基于模糊層次分析的微電網(wǎng)并網(wǎng)位置選取方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于模糊層次分析的微電網(wǎng)并網(wǎng)位置選取方法，包括步驟：獲得微電網(wǎng)并網(wǎng)發(fā)電容量、配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及配電網(wǎng)線路數(shù)據(jù)；確定微電網(wǎng)并網(wǎng)位置候選集；選擇微電網(wǎng)并網(wǎng)后配電網(wǎng)的綜合評(píng)判指標(biāo)，采用模糊層次分析法確定綜合評(píng)判指標(biāo)的相對(duì)權(quán)值系數(shù)；構(gòu)建微電網(wǎng)并網(wǎng)位置選取的決策模型；將微電網(wǎng)分別接入微電網(wǎng)并網(wǎng)位置候選集中并網(wǎng)位置，采用決策模型獲得最優(yōu)并網(wǎng)位置。本發(fā)明充分考慮地理位置、自然資源、配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等實(shí)際條件，能有效地表達(dá)出微電網(wǎng)中分布式電源的不確定性，具有良好的適用性和經(jīng)濟(jì)性，能實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)及配電網(wǎng)利益最大化，具有良好的推廣效益。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于模糊層次分析的微電網(wǎng)并網(wǎng)位置選取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微電網(wǎng)并網(wǎng)位置選擇方法，尤其涉及一種基于模糊層次分析的微電網(wǎng)并網(wǎng)位置選取方法。
【背景技術(shù)】
[0002]建設(shè)微電網(wǎng)的一個(gè)重要方面就是微電網(wǎng)并網(wǎng)位置選取。傳統(tǒng)電網(wǎng)為電源到負(fù)荷的單向潮流供電方式，微電網(wǎng)的接入將改變這種運(yùn)行特性，并對(duì)微電網(wǎng)接入點(diǎn)的電壓、線路潮流、線路電流、電能質(zhì)量、繼電保護(hù)以及網(wǎng)絡(luò)可靠性等都將產(chǎn)生影響，且其影響程度與微電網(wǎng)接入位置密切相關(guān)。由于資源環(huán)境、地理位置、配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和現(xiàn)有國(guó)家政策的限制，實(shí)際微電網(wǎng)往往難以并入至配電網(wǎng)的任意位置。因此在微電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)中選擇合適的并網(wǎng)位置非常重要。微電網(wǎng)的并網(wǎng)位置對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行的電壓穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性有重要的影響，如果并網(wǎng)位置選擇不合理，將使電網(wǎng)損耗增大，電壓畸變且穩(wěn)定性變差，并造成自然資源浪費(fèi)，使得微電網(wǎng)不能充分發(fā)揮其積極作用。
[0003]目前，我國(guó)對(duì)微電網(wǎng)接入配電網(wǎng)的規(guī)劃研究還處于起步階段，主要體現(xiàn)在對(duì)分布式發(fā)電和儲(chǔ)能設(shè)備的規(guī)劃研究上，因此我國(guó)缺乏針對(duì)微電網(wǎng)自身特點(diǎn)的并網(wǎng)規(guī)劃模式及準(zhǔn)貝U，大多工程實(shí)踐仍沿用分布式電源接入電網(wǎng)的準(zhǔn)則。現(xiàn)有的分布式電源接入電網(wǎng)準(zhǔn)則中，接入位置的選取方法主要是以網(wǎng)損最小、分布式電源運(yùn)行成本最小、分布式電源安裝容量最大等為目標(biāo)函數(shù)建立多目標(biāo)優(yōu)化模型，采用各種優(yōu)化算法，對(duì)分布式電源的位置進(jìn)行優(yōu)化。該方法對(duì)于微電網(wǎng)并網(wǎng)位置的選取具有一定的借鑒意義，修改部分內(nèi)容可應(yīng)用于微電網(wǎng)，但該方法未考慮工程實(shí)際情況，忽視了地理位置與資源條件的約束，在實(shí)際微電網(wǎng)建設(shè)工程中并不完全適用。
[0004]由于微電網(wǎng)中各分布式電源輸出功率的波動(dòng)性以及負(fù)荷的不確定性，使微電網(wǎng)的運(yùn)行控制十分復(fù)雜，并網(wǎng)后對(duì)配電網(wǎng)帶來(lái)各種影響。因此必須考慮微電網(wǎng)的特點(diǎn)及運(yùn)行方式，結(jié)合地理位置、自然資源、配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等實(shí)際條件，并采取合理的數(shù)學(xué)評(píng)估方法，確定微電網(wǎng)的最優(yōu)并網(wǎng)位置，以滿足配電網(wǎng)的運(yùn)行要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種考慮地理位置、自然資源、配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等實(shí)際條件，能實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)及配電網(wǎng)利益最大化的基于模糊層次分析的微電網(wǎng)并網(wǎng)位置選取方法，具有良好的適用性和經(jīng)濟(jì)性。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0007]基于模糊層次分析的微電網(wǎng)并網(wǎng)位置選取方法，包括步驟:
