【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及有源配電網規劃領域，具體涉及一種考慮需求響應和n-1安全約束有源配電網的供電能力評估方法及評估系統。
技術介紹
1、供電能力是一個經典的配電網規劃指標，準確評估配電網供電能力對其規劃建設具有重要意義和價值。在配電網供電能力的評估研究方面，現有大部分研究都計算了配電網的最大供電能力，如下文獻各自記載的技術方案：
2、文獻1：彭寒梅，肖千皓，譚貌，等.基于時序卷積神經網絡的低壓柔性互聯配電網短期最大供電能力評估[j/ol].南方電網技術，1-11[2024-11-15]。
3、文獻2：考慮低壓臺區柔性互聯的配電網最大供電能力[j].電力系統自動化，2023，47(7)：84-93.
4、文獻3：基于圖計算的配電網最大供電能力評估研究[j].電網技術，2022，46(3)：1039-1049.
5、文獻4：考慮饋線分段轉供及風光出力的配電網最大供電能力評估[j].太陽能學報，2021，42(4)：168-174.
6、然而，最大供電能力僅在配電網達到某些特定的負荷及分布式電源(distributedgeneration，dg)分布的情況下才能達到，因此，最大供電能力無法描述各種負荷及分布式電源分布下配電網完整的供電能力。為評估配電網完整的供電能力，在現有技術中，也公開了一些技術方案，如：
7、文獻5：xiao?jun，zhangmiaomiao，bai?linquan，et?al.boundary?supplycapability?for?distr
8、文獻6：肖峻，梁子鈺，佘步鑫.配電網供電能力曲線的數學模型與形成機理[j].中國電機工程學報.2021，41(9)：3158-3172.
9、文獻7：xiaojun，wangchuanqi，shebuxin，etal.total?supply-accommodationcapability?curve?fordistributionnetworkconceptandmodel[j].international?journalofelectricalpowerand?energy?systems，2021，133：107279.
10、文獻5～6針對傳統無源配電網，提出了考慮n-1安全約束配電網的供電能力曲線，但未考慮分布式電源這一重要性資源，因此未考慮分布式電源接入配電網帶來的反向潮流安全約束，也未考慮需求響應這一靈活性資源，因此文獻5～6所記載的技術方案不能計算同時考慮需求響應和n-1安全約束有源配電網完整的供電能力。
11、文獻7提出了正常運行約束下有源配電網的供電能力曲線，但未考慮需求響應，也未考慮n-1安全約束，因此文獻7所記載的技術方案不能計算考慮需求響應和n-1安全約束有源配電網完整的供電能力。
12、綜上看出，針對含分布式電源的有源配電網，現有研究未同時考慮n-1安全約束和分布式電源接入的反向潮流安全約束，也都未計及需求響應資源，因此，現有研究無法準確評估同時考慮需求響應和n-1安全約束有源配電網完整的供電能力。另一方面，現有研究的供電能力曲線的橫坐標沒有實際的物理意義，無法反映完整的供電能力與分布式電源總出力的關系。
技術實現思路
1、本專利技術要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種同時考慮了n-1安全約束和dg接入的反向潮流安全約束，并計及了需求響應資源，能精確評估同時考慮需求響應和n-1安全約束有源配電網完整的供電能力范圍，將有源配電網完整的供電能力可視化為曲線，準確反映配電網完整的供電能力與dg總出力的關系，并將完整的供電能力量化為具體區間值的考慮需求響應和n-1安全約束有源配電網的供電能力評估方法及評估系統。
2、本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：該考慮需求響應和n-1安全約束有源配電網的供電能力評估方法，其特征在于：包括如下步驟：
