本发明涉及配电台区经济效益分析，具体的是一种增量配电台区分布式电源效益评估方法及装置。
背景技术：
1、最初的增量配电网是一个无源系统，随着越来越多的分布式电源接入增量配电网，会使增量配电网的运行状态出现一些显著的变化。与此同时，分布式电源机组的不当配置可能会对增量配电网产生许多不利影响，因此必须进行仔细规划，以确保增量配电网能够容纳高渗透率的分布式电源，并在不违反约束条件的情况下最大限度地发挥其效益。
技术实现思路
1、为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种增量配电台区分布式电源效益评估方法及装置，充分评估分布式电源接入增量配电网的效益，实现最佳的分布式电源分配，推迟系统升级投资，减少能量损耗成本和中断成本。
2、第一方面，本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种增量配电台区分布式电源效益评估方法，方法包括以下步骤：
3、接收增量配电台区的实际运行数据，根据增量配电台区的实际运行数据进行计算得出总体系统成本，其中，所述总体系统成本包括系统升级成本、能量损耗成本以及中断成本；
4、接收风电机组出力以及负荷需求，根据风电机组以及负荷需求的不确定性，生成多个状态变量；
5、将多个状态变量输入至预先建立的分布式电源规划模型内，以总体系统成本最小为目标函数并结合网络约束条件，输出得到分布式电源的最佳位置以及出力大小。
6、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该方法还包括：所述系统升级成本为线路、保护和计量设备升级成本的总和，能量损耗成本为在增量配电网中安装分布式电源机组会影响能量损耗，所述中断成本为径向线路的增量配电区域的线路因为单个原件故障而中断，其中，运行状态包括并网运行状态以及孤岛运行状态。
7、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该方法还包括：所述风电机组出力由于每个小时能量成本的变化以及非线性的损伤函数成本，使用蒙特卡罗模拟评估能量损耗成本以及中断成本，概率风速模型用于评估系统升级成本，最终使用概率风速以及蒙特卡罗模拟两种模型描述风电机组的输出功率；
8、所述负荷需求根据所需要的精度、时间尺度和模拟速度，通过设定数量的状态量对负荷进行建模。
9、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该方法还包括：所述风电机组出力状态变量的生成过程：
10、首先按季度或者月份将全年分为几组，每组生成一个典型日，然后通过威布尔概率密度函数对每小时的风电机组行为进行建模，利用实际的历史风速数据生成概率风速模型，接着在蒙特卡罗模拟中使用每小时累积分布函数的反函数生成每小时风速的虚拟场景，基于风电机组故障率生成两种状态可用性模型，再进行卷积生成最后的蒙特卡罗模型，最后将整个速度范围划分为适当的状态数量，基于风电机组发电功率与风速之间的关系得到对应风速状态的风电机组输出功率。
11、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该方法还包括：所述以总体系统成本最小为目标函数如下：
12、
13、式中，csystem为总体系统成本；xc为0-1变量，表示违反某个约束的惩罚因子，nc为总体约束的数量；incentives表示增量配电网中分布式电源发出每mw电量获得的收益。
14、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该方法还包括：所述网络约束条件包括：
15、潮流约束：
16、
17、其中，i和k表示节点编号；n是所有节点数量；s是状态数量；y表示年份；pl和ql分别表示有功和无功需求；pg和qg分别表示发出的有功和无功功率；
18、节点电压约束：
19、
20、其中，vi表示节点i处的电压，vmin和vmax分别为节点电压最小值和最大值；
21、最大渗透率约束：
22、
23、其中，pdgd、pdgw和pmain分别是可调度分布式电源机组、风力发电机组和主变电站发出的功率；
24、分布式电源机组离散尺度：
25、
26、其中，ai和bi为整数变量；gi和wi为0-1变量，表示在节点i处安装可调度分布式电源机组和风力发电机组的决定；
27、候选节点约束：
28、
29、其中，allb表示所有节点的集合，dgb表示分布式电源节点的集合；
30、分布式电源机组约束：
31、