[0008]步驟1，獲得微電網(wǎng)并網(wǎng)發(fā)電容量、配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及配電網(wǎng)線路數(shù)據(jù)；
[0009]步驟2，確定微電網(wǎng)并網(wǎng)位置候選集；
[0010]步驟3，選擇與配電網(wǎng)的損耗及穩(wěn)定性相關(guān)的參數(shù)作為微電網(wǎng)并網(wǎng)后配電網(wǎng)的綜合評(píng)判指標(biāo)，采用模糊層次分析法確定綜合評(píng)判指標(biāo)的相對(duì)權(quán)值系數(shù)；[0011]步驟4，根據(jù)綜合評(píng)判指標(biāo)的相對(duì)權(quán)值系數(shù)獲得綜合評(píng)判指標(biāo)的加權(quán)和，基于綜合評(píng)判指標(biāo)的加權(quán)和構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，結(jié)合目標(biāo)函數(shù)和邊界條件建立微電網(wǎng)并網(wǎng)位置選取的決策模型；
[0012] 步驟5，將微電網(wǎng)分別接入微電網(wǎng)并網(wǎng)位置候選集中并網(wǎng)位置，基于潮流分析獲得微電網(wǎng)并網(wǎng)后配電網(wǎng)的綜合評(píng)判指標(biāo)，采用決策模型獲得最優(yōu)并網(wǎng)位置。
[0013]步驟2中根據(jù)地理位置、自然資源、配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)實(shí)際工程條件確定微電網(wǎng)并網(wǎng)位置候選集。
[0014]步驟3所述的與配電網(wǎng)的損耗及穩(wěn)定性相關(guān)的參數(shù)包括網(wǎng)絡(luò)損耗率。
[0015]步驟3所述的與配電網(wǎng)的損耗及穩(wěn)定性相關(guān)的參數(shù)包括節(jié)點(diǎn)電壓偏差。
[0016]步驟3所述的與配電網(wǎng)的損耗及穩(wěn)定性相關(guān)的參數(shù)包括靜態(tài)電壓穩(wěn)定性指標(biāo)
I = max{￡i/*., Lij=AZijSjZUf, Zij為線路ij的阻抗，Sj為線路ij的末端功率，Ui為線路ij的首端電壓。
[0017]步驟3中所述的采用模糊層次分析法確定綜合評(píng)判指標(biāo)的相對(duì)權(quán)值系數(shù)，進(jìn)一步包括子步驟:
[0018](I)基于I~9標(biāo)度定量描述法，獲得各專(zhuān)家對(duì)綜合評(píng)判指標(biāo)重要性的傾向標(biāo)度，對(duì)傾向標(biāo)度進(jìn)行模糊化處理獲得反映綜合評(píng)判指標(biāo)重要性的模糊數(shù)判斷矩陣；
[0019](2)根據(jù)模糊數(shù)判斷矩陣，采用層次分析法獲得指標(biāo)層關(guān)于目標(biāo)層的模糊數(shù)綜合權(quán)重向量；
[0020](3)對(duì)模糊數(shù)綜合權(quán)重向量去模糊化獲得各綜合評(píng)判指標(biāo)的相對(duì)權(quán)值系數(shù)。
[0021]步驟4中所述的邊界條件包括潮流約束、配電網(wǎng)系統(tǒng)約束和分布式電源出力約束。
[0022]步驟5中在基于潮流分析獲得微電網(wǎng)并網(wǎng)后配電網(wǎng)的綜合評(píng)判指標(biāo)前，剔除潮流分析不收斂的并網(wǎng)位置，再將微電網(wǎng)并網(wǎng)位置候選集中剩余并網(wǎng)位置分別接入配電網(wǎng)，獲得微電網(wǎng)并網(wǎng)后配電網(wǎng)的綜合評(píng)判指標(biāo)。
[0023]和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0024]1、具有良好的適用性和經(jīng)濟(jì)性，適合推廣。
[0025]2、充分考慮地理位置、自然資源、配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等實(shí)際條件確定微電網(wǎng)并網(wǎng)位置候選集，能有效表達(dá)微電網(wǎng)中分布式電源的不確定性，
[0026]3、采用模糊層次分析法構(gòu)建微電網(wǎng)并網(wǎng)位置選取的決策模型，能實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)及配電網(wǎng)利益最大化。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是本發(fā)明方法的具體流程圖示意圖；
