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专利号: 2022105726103
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于HELM稳定判据的分布式电源选址定容方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一,建立分布式电源在配电网的选址定容模型,包括目标函数和约束条件,其中目标函数考虑分布式电源综合费用、有功网损和HELM电压稳定性判定指标;约束条件包括潮流方程约束、节点电压约束、DG容量约束、电压稳定指标约束;

步骤二,利用HELM方法计算包含分布式电源的配电网潮流,作为分布式电源选址定容优化模型的潮流约束条件;

步骤三,利用HELM方法计算节点电压各阶灵敏度,作为分布式电源选址定容模型的不等式约束条件及电压判稳指标;

步骤四,利用遗传算法根据目标函数和约束条件求解确定分布式电源的安装位置和安装量PDGi;

分布式电源综合费用综合考虑分布式电源接入的投资成本、运行维护成本、网络损耗成本和购电成本,选取接入DG后综合成本最小建立目标函数,表达式为:f1=min(CDG+COM+CL+CG)                         (1)式中,CDG为DG投资成本,COM为DG运行维护成本,CL为网络损耗成本,CG为购电成本;

其中投资成本为:

式中,NDG为配电网中DG的总数目;r为贴现率,k为DG的使用年限;Ctou_i为第i台DG的单位容量投资成本;PDG_i为接入第i台DG的有功容量;

运行维护成本为

式中,Cyun_i为第i台DG的运行维护成本;

网络损耗成本为

CL=Cp*tmax*Ploss                                   (4)式中,Cp为单位电价,tmax为年最大负荷损耗小时数,Ploss为配电网的有功网损;

购电成本为分布式电源接入配电系统后可直接为负荷供电,从而减少电网向发电企业的购电费用;

式中,N为节点号,Tmax为年最大负荷利用小时数,Pload_i为第i个节点的负荷;

对于有功网损,选接入DG后网损最小为优化目标函数,表达式为:上述公式中,Ploss为配电网的有功网损;N为配电网节点总数;i和j分别为支路k两端的节点号;Uj为节点j的电压幅值;Rij为节点i、j之间的电阻;Pj为阻抗支路末端的节点j的有功功率;Qj为阻抗支路末端的节点j的无功功率;

对于HELM电压稳定性判定指标,DG接入配电网后,将对配电网的电压稳定性产生影响,合理配置DG提高配电网的电压稳定性,选择接入DG后电压稳定性最好作为优化目标函数,表达式为:稳定性判断指标max(VSIHELM1i)越小,配电网电压稳定性越好;

步骤三利用HELM方法计算节点电压各阶灵敏度,作为分布式电源选址定容优化模型的不等式约束条件及电压判稳指标包括:通过理论推导、仿真分析并与L指标对比,增加一个稳定性判断指标假设j节点接入DG,i对应电网络节点,

每次j点接入不同DG容量,算出N‑1个 根据这个值大小来判断加入DG的配电网系统电压稳定性变化,这里real是指取对应复数量的实数部分,将 加入优化的目标函数;

增加一个指标 假设j点接入DG,i对应

电网络节点,每次接入不同DG容量,算出N‑1个来判断加将入DG的配电网系统电压稳定性是否达到电压稳定崩溃点,将加入约束条件。

2.如权利要求1所述的基于HELM稳定判据的分布式电源选址定容方法,其特征在于,所述潮流方程约束为:式中,Yik表示节点导纳矩阵中i节点和j节点间的互导纳,Vk表示节点k处注入电压,k的取值范围从1到N, 表示i节点注入视在功率的共轭, 表示i节点注入电压的共轭,N表示网络的所有节点;

所述节点电压约束为:

U

i,min Ui Ui,max(9)式中,Ui,min,Ui,max分别为节点i的电压下限和上限;

所述DG容量约束为:

式中:PDGi为节点i接入的DG有功;PDGimax为节点i所允许接入的最大DG有功;W为DG安装节点集合;μ为渗透率;PLtotal为系统总有功负荷;

电压稳定约束为:

式中:VSIHELM2i为节点i的HELM电压稳定崩溃指标。

3.如权利要求2所述的基于HELM稳定判据的分布式电源选址定容方法,其特征在于,由于各个分目标函数具有不同的量纲,而且互相存在冲突,需要对其进行归一化处理,归一化后的适应度函数值在0~1之间,具体为:式中,i为迭代次数,j为优化算法的种群;F(i)min为第i次迭代的目标函数适应值的最小值,F(i)max为第i次迭代的目标函数适应值的最大值;F(ij)为目标函数第i次迭代种群第Nj个值的适应值,F(ij)为目标函数第i次迭代种群第j个值归一化的适应值;

分目标通过无量纲化处理后,对多目标进行主观赋权,确定各分目标的权重,统一目标函数:f=w1f1+w2f2+w3f3                                    (13)式中,wi为权重系数,w1+w2+w3=1;

将节点电压的惩罚项和电压稳定的惩罚项纳入目标函数,得到综合的目标函数:式中,λV为节点电压越限惩罚因子,λH为电压稳定越限惩罚因子,Vilim、Vimin、Vimax分别表示i节点电压可取的最大或最小值、最小值、最大值;

电压越限惩罚因子:

电压稳定越限惩罚因子: