[发明专利]一种DG和EV环境下配电网无功补偿系统的模糊协调控制计算方法

说明书

本发明涉及电力系统及其自动化技术领域，更具体地，涉及一种DG和EV环境下配电网无功补偿系统的模糊协调控制计算方法，包括计算工作温度；计算工作开路电压、短路电流与填充系数；计算输出电压与输出功率；计算风电机组输出功率；设置协同优化控制的目标函数；考虑电网安全与稳定运行需要满足的条件；引入基于模糊集理论的模糊决策方法来求解新能源发电与负荷波动所导致的不确定性问题；将DG和EV协同调度的配电网无功补偿系统多目标函数模糊化为单目标隶属度函数；采用MATLAB仿真器利用模糊潮流计算方法来求解多目标优化模型获得决策变量的运行策略。提升了电网稳定性和经济性的两个个指标。

技术领域

本发明涉及电力系统及其自动化技术领域，更具体地，涉及一种DG和EV环境下配电网无功补偿系统的模糊协调控制计算方法。

背景技术

新能源的使用在电力系统结构中占比的日益提升，这就意味着在配电网系统当中将会有一定规模的分布式电源(Distributed Generation，DG)以及电动汽车(ElectricVehicle，EV)的接入。配电网的无功优化技术不仅能从电压层面改善电能质量，还能有效降低系统有功网损，实现电力系统的安全性和稳定性运行要求。考虑到新能源发电系统(光伏和风电)并网功率因环境变化而出现的不确定性以及新能源用户(EV)充电负荷功率受个人使用习惯等而导致的随机特性，如何安全协调调度新能源入网后的电能安全问题已成为新能源环境下无功补偿系统面临的重大问题。

电动汽车(Electric Vehicles，EV)是一种通过电能作为动力驱动的新能源产物，因其具有噪声低、效率高和清洁环保无污染等众多的优点而为人们所熟知和广泛应用，电动汽车正以迅猛的速度发展，学者们纷纷研究电动汽车技术和推广电动汽车的使用，电动汽车的大规模发展及使用可以使能源分配得更加合理，提高空气质量、环境质量，减少公路噪音，提升了人们的生活质量，有利于缓解化石能源的存量日渐减少的危机，一定程度上缓决了环境问题。所以，EV的研究将会是未来汽车行业发展的重心。

无功优化的目标是通过调节无功源的无功出力，使电网的电压质量是合格的同时降低有功网损。传统的无功补偿模型及其求解方法均采用确定性数学方法，结论虽具有极好的理论支撑作用，但对于一个动态运行的电力系统来说，特别考虑到新能源发电将大规模入网的必然性，计及随机因素影响的无功优化和电压稳定更大程度贴近电网真实运行情况[2]。为了使无功优化研究的理论体系更具有参考价值和使用意义，需针对电网中的不确定因素的分析思路、建模策略和求解方法进行修改、完善。

分布式电源与电动汽车在配电网中共存是未来的发展趋势，通过对其进行协同优化能够在配电网的无功电压优化控制方面起关键作用。含分布式发电与电动汽车的无功补偿系统协调控制在目标函数、约束条件与传统配电网的无功优化有相似之处，从数学角度来说还是一个含约束的优化问题，它的数学模型仍然由目标函数、等式约束条件、不等式约束条件等构成。本发明将在配电网传统无功补偿模型的基础上，同时考虑变压器有载调压、电容器组以及静止无功补偿器(SVC)无功补偿等互动影响下建立基于模糊理论分析的配电网无功电压多目标协调优化的计算方法。

现有技术缺点：无功优化的目标是通过调节无功源的无功出力，使电网的电压质量是合格的同时降低有功网损。传统的无功补偿模型及其求解方法均采用确定性数学方法，结论虽具有极好的理论支撑作用，但对于一个动态运行的电力系统来说，特别考虑到新能源发电将大规模入网的必然性，计及随机因素影响的无功优化和电压稳定更大程度贴近电网真实运行情况。为了使无功优化研究的理论体系更具有参考价值和使用意义，需针对电网中的不确定因素的分析思路、建模策略和求解方法进行修改、完善。

考虑到各节点位于不同地理区域，由于各区域的设备差异、风能资源、风速特性等因素造成风电机组出力的不确定性，以及各区域环境温度、日照强度、日照时间、日照阴影、日照偏角等因素造成光伏电源出力的随机性，使得配电网分布式电源优化配置增加了难度。

发明内容