【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于配電網分布式光伏規劃領域，特別涉及考慮光伏電源無功調壓能力的分布式光伏經濟配置系統的構建。
技術介紹
1、近些年來，國際和國內對于節能減排和大力發展清潔能源的要求越來越迫切。以風電、光伏為代表的新能源發電已是我國實現能源結構調整的重要組成部分。但新能源發電具有隨機性、波動性、間接性以及弱調節性等特點，大規模并網會對電網的穩定性造成影響。
2、對于配電網，分布式光伏接入改變了潮流單向流動的現狀，輻射型無源電網變成了有源環網。相較于輻射狀的配電網，含分布式電源的配電網規劃難度更大。研究結果表明，配電系統的拓撲結構、線路參數和分布式的接入點、接入容量決定了分布式接入對網絡損耗、電能質量以及可靠性的影響。負荷節點電壓變化與分布式接入點和母線間的距離、接入容量以及有功、無功配比密切相關。合理地規劃分布式接入位置、接入容量，以及有效地協調分布式電源輸出的有、無功配比，能使得分布式電源出力對配電網電壓，尤其是末端電壓起到良好的支撐作用。因此，科學、智能的分布式電源規劃方案可以降低分布式電源對配電網安全經濟運行的影響。
3、針對當前存在的問題，本專利技術提出了構建一個考慮光伏電源無功支撐能力的分布式光伏經濟配置系統，將分布式光伏全壽命周期成本、年網絡損耗、igbt壽命損傷、節點電壓波動和接入光伏容量引入目標函數，將igbt結溫約束引入選址定容的約束條件中，建立了考慮光伏電源無功調壓能力的分布式光伏經濟配置模型，實現在進行有源配電網分布式光伏選址時同時對光伏接入位置和接入容量進行優化，并且綜合考慮了分布式光伏
技術實現思路
1、本專利技術的目的是建立考慮光伏電源無功支撐能力的分布式光伏經濟配置系統，如圖1所示。下面結合附圖詳細介紹各步驟的內容。
2、1.獲取配電網數據及配電網環境數據，包括：目標節點的電力負荷數據、線路參數、拓撲結構、光伏輸出功率數據、太陽輻照度、環境溫度，以所述數據為基礎構成配電網分布式光伏經濟配置的樣本集。
3、2.以分布式光伏全壽命周期成本、年網絡損耗、igbt壽命損傷、節點電壓波動和接入光伏容量為優化目標，通過加權法對各個優化目標進行權重分配從而考慮光伏電源無功支撐能力的分布式光伏經濟配置目標函數。
4、分布式光伏全壽命周期成本lcc(life?cycle?cost)用來衡量分布式光伏設備在整個生命周期中所有支出費用的總和，包括一次性投入成本、運行成本、維護成本、故障成本、報廢殘值回收成本等。
5、lcc＝ci+co+cm+cf+cd(1)
6、式中，ci表示一次性投入成本；co表示運行成本；cm表示維護成本；cf表示故障成本；cd表示報廢殘值回收成本；
7、一次性投入成本ci為：
8、
9、式中，α表示分布式光伏饋線每公里投資造價；lij表示分布式光伏到負荷點的直線距離；f(si)表示分布式光伏設備容量為si時所對應的初始投資費用；i表示所述配電網中接入分布式光伏電源的節點，n表示所述配電網中接入的分布式光伏電源的節點的集合，j表示所述配電網的節點，j表示所述配電網的節點總數；
10、所述運行成本co為：
11、
12、式中，β表示線路的網損折算系數，β1表示當前電價，β2表示線路每公里電阻，β3表示年損耗小時數，u表示線電壓，表示功率因數；wj表示負荷j對應的有功功率損耗，u(si)表示變電站運行過程中設備折舊、人員培訓、支付運行人員工資費用；
13、所述維護成本cm為：
14、cm＝σ*ci(4)
15、式中，σ表示維修折算系數，范圍為1％-1.5％；
16、所述故障成本cf為：
17、
18、式中，ecut表示區域中電網的缺售電量；bpow表示電網單位售電量的平均利潤；m表示停電間隔數；λ表示設備故障率；crc表示停電的平均修復成本；mttr表示設備的平均修復時間；eens表示各產業因停電故障帶來的社會缺電量；g表示區域中各產業通過電力供應所創造的gdp總值；ec表示區域中各產業的電量供應；
19、所述報廢殘值回收成本cd為：
20、cd＝re*ci2-rr*ci??(6)
21、式中，re表示設備處置系數；ci2表示分布式光伏設備安裝投資成本；rr表示殘值回收系數；
22、3.利用熵權法對分布式光伏全壽命周期成本、年網絡損耗、igbt壽命損傷、節點電壓波動和接入光伏容量進行權重分配。
23、熵權法賦權步驟
24、a.數據標準化：首先將各個指標進行去量綱化處理。假設給定了m個指標：
25、x1,x2,…,xm
26、其中，xi＝{x1,x2,…,xn}
27、假設對各指標數據標準化后的值為
28、y1,y2,…,ym
29、那么
30、
31、或
32、
33、b.求各指標在各方案下的比值
34、即第j項指標在第i個方案中占該指標的比重，也可稱作計算該指標的變異大小。