3、對給定的有源配電網，得到有源配電網的供電能力評估模型的目標函數；
4、根據有源配電網的供電能力評估模型的目標函數，確定有源配電網的供電能力評估模型的約束條件，約束條件包括：狀態空間安全約束，正常運行安全約束，考慮需求響應的n-1安全約束，以及負荷增長臨界性安全約束；
5、通過有源配電網的供電能力評估模型的目標函數，以及各約束條件：狀態空間安全約束、正常運行安全約束、考慮需求響應的n-1安全約束和負荷增長臨界性安全約束，剔除無效約束得到最終的有源配電網的供電能力評估模型；
6、根據抽樣算法及最終的有源配電網的供電能力評估模型得到有效采樣點；
7、根據有效采樣點將有源配電網完整的供電能力可視化，計算供電能力指標。
8、進一步的，在對給定的有源配電網，得到有源配電網的供電能力評估模型的目標函數時：根據給定有源配電網的網架結構和參數，以工作點的負荷之和為縱坐標，對應dg出力之和為橫坐標，按照負荷之和從小到大排序，以排序后工作點的供電能力為目標函數表示有源配電網完整的供電能力；有源配電網的供電能力評估模型的目標函數的表達式為：
9、
10、其中，psc代表有源配電網完整的供電能力；第j個工作點wj的供電能力γ(wl,j)為工作點wj的負荷之和，等于所有負荷節點的視在功率之和第j個工作點wj的dg總出力γ(wdg,j)為工作點wj的dg出力之和，等于所有dg節點的視在功率之和sl,k為第k個負荷節點lk的視在功率；sdg,l為第l個dg節點dgl的視在功率；wl,j為由負荷節點視在功率構成的第j個工作點wj的負荷向量；wdg,j為由dg節點視在功率構成的第j個工作點wj的dg向量；n為負荷節點的數量；m為dg節點的數量。
11、進一步的，在確定有源配電網的供電能力評估模型的約束條件中的狀態空間安全約束時：負荷節點的視在功率和dg節點的視在功率因配電變壓器和dg容量的約束保持在一定的安全范圍內，根據配電變壓器和dg容量的約束分別列寫負荷節點的視在功率和dg節點的視在功率滿足的約束即為狀態空間安全約束，其表達式為：
12、
13、其中，w為由wl和wdg組成的工作點；wl為由負荷節點視在功率構成的負荷向量；wdg為由dg節點視在功率構成的dg向量；為sl,k的視在功率最大值；為sdg,l的視在功率最大值；l為由所有負荷節點構成的集合；g為由所有dg節點構成的集合。
14、進一步的，在確定有源配電網的供電能力評估模型的約束條件中的正常運行安全約束時：有源配電網正常運行時所有線路和變電站主變的凈功率絕對值不超過其元件的額定容量的約束為正常運行安全約束，其表達式為：
15、
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【技術保護點】
1.考慮需求響應和N-1安全約束有源配電網的供電能力評估方法，其特征在于：包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的考慮需求響應和N-1安全約束有源配電網的供電能力評估方法，其特征在于：在對給定的有源配電網，得到有源配電網的供電能力評估模型的目標函數時：根據給定有源配電網的網架結構和參數，以工作點的負荷之和為縱坐標，對應DG出力之和為橫坐標，按照負荷之和從小到大排序，以排序后工作點的供電能力為目標函數表示有源配電網完整的供電能力；有源配電網的供電能力評估模型的目標函數的表達式為：
3.根據權利要求1所述的考慮需求響應和N-1安全約束有源配電網的供電能力評估方法，其特征在于：在確定有源配電網的供電能力評估模型的約束條件中的狀態空間安全約束時：負荷節點的視在功率和DG節點的視在功率因配電變壓器和DG容量的約束保持在一定的安全范圍內，根據配電變壓器和DG容量的約束分別列寫負荷節點的視在功率和DG節點的視在功率滿足的約束即為狀態空間安全約束，其表達式為：
4.根據權利要求1所述的考慮需求響應和N-1安全約束有源配電網的供電能力評估方法，其特征在于：在確定
