[发明专利]一种基于扩展QV节点潮流的光储有功功率协同输出方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统的储能有功功率输出控制方法，特别涉及一种光储联合系统的有功功率协同输出方法。

背景技术

随着分布式电源(DG)的不断发展以及渗透率的持续增大，电力系统的运行与分析也发生了深刻的变化。以光伏发电、风电为主的DG一般分布在配电网中，DG并入配电网对功率的传输和电压分布有重要的影响，而潮流计算是对其影响进行量化分析的主要手段。为了最大限度的利用可再生能源以及便于控制，光伏发电、双馈风机发电等主要以单位功率因数运行，即只发有功功率。

实际上，DG对配电网的影响主要在于改变了潮流的分布，导致局部电压的抬高甚至越限。在光伏并网点处配置储能装置，能够有效的解决光伏并网引起的电压问题。因此，人们在对DG的电压约束的前提下，包括对DG的定容、储能的配置等问题的分析方面，不可避免的面临求解DG所在节点有功出力的问题。对于大部分以单位功率因数运行的DG，其无功出力Q＝0，而在分析时DG所在的节点电压V通常预先给予约束，如在10kV配电网中的安全运行电压约束上限V_max＝10.7kV和下限V_min＝9.3kV，由此，衍生出了已知节点无功功率Q以及电压幅值V，求解节点注入有功功率P的问题，即QV节点的潮流求解问题。

所谓的QV节点属于潮流计算扩展节点的一种，这类节点的无功功率Q和电压幅值V是给定的，节点的有功功率P和电压相角δ是待求量。一般约束节点电压的纯有功电源为这类节点，比如配电网中考虑电压约束配有储能的光伏电站。目前，国内外关于这类节点的研究甚少，尚未有系统的关于这类节点的求解方法。

在光伏并网点处配置储能装置，能够有效的解决光伏并网引起的电压问题。传统的光储联合系统的有功功率输出采用的是光储联合输出功率限值模式。考虑到光伏出力的不确定性以及负荷的实时波动，因此，需要光储联合并网点电压波动应尽可能小，从而实现抑制了其他节点电压的波动，以减小电压越限概率。

本发明提出一种基于扩展QV节点潮流的光储有功功率协同输出方法，扩展QV节点对光储联合并网点特性进行合理描述，通过调整牛顿法雅可比矩阵子块的阶数，实现对QV节点潮流的求解，从而得到了并网点电压控制下储能输出的有功功率。本发明提出的光储有功功率协同输出方法能够直接宏观的跟踪反映光伏出力的波动和系统负荷的变化，对电压波动有很好的抑制效果，能够避免弃光问题，最大限度利用可再生能源，在抑制电压波动问题、间接改善潮流、实现削峰填谷等方面均有显著的效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光储联合系统的有功功率协同输出方法，实现光储联合并网点电压波动尽可能小，从而实现抑制了其他节点电压的波动，以减小电压越限概率。

本发明提出一种基于扩展QV节点潮流的光储有功功率协同输出方法，包括以下步骤：

(1)设定采样时间间隔Δt，则一天共p个时段；

(2)初始化时段序号，q＝1；

(3)获取第q时段负荷数据，光伏有功出力数据；

(4)在该时段运行方式下的网架拓扑结构中，对各节点进行编号并确定节点类型，把配有储能的光伏所在的光储联合并网点设定为QV节点，设共有n个节点，其中，1～m号节点为PQ节点共m个、(m+1)～(m+r)号节点为PV节点共r个、(m+r+1)～(m+r+s)号节点为QV节点共s个，则第n号节点为平衡节点，满足n＝m+r+s+1；

(5)输入原始数据，所述的原始数据包括相邻节点i，节点j之间线路电阻r_ij、线路电抗x_ij，线路接地电纳B_i0和B_j0，变压器的等效阻抗Z_T和接地导纳Y_T，各节点的负荷，配有储能的光伏的光储联合并网点的储能最大输出功率P_Simax，各节点的负荷；

(6)按历史运行数据及专家经验设定各光储联合并网点所在的第i个节点的各自电压约束幅值V_Yi；