[发明专利]多时间尺度的主动配电网DG协调控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能配电网领域对于主动配电网分布式发电的协调控制，本发明提出一种应用于主动配电网的多时间尺度DG协调控制系统及方法。

背景技术

主动配电网以其灵活、兼容以及优化等特性，是未来智能配电网实现对大量接入的分布式发电单元（DG，Distributed Generation）进行主动管理的有效解决方案。但是DG参与配网调度运行的需求以及可再生能源发电的间歇性和不确定性给主动配电网的DG协调控制带来了极大的挑战。

目前，对于接入电网的DG的控制技术主要集中在两个方面：

（1）单一DG的并网控制技术，包括DG的PQ解耦控制、PV控制以及Droop控制，这些技术都是针对单一DG的并网控制，且不受配网调度的约束；

（2）微网控制技术，从系统性的角度出发，将分布式发电、负荷、储能装置以及控制装置等结合，形成一个单一可控的单元，同时向用户提供电能和热能。但是微网控制也存在一定的局限性，首先表现在其整体单一可控性，整个微网控制区域必须处于相对集中的范围，其次微网控制更加强调控制区域内部的自治，没有与电网进行优化协调。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种多时间尺度的主动配电网DG协调控制系统，包括：

主动配电网全局最优控制子系统，面向整个主动配电网，用于在长时间尺度下对接入主动配电网的所有可调度分布式发电单元实现全局优化控制，确保主动配电网运行的经济性；

主动配电网区域自治控制子系统,面向主动配电网的控制子区域，用于在短时间尺度下，实时协调控制所述控制子区域内的各个DG，以缓解负荷扰动及环境变化造成对长时间尺度下主动配电网DG全局优化控制的偏差。

所述主动配电网全局最优控制子系统通过长时间尺度下对整体的主动配电网进行优化运行计算，得出每个DG的最优经济调度策略以及各个控制子区域与主干线的功率交换局部目标值实现对接入主动配电网的所有可调度分布式发电单元的全局优化控制。

所述每个DG的最优经济调度策略以及各个控制子区域与主干线的功率交换局部目标值是基于最优潮流算法得到的；其中，所述最优经济调度策略的目标是尽可能提高分布式能源的利用率并且尽可能降低分布式能源的发电成本。

所述最优经济调度策略的目标通过一目标函数表示，所述目标函数为：

f(x)=P_feeder+k×C_der

其中，P_feeder表示的是变电站馈线出口有功功率，C_der表示的是馈线上所有分布式能源的综合发电成本，其计算公式为P_i表示第i个分布式电源的有功出力，C_i表示第i个分布式能源的单位有功出力成本，k是妥协系数，用以调节妥协模型中两个目标的相对权重。

所述主动配电网区域自治控制子系统的最优目标函数为：

k_i×△P_feeder+△P_area-i=0

其中，△P_feeder表示馈线与变电站的功率交换偏差，△P_area-i表示自治区域与馈线的功率交换偏差，k_i是区域i参与的功率协调系数。

本发明还提供了一种多时间尺度的主动配电网DG协调控制方法，包括以下步骤：

建立一个长时间尺度下的主动配电网，将该主动配电网划分为多个短时间尺度的控制子区域；

为所述主动配电网建立一个主动配电网最优目标函数，并根据该最优目标函数求出主动配电网的各分布式发电单元的最优控制方式；

建立一个子控制区域自治控制最优目标函数，所述子控制区域通过对其内各DG的自治控制使其始终满足所述子控制区域自治控制最优目标函数。

较佳地，将该主动配电网划分为多个控制子区域的方式包括：将主干线上的每条分支线路划分为一个独立的控制子区域或将主干线上同一节点上的所有DG组成一个独立的控制子区域。

较佳地，所述主动配电网最优目标函数以提高分布式能源的利用率并且尽可能降低分布式能源的发电成本为目标得到的。

较佳地，所述主动配电网最优目标函数为：

f(x)=P_feeder+k×C_der