32、其中，md和mw分别是可调度分布式电源机组和风力发电机组在系统中可以安装的最大数量。
33、结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该方法还包括：所述将多个状态变量输入至预先建立的分布式电源规划模型内的求解过程如下：
34、对于系统升级成本，通过下面的公式评估所需升级投资的净现值：
35、
36、其中，npvk是第k个升级对应的净现值，ck是第k个升级的成本，d是贴现率，m是所需升级的总数量，ik是第k个升级所在的年份；
37、对于能量损耗成本，将每年的功率损耗表示为长度向量，其中每个元素表示对应于状态s的功率损耗：
38、
39、定义0-1变量矩阵：
40、
41、其中，ns是负荷和分布式电源组合模型的状态数量，ny是概率时间模型中的场景总数，矩阵均由元素0和1组成，每个元素对应实际负荷状态，对于某一特定天气状况下矩阵仅生成一次，并且每小时评估能量损失成本；
42、每年的能量损失成本由下式得到：
43、
44、其中，为第y年的年度能量损耗成本，c表示每小时的能量价格；
45、最终能量损耗成本的净现值为：
46、
47、对于中断成本，视为一个非线性的损伤函数成本，利用蒙特卡罗模拟；
48、中断成本表示为：
49、
50、其中，costoi为负荷点i的停电成本，cdf(uk)为中断事件k对应的停电成本，ni为负荷点i中断事件的总数，tk为停电事件的时间，pload i是负荷点i的平均所需功率，ppu i(t)为负荷点i在时间t的每单位负荷功率；
51、中断成本的净现值为：
52、
53、第二方面，为了达到上述目的，本发明公开了一种增量配电台区分布式电源效益评估装置，包括：
54、数据处理模块，用于接收增量配电台区的实际运行数据，根据增量配电台区的实际运行数据进行计算得出总体系统成本，其中，所述总体系统成本包括系统升级成本、能量损耗成本以及中断成本；
55、数据整合模块，用于接收风电机组出力以及负荷需求，根据风电机组以及负荷需求的不确定性，生成多个状态变量；
56、效益评估模块，用于将多个状态变量输入至预先建立的分布式电源规划模型内，以总体系统成本最小为目标函数并结合网络约束条件，输出得到分布式电源的最佳位置以及出力大小。
57、结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，该装置还包括：所述数据处理模块内系统升级成本为线路、保护和计量设备升级成本的总和，能量损耗成本为在增量配电网中安装分布式电源机组会影响能量损耗，所述中断成本为径向线路的增量配电区域的线路因为单个原件故障而中断，其中，运行状态包括并网运行状态以及孤岛运行状态；
58、数据整合模块内风电机组出力由于每个小时能量成本的变化以及非线性的损伤函数成本，使用蒙特卡罗模拟评估能量损耗成本以及中断成本，概率风速模型用于评估系统升级成本，最终使用概率风速以及蒙特卡罗模拟两种模型描述风电机组的输出功率；
59、所述负荷需求根据所需要的精度、时间尺度和模拟速度，通过设定数量的状态量对负荷进行建模；
60、数据整合模块内风电机组出力状态变量的生成过程：
61、首先按季度或者月份将全年分为几组，每组生成一个典型日，然后通过威布尔概率密度函数对每小时的风电机组行为进行建模，利用实际的历史风速数据生成概率风速模型，接着在蒙特卡罗模拟中使用每小时累积分布函数的反函数生成每小时风速的虚拟场景，基于风电机组故障率生成两种状态可用性模型，再进行卷积生成最后的蒙特卡罗模型，最后将整个速度范围划分为适当的状态数量，基于风电机组发电功率与风速之间的关系得到对应风速状态的风电机组输出功率；
62、效益评估模块内以总体系统成本最小为目标函数如下：
63、
64、式中，csystem为总体系统成本；xc为0-1变量，表示违反某个约束的惩罚因子，nc为总体约束的数量；incentives表示增量配电网中分布式电源发出每mw电量获得的收益；
65、效益评估模块内网络约束条件包括：
66、潮流约束：
67、
68、其中，i和k表示节点编号；n是所有节点数量；s是状态数量；y表示年份；pl和ql分别表示有功和无功需求；pg和qg分别表示发出的有功和无功功率；
69、节点电压约束：
70、
71、其中，vi表示节点i处的电压，vmin和vmax分别为节点电压最小值和最大值；
72、最大渗透率约束：
73、
74、其中，pdgd、pdgw和pmain分别是可调度分布式电源机组、风力发电机组和主变电站发出的功率；
75、分布式电源机组离散尺度：
76、
