[发明专利]基于主动配电网的无功电压协调控制策略

说明书

技术领域

本发明涉及配电网电压调控技术领域，具体涉及基于主动配电网的无功电压协调控制策略。

背景技术

对于近年来在国外兴起的主动配电网，其相对于传统配电网来说，大量分布式能源、储能系统和大量协调控制器的接入对配网运行管理提出了更高的要求。为适应对主动配电网的管理，主动配电网管理的目标是实现对整个网络的灵活应用，提高现有网络的资产利用率。要实施主动配电网的有效管理需要一系列的技术解决方案，特别是其赋予自动控制系统新的需求。

目前关于主动配电网电压控制的方法主要分为基于“触发式”电压控制策略和基于整体协调的电压控制策略两种。在主动配电网的“触发式”电压控制中，通常通过控制对象及时序的不同将整个电压控制分为一系列的控制环节，每个控制环节可以包含控制动作及计算等多部分组成，继而通过一定的判定条件对不同的控制环节进行触发，最终达到控制电压的目的。基于整体协调的电压控制策略是根据实时采集到的值，通过集中的运算统一输出所有控制设备的动作方式，再进行控制指令的下发。这种控制策略需要选取一种合适的核心算法来进行控制结果的计算，如传统的数学规划算法和人工智能算法等。

在传统配电网中，沿馈线潮流方向电压逐渐降低，在进行电压控制时通过首末端电压量测就可以判断该条馈线是否存在电压越限，电压控制相对简单。主动配电网中由于DG的接入，馈线上各负荷节点处的电压尤其是DG接入点处的电压会被明显抬高，与此同时，网络中的网络损耗、潮流分布等也会随之改变，从而使得网络中电压控制关键节点和控制目标函数的选择相比于传统配电网在很多个方面发生了改变，增加了电压控制的难度。因此，需要利用主动配电网能量管理技术，灵活接入大规模分布式能源、灵活安排运行方式，实现无功电压协调控制。保证证电能质量和供电可靠性，保证网络的安全可靠运行。

发明内容

本发明目的是提供一种基于主动配电网能量管理系统的电压优化控制策略，全局优化以电压偏差最低为目标，采用摄动法对全局电压优化进行求解；对于区域电压优化，利用区域参数对区域内各点电压值进行估算，仍采用区域电压越限偏差作为实时电压优化参考量，对无功调节设备进行实时协调控制以确保网络的实时电压质量。

本发明通过以下技术方案实现：

基于主动配电网的无功电压协调控制策略，包括如下步骤：

步骤1.建立主动配电网电压优化模型；

步骤2.基于摄动法计算主动配电网中的电压灵敏度及影响因子；

步骤3.根据影响因子实现主动配电网全局无功电压优化计算；

步骤4.利用区域参数对区域内各点电压值进行估算，采用区域电压越限偏差作为实时电压优化参考量，实现局部电压优化。

本发明进一步技术改进方案是：

其中，步骤1包括：

1-1.确定电压优化目标函数，主动配电网最优无功调节的目标函数是针对整个调度周期的电压波动进行优化，其优化目标如下：

上式F为以调度周期内所有关键节点电压波动最小为目标函数，其中ΔU(t)代表某一关键节点某一时刻的电压波动，∑表示对各个节点各个时段的电压差进行求和,l代表关键节点的个数，k代表选取的时间断面的个数，min代表求取最小值；

1-2.确定主动配电网无功电压最优调节的约束条件，首先配电网需要满足常规的节点电压约束、支路潮流约束以及储能单元的充放电功率约束函数；除此之外，主动配电网的无功电压最优调节的约束条件还包括如下；

P_f(t)＝PF(P_ESS-j(t)，Q_ESS-j(t))

Q_f(t)＝PF(P_ESs-j(t),Q_Ess-j(t))

上面两式的含义是指在整个调度周期内任一时刻馈线的出口功率与该时刻每个分布式电源出力、储能系统的充放电功率约束，其本质上是要求时时满足含分布式能源的配网潮流等式约束；其中P_f(t)和Q_f(t)分别代表任一时刻馈线出口的有功和无功，PF代表馈线出口功率与储能系统的充放电功率约束函数，P_ESS-j(t)和Q_ESS-j(t)分别代表储能系统的充放电有功和无功。

本发明进一步技术改进方案是：

步骤2包括：