[发明专利]一种基于元件协调控制规则的配电网电压集中式控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统领域，尤其涉及一种基于元件协调简单规则的配电网电压集中式控制方法。

背景技术

为了满足广大电力用户的需求，同时又要保证供电质量，因此随着电力技术的不断提高及能源的开发，分布式电源(distributed generation，DG)在电力系统中得到广泛应用。DG指为了满足某些电力用户的需求、支持已经存在的配电网经济运行而设计和安装在用户附近的小型发电机组(容量一般为几千瓦至几十兆瓦)，如分布式光伏、风力发电等。

传统的配电网通常是单一电源的放射状结构的供电系统，DG的接入使配电网变为多电源结构的供电系统，改变了配电网潮流的大小和方向，从而影响了配电网各节点的电压分布。DG接入配电网通常会产生电压上升问题，反过来限制DG接入容量。

传统的配电网通常采用被动方法减小DG接入带来的电压上升，比如加强导线等，然而成本高昂。主动电压控制方法也可以用来降低最大电压，很多情况下主动电压控制可以充分增加可连DG的容量，从而大幅降低连接损耗。因此本发明提出一种基于元件协调简单规则的配电网电压集中式控制方法，适用于包含多个DG的配电网。该方法控制变电站有载调压变压器(on load tap changer，OLTC)和DG无功、有功出力，基于全网状态信息确定元件操作动作，避免了配电网传统本地控制仅仅着眼于单个节点或几个节点的局限，将配电网作为一个统一整体来考虑。

发明内容

本发明的目的在于通过对配电网变电站有载调压变压器(on load tap changer，OLTC)和DG出力的集中式调控，解决DG接入配电网后带来的电压越限问题，以保证配电网的稳定安全运行。

本发明提出一种基于元件协调控制规则的配电网电压集中式控制方法，包括以下步骤：

(1)根据典型24小时DG出力与负荷预测曲线和DG装机容量、并网功率因数范围，得出24小时各时段分布式DG有功、无功出力上下限和负荷；

(2)按照配电线路单线图及运行方式建立配电线路计算模型，通过潮流计算得到各时刻电压变化曲线，根据系统最大电压和最小电压判断系统是否存在电压越限，如果越限判断电压越上限、越下限或者同时越上下限；

(3)如果电压越限，根据电压越限种类启动集中式协调电压控制，对变电站OLTC和DG出力进行控制，得到符合配网电压偏移的电压曲线。

所述步骤(1)是根据24h DG出力曲线得到24小时内，以15分种为时间段面的各个段面DG有功出力上限Pmax，通过DG装机容量与各个时段出力百分比相乘得到，下限Pmin 为Pmax与DG接入允许最小功率因数相乘得到；

24h內各个断面DG无功出力上限按照DG并网功率因数及装机容量确定：

式中，P_DGi是DG有功功率，pf_DGi是DG功率因数，S_DGi是DG视在功率；

各个时段系统中各节点负荷为各节点最大负荷与负荷曲线中各时段百分比相乘得到。

所述步骤(2)电压是否越限及越限后越限种类判断方法，具体如下：

建立nb*4阶电压分析矩阵A，nb表示配电网节点总数；

矩阵A第一列表示节点编号；

矩阵A第二列表示该节点电压是否超过馈线允许电压偏移上限，超过为1否则为0；

矩阵A第三列表示该节点电压是否超过馈线允许电压偏移下限，超过为1否则为0；

矩阵A第四列表示该节点若超过馈线允许电压偏移上下限的越限值ΔV，无越限为0；

定义参数n1、n2分别为矩阵A第二列、第三列的和，若n1≠0同时n2＝0表示配电网电压越上限，若n2≠0同时n1＝0表示配电网电压越下限，若n1≠0同时n2≠0表示配电网电压同时越上下限，其他无越限。

所述步骤(3)电压集中式协调控制方法，具体如下：

对于电压越上限，通常出现在DG出力较大的时间段。首先启动变电站OLTC调压，增大变电站OLTC变比降低整个网络电压水平，若调压不成功启动基于灵敏度分析的DG无功调压，控制注入无功功率与越限最大电压节点灵敏度最高的DG进相运行，若仍不成功启动基于灵敏度分析的DG有功调压，控制注入有功功率与越限最大电压节点灵敏度最高的DG压出力，得到符合馈线电压偏移的电压曲线；