5.根據權利要求1所述的考慮需求響應和N-1安全約束有源配電網的供電能力評估方法，其特征在于：在確定有源配電網的供電能力評估模型的約束條件時，考慮需求響應的N-1安全約束為有源配電網發生N-1意外事件后，為保證滿足N-1安全約束，允許有源配電網N-1后參與需求響應，主動削減或中斷一定的負荷比例，同時進行網絡重構完成負荷轉供，網絡重構后的所有線路和變電站主變的額定容量不小于其凈功率的絕對值的約束，其表達式為：
6.根據權利要求1所述的考慮需求響應和N-1安全約束有源配電網的供電能力評估方法，其特征在于：在確定有源配電網的供電能力評估模型的約束條件時，工作點的所有負荷變量都受到等式約束，等式約束表示元件的正向潮流達到容量上限后，任一負荷都不能再增加，若有負荷增加將違反等式約束造成正向潮流越限，負荷增長臨界性安全約束由等式約束中XL,eq不包含有純零列保證，將狀態空間安全約束、正常運行安全約束、考慮需求響應的N-1安全約束中的部分不等式取等，其余不等式保持不變，得到包含正向潮流安全約束和反向潮流安全約束的負荷增長臨界性安全約束，其表達式為：
7.根據權利要求1所述的考慮需求響應和N-1安全約束有源配電網的供電能力評估方法，其特征在于：根據抽樣算法及最終的有源配電網的供電能力評估模型得到有效采樣點，具體步驟為：
8.根據權利要求1所述的考慮需求響應和N-1安全約束有源配電網的供電能力評估方法，其特征在于：根據有效采樣點將有源配電網完整的供電能力可視化，計算供電能力指標，具體步驟為：
9.一種用于實現權利要求1～8任一項所述的考慮需求響應和N-1安全約束有源配電網的供電能力評估方法的評估系統，其特征在于：包括：
10.根據權利要求9所述的評估系統，其特征在于：約束條件生成模塊包括：
...【技術特征摘要】
1.考慮需求響應和n-1安全約束有源配電網的供電能力評估方法，其特征在于：包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的考慮需求響應和n-1安全約束有源配電網的供電能力評估方法，其特征在于：在對給定的有源配電網，得到有源配電網的供電能力評估模型的目標函數時：根據給定有源配電網的網架結構和參數，以工作點的負荷之和為縱坐標，對應dg出力之和為橫坐標，按照負荷之和從小到大排序，以排序后工作點的供電能力為目標函數表示有源配電網完整的供電能力；有源配電網的供電能力評估模型的目標函數的表達式為：
3.根據權利要求1所述的考慮需求響應和n-1安全約束有源配電網的供電能力評估方法，其特征在于：在確定有源配電網的供電能力評估模型的約束條件中的狀態空間安全約束時：負荷節點的視在功率和dg節點的視在功率因配電變壓器和dg容量的約束保持在一定的安全范圍內，根據配電變壓器和dg容量的約束分別列寫負荷節點的視在功率和dg節點的視在功率滿足的約束即為狀態空間安全約束，其表達式為：
4.根據權利要求1所述的考慮需求響應和n-1安全約束有源配電網的供電能力評估方法，其特征在于：在確定有源配電網的供電能力評估模型的約束條件中的正常運行安全約束時：有源配電網正常運行時所有線路和變電站主變的凈功率絕對值不超過其元件的額定容量的約束為正常運行安全約束，其表達式為：
5.根據權利要求1所述的考慮需求響應和n-1安全約束有源配電網的供電能力評估方法，其特征在于：在確定有源配電網的供電能力評估模型的約束條件時，考慮需求響應的n-1安全約束為有源配電網發生...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李寧，孫思培，秦廣召，張亮，梁書豪，趙東坡，史二飛，孫寧，陳文博，王付杰，王一粟，倫迪，鄧俊吉，馬永澤，李文峰，李亞培，曹聰，
申請(專利權)人：國網河南省電力公司漯河供電公司，
類型：發明
國別省市：
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