[0028]圖2是本發(fā)明模糊層次分析法中的遞階層次結(jié)構(gòu)模型圖；
[0029]圖3是潮流分析中線路段的向前推算示意圖；
[0030]圖4是本發(fā)明實(shí)施例中所使用的IEEE33節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)配電網(wǎng)測(cè)試系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0031 ] 下面將結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。[0032]見(jiàn)圖1，本發(fā)明具體步驟如下:
[0033]步驟1，獲得微電網(wǎng)并網(wǎng)發(fā)電容量、配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及線路數(shù)據(jù)。
[0034]本步驟中線路數(shù)據(jù)具體包括電力系統(tǒng)額定容量及電壓、支路電阻與電抗、各節(jié)點(diǎn)負(fù)荷大小。
[0035]步驟2，確定微電網(wǎng)并網(wǎng)位置候選集。
[0036]根據(jù)地理位置、自然資源、配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)實(shí)際工程條件確定微電網(wǎng)并網(wǎng)位置候選集，微電網(wǎng)并網(wǎng)位置候選集在考慮了地理位置、自然資源、配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)等的前提下，由配電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商提供。
[0037]本具體實(shí)施中，微電網(wǎng)并網(wǎng)候選集的確立主要考慮了三個(gè)方面:1)自然資源分布、占地面積的約束，及微電網(wǎng)建設(shè)周期及工程造價(jià)；2)配電網(wǎng)無(wú)功需求較大的節(jié)點(diǎn)；3)配電網(wǎng)線路重載狀況。
[0038]步驟3，選擇微電網(wǎng)并網(wǎng)后配電網(wǎng)的綜合評(píng)判指標(biāo)，基于模糊層次分析法確定綜合評(píng)判指標(biāo)的相對(duì)權(quán)重系數(shù)。
[0039]本步驟選取網(wǎng)絡(luò)損耗率、節(jié)點(diǎn)電壓偏差、配電網(wǎng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性指標(biāo)作為微電網(wǎng)并網(wǎng)后配電網(wǎng)的綜合評(píng)判指標(biāo)。
[0040]一般情況下配電網(wǎng)功角δ很小，配電網(wǎng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性指標(biāo):1 = ΠΜΧ{￡;/丨，SP配電網(wǎng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性指標(biāo)為配電網(wǎng)中所有線路對(duì)應(yīng)的值中的最大值，配電網(wǎng)靜態(tài)電壓
穩(wěn)定裕度b = 1-L，其中，l =Lf=AZiiSiIU;, Zij為線路ij的阻抗，Sj為線路
ij的末端功率，Ui為線路ij的首端電壓。
[0041]本發(fā)明采用模糊層次分析法確定各綜合評(píng)判指標(biāo)的相對(duì)權(quán)重系數(shù)，具體步驟如下:
[0042](I)根據(jù)模糊層次分析法基本原理建立三個(gè)層次結(jié)構(gòu):目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層，見(jiàn)圖2。目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層均為層次分析法中的概念，目標(biāo)層又稱(chēng)最高層，是最終的判定目標(biāo)，該層中只有一個(gè)因素，該因素是評(píng)估的一個(gè)理想評(píng)估結(jié)果。準(zhǔn)則層包括所有需要考慮的準(zhǔn)則，也稱(chēng)為中間層， 是判定依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，該層中包括為實(shí)現(xiàn)評(píng)估目標(biāo)，所涉及到的所有中間環(huán)節(jié)。指標(biāo)層也稱(chēng)決策層或方案層，是在目標(biāo)層和準(zhǔn)則層約束下的各項(xiàng)具體指標(biāo)，這一層是整個(gè)結(jié)構(gòu)模型的最底層，用以實(shí)現(xiàn)評(píng)估目標(biāo)。
[0043](2)基于專(zhuān)家打分方式構(gòu)造模糊數(shù)判斷矩陣，根據(jù)模糊數(shù)判斷矩陣采用層次分析法求解綜合評(píng)判指標(biāo)的相對(duì)權(quán)重向量，通過(guò)模糊數(shù)矩陣和權(quán)重向量獲得模糊數(shù)綜合權(quán)重向量;
[0044](3)對(duì)模糊數(shù)綜合權(quán)重向量進(jìn)行去模糊化處理，確定各綜合評(píng)判指標(biāo)的相對(duì)權(quán)重系數(shù)。