35、
36、求各指標的信息熵：根據信息論中信息熵的定義，一組數據的信息熵為：
37、
38、式中，ei≥0；若pij＝0，定義ei＝0。
39、確定各指標的權重：根據信息熵的計算公式，計算出各個指標的信息熵為
40、e1,e2,…em
41、通過信息熵計算各指標的權重：
42、
43、式中，k為指標個數，即k＝m。
44、最后計算每個方案的綜合評分
45、
46、4.考慮光伏電源無功支撐能力的分布式光伏經濟配置模型為：
47、目標函數：
48、f＝ω1f1+ω2f2+ω3f3+ω4f4+ω5f5??(13)
49、f1＝lcc＝ci+co+cm+cf+cd??(14)
50、f2＝lc??(15)
51、
52、
53、
54、式中，ωi(i＝1,2,3,4,5)表示各目標權重系數；f1、f2、f3、f4、f5表示子目標函數；lcc表示分布式光伏全壽命周期成本；ci表示一次性投入成本；co表示運行成本；cm表示維護成本；cf表示故障成本；cd表示報廢殘值回收成本；lc表示igbt壽命損傷；表示年網絡損耗；ploss,t為配電網在某一時間段t上的網絡損耗；表示各節點電壓波動之和；δui表示節點i的電壓波動；表示本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.考慮光伏電源無功支撐能力的分布式光伏經濟配置系統，其特征在于，該系統主要包括以下模塊：(1)光伏輸出功率采集模塊，(2)太陽輻照度采集模塊，(3)環境溫度采集模塊，(4)節點電力負荷采集模塊，(5)線路參數獲取模塊，(6)拓撲結構獲取模塊，(7)考慮光伏電源無功支撐能力的分布式光伏經濟配置模型，(8)CatBoost結溫計算模塊，(9)啟發式算法求解模塊；
2.根據權利要求1所述的考慮光伏電源無功支撐能力的分布式光伏經濟配置系統，其特征在于，所述的考慮光伏電源無功支撐能力的分布式光伏經濟配置模型的目標函數和約束條件具體為：
3.根據權利要求1所述的考慮光伏電源無功支撐能力的分布式光伏經濟配置系統，其特征在于，所述分布式光伏全壽命周期成本包括：
4.根據權利要求1所述的考慮光伏電源無功支撐能力的分布式光伏經濟配置系統，其特征在于，所述的CatBoost結溫計算模塊(8)利用CatBoost模型計算IGBT結溫，通過對CatBoost模型進行訓練得到IGBT結溫峰值，即
5.根據權利要求1所述的考慮光伏電源無功支撐能力的分布式光伏經
6.根據權利要求1所述考慮光伏電源無功支撐能力的分布式光伏經濟配置系統，其特征在于，根據IGBT壽命模型計算失效循環次數，IGBT壽命模型具體表示為：
7.根據權利要求1所述的考慮光伏電源無功支撐能力的分布式光伏經濟配置系統，其特征在于，考慮光伏電源無功支撐能力的分布式光伏經濟配置模型(7)考慮了光伏無功出力情況，包括電網向逆變器注入的有功功率和無功功率，分別為：
8.根據權利要求1所述的考慮光伏電源無功支撐能力的分布式光伏經濟配置系統，其特征在于，所述的啟發式算法求解模塊(9)用于求解上述建立的考慮光伏電源無功支撐能力的分布式光伏經濟配置模型(7)，具體為：
9.根據權利要求1所述的考慮光伏電源無功支撐能力的分布式光伏經濟配置系統，其特征在于，所述的啟發式算法求解模塊中基于cmax、cmin和dmax更新c1和c2的值，并基于更新的c1和c2的值更新規劃方案集中的方案，具體表達式為：
...【技術特征摘要】
1.考慮光伏電源無功支撐能力的分布式光伏經濟配置系統，其特征在于，該系統主要包括以下模塊：(1)光伏輸出功率采集模塊，(2)太陽輻照度采集模塊，(3)環境溫度采集模塊，(4)節點電力負荷采集模塊，(5)線路參數獲取模塊，(6)拓撲結構獲取模塊，(7)考慮光伏電源無功支撐能力的分布式光伏經濟配置模型，(8)catboost結溫計算模塊，(9)啟發式算法求解模塊；
2.根據權利要求1所述的考慮光伏電源無功支撐能力的分布式光伏經濟配置系統，其特征在于，所述的考慮光伏電源無功支撐能力的分布式光伏經濟配置模型的目標函數和約束條件具體為：
3.根據權利要求1所述的考慮光伏電源無功支撐能力的分布式光伏經濟配置系統，其特征在于，所述分布式光伏全壽命周期成本包括：
4.根據權利要求1所述的考慮光伏電源無功支撐能力的分布式光伏經濟配置系統，其特征在于，所述的catboost結溫計算模塊(8)利用catboost模型計算igbt結溫，通過對catboost模型進行訓練得到igbt結溫峰值，即
5.根據權利要求1所述的考慮光伏電源無功支撐能力的分布式光伏經濟配置系統，其特征在于，igbt結溫峰值由catboost模型(8)直接得到，...
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