fā)生，越限指 標(biāo)TC的計(jì)算公式為其中，1代表越限支路，β為越限支路條數(shù);Pi%越限支路1的潮流;Piiim為支路1的極限 容量；ω?為支路權(quán)重。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于供電能力的主動(dòng)配電網(wǎng)安全等級(jí)劃分方法，其特征 在于，在步驟(3)中，所述的節(jié)點(diǎn)多性質(zhì)主動(dòng)配電網(wǎng)最大供電能力計(jì)算模型考慮了除熱穩(wěn)定 約束及電壓約束之外的分布式電源及儲(chǔ)能系統(tǒng)的相關(guān)約束，并定義運(yùn)算符"貨"將運(yùn)些約 束嵌入計(jì)算模型中；在進(jìn)行錐模型轉(zhuǎn)換時(shí)，同樣把分布式電源及儲(chǔ)能系統(tǒng)的相關(guān)約束進(jìn)行 了轉(zhuǎn)換； 所述步驟(3)的具體過程如下： (3-1)建立節(jié)點(diǎn)多性質(zhì)最大供電能力求解模型 首先定義主動(dòng)配電系統(tǒng)的最大供電能力ATSC為在當(dāng)前配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)確定的前提下，滿足 分布式電源及儲(chǔ)能系統(tǒng)約束，熱穩(wěn)定及電壓約束的最大負(fù)荷供應(yīng)能力； 根據(jù)主動(dòng)配電網(wǎng)最大供電能力的定義，建立了節(jié)點(diǎn)多性質(zhì)主動(dòng)配電網(wǎng)最大供電能力求 解模型，模型如下； 目標(biāo)函數(shù)呆其中，Pi為節(jié)點(diǎn)i的負(fù)荷，Μ為負(fù)荷節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)； 約束條件為：其中，定義上式運(yùn)算符"貨"表示節(jié)點(diǎn)i由單純的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)接入分布式電源或儲(chǔ)能系統(tǒng) 后變?yōu)閹в须娫葱再|(zhì)的節(jié)點(diǎn)，并不是在數(shù)值上相加，實(shí)際上是增加了電源節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)及約 束;上述約束條件中第一、二個(gè)公式為系統(tǒng)的潮流約束，第Ξ個(gè)公式為運(yùn)行電壓水平約束， 第四個(gè)公式為支路電流約束，第五個(gè)公式為分布式電源的功率約束，第六個(gè)公式為儲(chǔ)能系 統(tǒng)充放電功率約束，第屯、八個(gè)公式為儲(chǔ)能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)約束； 其中Ai j、Bi j、Ci j、Du為計(jì)算節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j之間線路上流過電流的系數(shù)； g i j、b i j、b S叫分別為節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j之間線路的電導(dǎo)、電納和對地電納； Gii、Bii、Gij、Bu分別為節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣中的自電導(dǎo)、自電納、互電導(dǎo)、互導(dǎo)納； Vi、Vj、0u分別為節(jié)點(diǎn)i、j的電壓幅值和相角差； Pi、化分別為節(jié)點(diǎn)i的負(fù)荷有功功率和無功功率； ^^分別為節(jié)點(diǎn)i的負(fù)荷有功功率、無功功率上限； 時(shí)Gi、QdG汾別為接入節(jié)點(diǎn)i的分布式電源有功出力和無功出力； 扣SSi、化SSi分別為接入節(jié)點(diǎn)i的儲(chǔ)能裝置的有功充放電功率和無功充放電功率； Vimax、Vimin分別為節(jié)點(diǎn)i電壓幅值上下限； Iij、IUmax分別為支路ij的電流幅值及其上限； SoGimax表示分布式電源視在功率的最大值； 扣SS,t為t時(shí)刻的充放電功率，P苗？和巧豈為儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電功率上下限； SOCt為儲(chǔ)能系統(tǒng)在t時(shí)刻的荷電狀態(tài)，Δ t為時(shí)間間隔，SOCmax和SOCmin分別為荷電狀態(tài)的 上下限； SOC(O)和SOC(T)分別為充放電周期始末的荷電狀態(tài)； (3-2)將最大供電能力求解模型轉(zhuǎn)換為錐優(yōu)化求解模型 將步驟(3-1)中建立的最大供電能力求解模型進(jìn)行錐模型轉(zhuǎn)換，具體過程為： 首先，定義將Xi、Yu、Zu替換原模型中Vi、Vj、0。，則目標(biāo)函數(shù)由非線性變?yōu)榫€性形式：易知巧+茍 將上式寫成巧+馬，擴(kuò)大解的捜索空間且不改變解的最優(yōu)性； W上轉(zhuǎn)化可使Pdgi、Qdgi和電壓等決策變量構(gòu)成旋轉(zhuǎn)錐的笛卡爾乘積形式，滿足捜索空 間在凸錐的范圍內(nèi)；由于儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電功率約束及荷電狀態(tài)約束均為線性約束，滿足錐 優(yōu)化算法的線性約束形式，因此無需再行轉(zhuǎn)化； (3-3)計(jì)算主動(dòng)配電網(wǎng)的供電安全裕度 結(jié)合最大供電能力的計(jì)算結(jié)果，將實(shí)時(shí)最大供電能力和實(shí)際負(fù)荷之間的差值與實(shí)際負(fù) 荷之間的比值作為安全裕度SM)，計(jì)算公式為：其中，ATSC為主動(dòng)配電系統(tǒng)的最大供電能力，ΣΡι為各節(jié)點(diǎn)實(shí)際所帶負(fù)荷之和。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于供電能力的主動(dòng)配電網(wǎng)安全等級(jí)劃分方法，其特征 在于，在步驟(4)中，所述的主動(dòng)負(fù)荷賭指標(biāo)不同于輸電網(wǎng)中的系統(tǒng)負(fù)荷賭指標(biāo)，主動(dòng)負(fù)荷 賭指標(biāo)是在主動(dòng)負(fù)荷的可控性分析的基礎(chǔ)上考慮主動(dòng)負(fù)荷分布均勻程度提出的，受需求側(cè) 管理中的負(fù)荷優(yōu)化作用影響，而系統(tǒng)負(fù)荷賭指標(biāo)是輸電網(wǎng)中固定負(fù)荷的分布情況； 所述步驟(4)的具體過程如下： 定義各負(fù)荷點(diǎn)的有效負(fù)載率化為:八.=/；/巧，i = l，2,...，D 其中，Pi為節(jié)點(diǎn)i的負(fù)荷值，為節(jié)點(diǎn)i一天內(nèi)的平均負(fù)荷;根據(jù)有效負(fù)載率的大小給定 常數(shù)序列U=化1，化，...，化，...，Un}，每兩個(gè)相鄰常數(shù)代表一個(gè)負(fù)載率區(qū)間； 用fk表示第k個(gè)負(fù)載率區(qū)間內(nèi)的負(fù)荷個(gè)數(shù)，概率化得其中，P化)為負(fù)載率μιΕ (化，化+1]的負(fù)荷個(gè)數(shù)占總負(fù)荷的比例； 由上兩式可得主動(dòng)負(fù)荷賭ALE為：6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于供電能力的主動(dòng)配電網(wǎng)安全等級(jí)劃分方法，其特征 在于，所述步驟(5)的具體過程如下： (5-1)儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電功率計(jì)算 所述儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電控制采用一致性主動(dòng)控制原則，使每個(gè)儲(chǔ)能裝置的響應(yīng)功率與 容量的比例保持一致，儲(chǔ)能裝置的充放電功率計(jì)算公式為：其中，PESS,t為充放電功率，當(dāng) 儲(chǔ)能裝置處于充電狀態(tài)時(shí)取負(fù)值，處于放電狀態(tài)時(shí)取正值;Η為系統(tǒng)中ESS的個(gè)數(shù);Pall,t為t 時(shí)刻各類負(fù)荷之和;Pa,t為固定負(fù)荷，PAL,t為可轉(zhuǎn)移負(fù)荷，PiL,t為可中斷負(fù)荷，Im,t為0-1變 量，取0表示中斷負(fù)荷，取1表示使用負(fù)荷;X表示可中斷客戶，X表示制定可中斷合約的客戶 數(shù);W為Pall, t小于(或大于)思的個(gè)數(shù)；巧f為第h個(gè)ESS的額定容量； (5-2)主動(dòng)調(diào)節(jié)率的計(jì)算 主動(dòng)調(diào)節(jié)率AR)是儲(chǔ)能系統(tǒng)的可控性為主動(dòng)配電網(wǎng)帶來的可調(diào)節(jié)能力的大小，是定量 反映主動(dòng)配電網(wǎng)靈活性的指標(biāo)，計(jì)算公式為其中，第一項(xiàng)為所有儲(chǔ)能裝置在t時(shí)刻放電時(shí)帶來的供電能力的提高占原供電 能力(ATSCO的比例，充電時(shí)此項(xiàng)為0;第二項(xiàng)為充電帶來的負(fù)荷的增加占原總負(fù)荷的比例， 放電時(shí)此項(xiàng)為0。