(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210651359.X (22)申请日 2022.06.10 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114759615 A (43)申请公布日 2022.07.15 (73)专利权人 南京邮电大 学 地址 210023 江苏省南京市栖霞区亚 东新 城文苑路9号 (72)发明人 徐霄　高辉　黎倩婷　董安奇　 (74)专利代理 机构 南京正联知识产权代理有限 公司 32243 专利代理师 张玉红 (51)Int.Cl. H02J 3/46(2006.01) H02J 3/00(2006.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 113/04(2020.01) (56)对比文件 CN 107069784 A,2017.08.18CN 113131529 A,2021.07.16 CN 113962438 A,202 2.01.21 US 2005047382 A1,20 05.03.03 CN 109508499 A,2019.0 3.22 Salman Kahrobae e等.robabi listic Analysis of PV Curtai lment Impact o n Distributi on Circuit Hosti ng Capacity. 《2020 47th IE EE Photovo ltaic Special ists Conference (PVSC)》 .2021, Xiao Xu等.A Tw o-stage Approach for Renewable Hosti ng Capacity As sessment. 《2019 IE EE PES Innovative Smart Grid Technologies Europe (ISGT- Europe)》 .2019, 高辉等.基 于区块链技 术的P2P电能交易平 台与配电网协同仿真. 《计算机系统应用》 .2021, Xiao Xu等.A Co-simulati on Framew ork for Distributi on Network Analysis - Case Study of Hosti ng Capacity Analysis. 《13th IEEE PowerTech Conference》 .2019, 审查员 谭连敏 (54)发明名称 基于混合仿真的配网分布式光伏承载力分 析及削减方法 (57)摘要 本发明公开了基于混合仿真的配网分布式 光伏承载力分析及削减方法， 首先建立基于 MATLAB和OpenDSS的配电网混合仿真构架， 通过 COM口初始化配电网潮流， 通过direct  DLL完成 电网电气元件参数的规律性批量修改； 其次在相 关约束条件 前提下， 进行配电网分布式光伏承 载 力的两阶段测算； 最后针对承 载力不足的区域配 电网， 考虑有载调压变压器的电压调控能力， 确 定分布式光伏出力的动态削减策略， 在保证电网 安全稳定运行的前提下实现区域配电网分布式 光伏的日总削减量最小。 本发明克服高比率分布 式光伏接入 下配电网建模 过程繁琐， 且难以嵌套 新型智能控制算法的问题。 权利要求书3页 说明书11页 附图12页 CN 114759615 B 2022.09.02 CN 114759615 B 1.基于混合仿真的配网分布式光伏承载力分析及削减方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： S1、 建立基于MATLAB和Op enDSS的配电网混合仿真构架， 包括上层智能算法层和下层潮 流计算层， 二者通过OpenDSS的COM接口进行数据交互， 获得电网运行状态数据及对仿真场 景进行动态修改； S2、 调用配电网混合仿真构架， 在满足由最大电压偏差、 配变最大反送功率和线路最大 传输电流构成的配电网安全稳定运行约束 条件前提下， 进 行配电网分布式光伏承载力的两 阶段测算； 步骤2具体为： S2‑1、 依据主动 配电网结构体规范化定义方法准备目标配电网的电网电气元件参数信 息， 从分布式光伏接入的目标区域内逐一选取单一分析节点并将该点作为配电网分布式光 伏的唯一接入点， 开展该节点的单节点分布式光伏承载力测算； S2‑2、 以该节点分布式光伏承载力最大化为优化目标， 在考虑所有节点电压安全限值、 所有线路最大传输电流、 配变最大反送功率电网安全运行约束条件基础上， 以当前节点的 光伏接入容量作为控制 变量， 确立单节点分布式光伏承载力最大化的优化 目标函数， 