77、其中，ai和bi为整数变量；gi和wi为0-1变量，表示在节点i处安装可调度分布式电源机组和风力发电机组的决定；
78、候选节点约束：
79、
80、其中，allb表示所有节点的集合，dgb表示分布式电源节点的集合；
81、分布式电源机组约束：
82、
83、其中，md和mw分别是可调度分布式电源机组和风力发电机组在系统中可以安装的最大数量；
84、效益评估模块内将多个状态变量输入至预先建立的分布式电源规划模型内的求解过程如下：
85、对于系统升级成本，通过下面的公式评估所需升级投资的净现值：
86、
87、其中，npvk是第k个升级对应的净现值，ck是第k个升级的成本，d是贴现率，m是所需升级的总数量，ik是第k个升级所在的年份；
88、对于能量损耗成本，将每年的功率损耗表示为长度向量，其中每个元素表示对应于状态s的功率损耗：
89、
90、定义0-1变量矩阵：
91、
92、其中，ns是负荷和分布式电源组合模型的状态数量，ny是概率时间模型中的场景总数，矩阵均由元素0和1组成，每个元素对应实际负荷状态，对于某一特定天气状况下矩阵仅生成一次，并且每小时评估能量损失成本；
93、每年的能量损失成本由下式得到：
94、
95、其中，为第y年的年度能量损耗成本，c表示每小时的能量价格；
96、最终能量损耗成本的净现值为：
97、
98、对于中断成本，视为一个非线性的损伤函数成本，利用蒙特卡罗模拟；
99、中断成本表示为：
100、
101、其中，costoi为负荷点i的停电成本，cdf(uk)为中断事件k对应的停电成本，ni为负荷点i中断事件的总数，tk为停电事件的时间，pload i是负荷点i的平均所需功率，ppu i(t)为负荷点i在时间t的每单位负荷功率；
102、中断成本的净现值为：
103、
104、在本发明的另一方面，为了达到上述目的，公开了一种终端设备，包括存储器、处理器及存储在存储器中并能够在处理器上运行的计算机程序，所述存储器中存储有能够在处理器上运行的计算机程序，所述处理器加载并执行计算机程序时，采用了如上所述的一种增量配电台区分布式电源效益评估方法。
105、本发明的有益效果：
106、本发明可以充分评估分布式电源接入增量配电网的效益，实现最佳的分布式电源分配，推迟系统升级投资，减少能量损耗成本和中断成本。
1.一种增量配电台区分布式电源效益评估方法，其特征在于，方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种增量配电台区分布式电源效益评估方法，其特征在于，所述系统升级成本为线路、保护和计量设备升级成本的总和，能量损耗成本为在增量配电网中安装分布式电源机组会影响能量损耗，所述中断成本为径向线路的增量配电区域的线路因为单个原件故障而中断，其中，运行状态包括并网运行状态以及孤岛运行状态。
3.根据权利要求1所述的一种增量配电台区分布式电源效益评估方法，其特征在于，所述风电机组出力由于每个小时能量成本的变化以及非线性的损伤函数成本，使用蒙特卡罗模拟评估能量损耗成本以及中断成本，概率风速模型用于评估系统升级成本，最终使用概率风速以及蒙特卡罗模拟两种模型描述风电机组的输出功率；
4.根据权利要求3所述的一种增量配电台区分布式电源效益评估方法，其特征在于，所述风电机组出力的状态变量的生成过程：
5.根据权利要求1所述的一种增量配电台区分布式电源效益评估方法，其特征在于，所述以总体系统成本最小为目标函数如下：
6.根据权利要求1所述的一种增量配电台区分布式电源效益评估方法，其特征在于，所述网络约束条件包括：
7.根据权利要求1所述的一种增量配电台区分布式电源效益评估方法，其特征在于，所述将多个状态变量输入至预先建立的分布式电源规划模型内的求解过程如下：
8.一种增量配电台区分布式电源效益评估装置，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的一种增量配电台区分布式电源效益评估装置，其特征在于，所述数据处理模块内系统升级成本为线路、保护和计量设备升级成本的总和，能量损耗成本为在增量配电网中安装分布式电源机组会影响能量损耗，所述中断成本为径向线路的增量配电区域的线路因为单个原件故障而中断，其中，运行状态包括并网运行状态以及孤岛运行状态；
10.一种终端设备，包括存储器、处理器及存储在存储器中并能够在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述存储器中存储有能够在处理器上运行的计算机程序，所述处理器加载并执行计算机程序时，采用了权利要求1至7中任一项所述的一种增量配电台区分布式电源效益评估方法。