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于供電能力的主動(dòng)配電網(wǎng)安全等級(jí)劃分方法，其特征 在于，所述步驟(6)的具體過程如下： 主動(dòng)安全度指標(biāo)ASI是指安全裕度和主動(dòng)調(diào)節(jié)率之和與負(fù)荷分配的均衡程度的比值， 用W定量反映配網(wǎng)的綜合安全性，計(jì)算公式為：ASI由Ξ個(gè)因素共同決定，一是SM，主動(dòng)配電網(wǎng)的安全裕度越大，表明電網(wǎng)越安全;二是 主動(dòng)配電網(wǎng)的主動(dòng)調(diào)節(jié)能力AR，AR越大，說明配網(wǎng)的主動(dòng)調(diào)節(jié)能力越大，配網(wǎng)越靈活;Ξ是 主動(dòng)負(fù)荷賭ALE，賭值越大，負(fù)荷越不均衡，從而會(huì)減小電網(wǎng)的安全程度。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于供電能力的主動(dòng)配電網(wǎng)安全等級(jí)劃分方法，其特征 在于，在步驟(7)中，所述的主動(dòng)配電網(wǎng)安全等級(jí)劃分不同于輸電網(wǎng)的安全等級(jí)劃分，主動(dòng) 配電網(wǎng)安全等級(jí)劃分將安全等級(jí)劃分方法應(yīng)用于主動(dòng)配電網(wǎng)的大背景下，完成的評價(jià)對象 與后者不同，所用安全性指標(biāo)是充分考慮主動(dòng)配電網(wǎng)的特點(diǎn)后分析得出的； 所述步驟(7)的具體過程如下： 首先，進(jìn)行闊值選取時(shí)假設(shè)負(fù)荷分配為最均勻狀態(tài);選取ASI值為1(或0.5)時(shí)為二(或 Ξ)級(jí)闊值，用TV2(或TV3)表示，說明主動(dòng)配電網(wǎng)自身的靈活性及裕度可W承受當(dāng)前負(fù)荷1倍 (或0.5倍)的波動(dòng)或增長； 由化R、TC及ASI的大小，將主動(dòng)配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)劃分為五個(gè)安全等級(jí)； I級(jí):ASI〉TV2,表明各時(shí)刻的負(fù)荷增加1倍后仍有裕度，對主動(dòng)負(fù)荷的承受能力及分布式 電源的消納情況很好，運(yùn)種情況下主動(dòng)配網(wǎng)的運(yùn)行安全性很高； II級(jí)：TV3<ASKTV2,表明系統(tǒng)可承受當(dāng)前負(fù)荷一半的增長或波動(dòng)，但承受不了 1倍的波 動(dòng)，運(yùn)種情況下主動(dòng)配網(wǎng)的運(yùn)行比較安全； III級(jí):0<ASKTV3，運(yùn)種情況下，主動(dòng)配網(wǎng)能承受的負(fù)荷波動(dòng)較小，可適當(dāng)調(diào)整主動(dòng)負(fù)荷 的大小及分布或適當(dāng)調(diào)整對儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制W增大主動(dòng)配電網(wǎng)的靈活性來增大ASI，避免 事故的發(fā)生； IV級(jí):TOO，且不失負(fù)荷，表示主動(dòng)配電網(wǎng)中有越限風(fēng)險(xiǎn)，TC越大，系統(tǒng)過載風(fēng)險(xiǎn)越高， 可適當(dāng)調(diào)節(jié)主動(dòng)負(fù)荷的分布及大小或調(diào)節(jié)儲(chǔ)能系統(tǒng)促進(jìn)分布式電源出力的消納來增大供 電能力，防止越限情況的發(fā)生； V級(jí):LLR〉0，表示系統(tǒng)失負(fù)荷情況的嚴(yán)重程度，LLR值越大，失負(fù)荷情況越嚴(yán)重;可通過 網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)或增加主網(wǎng)對配網(wǎng)的供電量減小失負(fù)荷的嚴(yán)重程度。
【文檔編號(hào)】H02J3/00GK106099914SQ201610492995
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月29日
【發(fā)明人】馬麗葉, 閆桂紅, 盧志剛, 郭凱
【申請人】燕山大學(xué)