所有 负荷节点负载功 率设定在其对应额定值， 构建融合分组JAYA优化求解器的配电网混合仿 真 框架， 求解当前节点的单节点分布式光伏最大承载力， 随后对目标区域内其他分析节点开 展同样步骤； S2‑3、 以目标区域全区分布式光伏承载力最大化为优化目标， 在考虑所有节点电压安 全限值、 所有线路最大传输电流、 变电站 最大反送功 率的电网安全运行约束条件基础上， 以 区域内各目标节点对应的单节点分布式光伏最大承载力为其可接入分布式光伏容量的上 限， 以所有目标节点的光伏接入容量作为控制 变量， 确立目标区域全区分布式光伏承载力 最大化的优化目标函数， 所有负荷节点负载功率设定在其对应额定值， 通过融合分组JAYA 优化求解器的配电网混合仿真框架来 求解目标区域分布式光伏的最大承载力； 所述单节点 分布式光伏承载力最大化的优 化目标函数 FHC‑1和目标区域全区分布式光伏 承载力最大化的优化目标函数 FHC‑2如下： 式中，Pi为节点i处新增光伏的接入容量； pfV、pfI和pfS是违反节点电压、 线路载流量和 变电站最大反送功率限值的惩罚因子； NBl和NBu是违反电压下边界和上边界限值的节点 数；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114759615 B 2NL是违反线路载流量限值的线路数； NG为目标区域内所有可接入分布式光伏的电网节点 数；Vll和Vul是节点电压的下限和上限； Vr,l是小于Vll的节点电压； Vh,u是大于Vul的节点电压； Ing和Ing， l是第g条线路的实际载流量和载流量限值； Sr和Sr,l为变电站的反送功率和允许的 最大限值； S3、 针对承载力不足的区域配电网， 考虑有载调压变压器的电压调控能力， 确定分布式 光伏出力的动态削减策略， 在保证电网安全稳定运行的前提下实现区域配电网分布式光伏 的日总削减量 最小。 2.根据权利要求1所述的基于混合仿真的配网分布式光伏承载力分析及削减方法， 其 特征在于， 步骤1中， 首先提出与OpenDSS相匹配且充分考虑配电网网架结构多样性的主动 配电网结构体规范化定义方法， 结合OpenDSS中电气元件的一般性定义语句框架， 在MATLAB 中通过COM口实现OpenDSS 仿真引擎中目标配电网模 型的快速外部生 成， 执行帧潮流计算以 初始化配电网运行状态 参数， 随后依据上层智能算法层 要求通过direct  DLL完成电网电气 元件参数的规 律性批量修改及运行状态数据获取。 3.根据权利要求2所述的基于混合仿真的配网分布式光伏承载力分析及削减方法， 其 特征在于， 所述步骤S1 中， 与OpenDSS相匹配且充分考虑配电网网架结构多样性的主动配电 网结构体规范化定义方法包括： S1‑1、 由主网络、 电抗器、 双绕组变压器、 三绕组变压器、 变压器抽头、 线型、 线路、 电容 器组、 负载、 发电机、 观测器和电表核心 参数和对应取值类型构成的主动配电网规范化定义 结构体； S1‑2、 在MATLAB 中通过COM口实现OpenDSS仿真引擎中电气元件、 仿真求解模式外部定 义的一般性脚本命令 框架； S1‑3、 基于主动 配电网规范化定义结构体和电气元件定义脚本命令框架耦合嵌套的主 动配电网模型自动生成命令脚本 。 4.根据权利要求1所述的基于混合仿真的配网分布式光伏承载力分析及削减方法， 其 特征在于， 所述融合分组JAYA优化 求解器的配电网混合仿真框架具体为： a.以所选分析节点分布式光伏 的接入容量作为控制变量， 约定其上下边界， 所有节点 负载功率保持在其对应额定值， 通过对控制变量约束边界内随机取值形成初始种群； 分别 计算当前种群内所有个 体的适应度函数值 Fb,c； b.依据适应度函数值 Fb,c的数值从大到小 的顺序对种群个体进行重排， 并将重排后种 群平均分为 m组， 分别找出各分组组内的最优和最差个体， 对应个体参数取值为 Xa,sbest,c和 Xa,sworst,c,同时记录种群最优个体的参数取值 Xa,gbest,c及对应适应度函数值 Fgb,c； 随后通过 JAYA算法的位置更新公式得到每 个分组内种群 个体的下一次迭代参数 取值， 如下式： 其中Xa,b,c+1为Xa,b,c的下一次迭代参数取值， Xa,b,c表示第a个种群个体第 b个参数在第 c 次迭代取值， r1,a,c和r2,a,c为0和1间的随机数， 若 Xa,b,c+1超出其边界值， 则将其取值为边界 值； c计算Xa,b,c+1的适应度函数值 Fb,c+1， 若Fb,c+1大于Fb,c则保留Xa,b,c+1， 否则令Xa,b,c+1等于 Xa,b,c； 完成各分组内所有种群个体第 c+1次迭代的参 数取值及适应度函 数值更新， 再次