[0045]步驟4，確定微電網(wǎng)并網(wǎng)后配電網(wǎng)的邊界條件，根據(jù)邊界條件及綜合評(píng)判指標(biāo)的相對(duì)權(quán)重系數(shù)建立微電網(wǎng)并網(wǎng)位置選取的決策模型。
[0046]本步驟確定的微電網(wǎng)接入配電網(wǎng)的邊界條件包括:
[0047]邊界條件一:潮流約束，基于公式(I):
【權(quán)利要求】
1.基于模糊層次分析的微電網(wǎng)并網(wǎng)位置選取方法，其特征在于，包括步驟: 步驟1，獲得微電網(wǎng)并網(wǎng)發(fā)電容量、配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及配電網(wǎng)線路數(shù)據(jù)； 步驟2，確定微電網(wǎng)并網(wǎng)位置候選集； 步驟3，選擇與配電網(wǎng)的損耗及穩(wěn)定性相關(guān)的參數(shù)作為微電網(wǎng)并網(wǎng)后配電網(wǎng)的綜合評(píng)判指標(biāo)，采用模糊層次分析法確定綜合評(píng)判指標(biāo)的相對(duì)權(quán)值系數(shù)； 步驟4，根據(jù)綜合評(píng)判指標(biāo)的相對(duì)權(quán)值系數(shù)獲得綜合評(píng)判指標(biāo)的加權(quán)和，基于綜合評(píng)判指標(biāo)的加權(quán)和構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，結(jié)合目標(biāo)函數(shù)和邊界條件建立微電網(wǎng)并網(wǎng)位置選取的決策模型； 步驟5，將微電網(wǎng)分別接入微電網(wǎng)并網(wǎng)位置候選集中并網(wǎng)位置，基于潮流分析獲得微電網(wǎng)并網(wǎng)后配電網(wǎng)的綜合評(píng)判指標(biāo)，采用決策模型獲得最優(yōu)并網(wǎng)位置。
2.如權(quán)利要求1所述的基于模糊層次分析的微電網(wǎng)并網(wǎng)位置選取方法，其特征在于: 步驟2中根據(jù)地理位置、自然資源、配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)實(shí)際工程條件確定微電網(wǎng)并網(wǎng)位置候選集。
3.如權(quán)利要求1所述的基于模糊層次分析的微電網(wǎng)并網(wǎng)位置選取方法，其特征在于: 所述的與配電網(wǎng)的損耗及穩(wěn)定性相關(guān)的參數(shù)包括網(wǎng)絡(luò)損耗率。
4.如權(quán)利要求1所述的基于模糊層次分析的微電網(wǎng)并網(wǎng)位置選取方法，其特征在于: 所述的與配電網(wǎng)的損耗及穩(wěn)定性相關(guān)的參數(shù)包括節(jié)點(diǎn)電壓偏差。
5.如權(quán)利要求1所述的基于模糊層次分析的微電網(wǎng)并網(wǎng)位置選取方法，其特征在于: 所述的與配電網(wǎng)的損耗及穩(wěn)定性相關(guān)的參數(shù)包括靜態(tài)電壓穩(wěn)定性指標(biāo)L = max{lIJ}，L u=4ZijSJ/Uf,Zij為線路ij的阻抗，SJ為線路ij的末端功率，Ui為線路ij的首端電壓。
6.如權(quán)利要求1所述的基于模糊層次分析的微電網(wǎng)并網(wǎng)位置選取方法，其特征在于: 步驟3中所述的采用模糊層次分析法確定綜合評(píng)判指標(biāo)的相對(duì)權(quán)值系數(shù)，進(jìn)一步包括子步驟: (1)基于I~9標(biāo)度定量描述法，獲得各專(zhuān)家對(duì)綜合評(píng)判指標(biāo)重要性的傾向標(biāo)度，對(duì)傾向標(biāo)度進(jìn)行模糊化處理獲得反映綜合評(píng)判指標(biāo)重要性的模糊數(shù)判斷矩陣； (2)根據(jù)模糊數(shù)判斷矩陣，采用層次分析法獲得指標(biāo)層關(guān)于目標(biāo)層的模糊數(shù)綜合權(quán)重向量; (3)對(duì)模糊數(shù)綜合權(quán)重向量去模糊化獲得各綜合評(píng)判指標(biāo)的相對(duì)權(quán)值系數(shù)。
7.如權(quán)利要求1所述的基于模糊層次分析的微電網(wǎng)并網(wǎng)位置選取方法，其特征在于: 步驟4中所述的邊界條件包括潮流約束、配電網(wǎng)系統(tǒng)約束和分布式電源出力約束。
8.如權(quán)利要求1所述的基于模糊層次分析的微電網(wǎng)并網(wǎng)位置選取方法，其特征在于: 步驟5中在基于潮流分析獲得微電網(wǎng)并網(wǎng)后配電網(wǎng)的綜合評(píng)判指標(biāo)前，剔除潮流分析不收斂的并網(wǎng)位置，再將微電網(wǎng)并網(wǎng)位置候選集中剩余并網(wǎng)位置分別接入配電網(wǎng)，獲得微電網(wǎng)并網(wǎng)后配電網(wǎng)的綜合評(píng)判指標(biāo)。
【文檔編號(hào)】H02J3/38GK103887823SQ201410143808
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】陳紅坤, 胡畔, 陳聰, 劉欣, 繆蕓 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)