[发明专利]一种光伏与空调负荷协调优化的配电网电压控制方法

说明书

本发明公开了一种光伏与空调负荷协调优化的配电网电压控制方法。首先配电网通过潮流计算获得各节点的灵敏度信息；其次各光伏与空调负荷用户根据自身利益上报价格‑调节量模型；在配电网出现电压越限或电压过低等电压问题时，电压集中控制器根据各节点用户的模型及所在节点的灵敏度，以调节成本为目标，建立目标函数确定对各用户的补偿价格；最后各用户根据获得的补偿价格调节自身有功或无功功率，从而实现电压的控制。本发明充分利用了空调负荷的调节能力，并与光伏逆变器的无功调节能力协调，兼顾电网、空调用户、光伏的利益，减少“弃光”，提高可再生能源利用率，为解决分布式光伏接入配电网带来的电压问题提供参考。

技术领域

本发明涉及电力控制技术领域，尤其涉及一种光伏与空调负荷协调优化的配电网电压控制方法。

背景技术

随着能源和环境问题的日益突出，光伏、风电等分布式电源接入配电网已成为配电网发展的重要趋势。分布式光伏接入配电网可实现能量的就地平衡，避免了远距离输电的投资和损耗。同时，清洁、可再生光伏电源的接入可以替代传统的化石能源，改善能源结构。由于光伏电源的输出功率具有随机性、波动性，大量分布式光伏的接入也给电网带来了电压波动与闪变、电压越限等电能质量问题，危害配电网系统的安全稳定运行。

当光伏出力较高而负荷较小时，容易发生电压越限问题。而当光伏出力不足而负荷较大时，则会出现电压过低的问题，传统的解决方案一般集中在电源侧，以调节光伏逆变器无功功率，加装电抗器等无功补偿设备，调用储能等设备吸收过剩的光伏功率或在光伏出力不足时补偿功率缺额等为主，必要时采取切除部分有功出力即“弃光”的手段。上述方案中，由于功率因数限制，调节逆变器无功功率对调节电压的作用有限；加装无功补偿设备和储能设备势必带来额外的投资；“弃光”则降低了可再生能源的利用率。若能在调节电压的同时提高经济性，对进一步提高分布式光伏在配电网中的规模和渗透率将起到推进作用。

随着对智能电网和需求侧响应等方面研究的不断深入，越来越多的人开始关注到空调等柔性负荷在电力系统调控方面的巨大潜力。若能充分发挥空调负荷的调节能力，通过空调负荷增加出力消纳过剩的光伏功率，或空调在光伏出力不足时减少用电，将可弥补光伏自身无功调节能力的不足，同时减少光伏的“弃光”及储能和无功补偿设备的投资，为解决配电网电压问题提供新的思路。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种光伏与空调负荷协调优化的配电网电压控制方法，以解决现有技术的不足。

本发明的一种光伏与空调负荷协调优化的配电网电压控制方法，包括以

下步骤：

步骤10)配电网内各光伏用户根据自身利益上报自身价格-有功调节量模型(具体模型公式已在步骤101)及步骤102)中给出)及价格-无功调节量模型，同时各空调用户根据自身利益上报价格-有功调节量模型(具体模型公式已在步骤103)中给出)；

步骤20)当配电网出现电压越限或电压过低问题时，配电网通过潮流计算(即传统的牛拉法)获得配电网各节点的电压-有功灵敏度矩阵及电压-无功灵敏度矩阵，从而确定安装光伏的节点对电压问题最严重节点的有功电压灵敏度和无功电压灵敏度，以及安装空调负荷的节点对电压问题最严重节点的有功电压灵敏度；

步骤30)配电网电压集中控制器(是现有的控制器，此处不再赘述)根据步骤10)各节点处用户上报的模型及步骤20)各节点上报的灵敏度，以调价价格最低为目标，考虑电压控制约束、光伏和空调的出力约束的约束条件，建立目标函数；

步骤40)求解上述目标函数，将解得的各节点处用户的补偿价格下发至各用户，各用户根据得到的补偿价格调节自身功率，实现电压的控制。

所述步骤10)具体为：

步骤101)所述价格-无功调节量模型为由光伏逆变器损耗费用确定的设定值，不随调节量变化而变化，即：