[发明专利]一种用于含高渗透率光伏配电系统的三段式无功电压控制方法

说明书

本发明公开一种用于含高渗透率光伏配电系统的三段式无功电压控制方法，包括以下阶段：第一阶段：对电容器组和有载分接开关进行小时级优化调度；第二阶段：对下一周期的光伏逆变器无功输出进行调度优化；第三阶段：缓解发生的电压偏移；其中第三阶段为实时阶段，由光伏逆变器在本地实现电压控制，同时优化器等待下一个15分钟前光伏发电和负荷的预测数据，若预测数据符合T≤4，则继续进行第二阶段，若不符合T≤4，则等待下一个小时前光伏发电和负荷的预测数据，继续进行第一阶段。该方法能从多时间尺度协调优化分布式电源和传统无功设备的调度，在不确定性变量概率分布情况下，建立多种典型场景，减小因预测误差带来的影响。

技术领域

本发明属于含新能源的配电系统技术领域，特别是涉及一种用于含高渗透率光伏配电系统的三段式无功电压控制方法。

背景技术

随着环保政策和新能源发展政策的推动，分布式电源越来越多地融入到现代配电网中。在可再生能源发电的高渗透率背景下，分布式发电的间歇性和配电网的高阻抗比可能引发电压波动甚至越限，给配电网电压/无功控制(voltage/Var control,VVC)带来技术挑战。电压/无功控制旨在通过对传统无功设备和分布式电源的协调优化调度，来调节电压大小和减少配电网络电力损失。

传统的VVC设备，包括电容器组和有载调压变压器属于机械设备，响应较慢。电力电子化的无功补偿设备如静止无功补偿器(Static Var Compensator,SVC)和静止同步补偿装置(STATCOM)响应速度相对较快,然而昂贵的价格阻碍了其广泛应用。而在分布式电源中，光伏逆变器在正常的运行条件下可以通过控制提供灵活、快速的无功支持。因此，分布式电源可以在配电网的无功电压控制中发挥更大的作用。

目前的配电网络充分考虑了分布能源的位置、容量以及新能源的波动性和不确定性等因素，对配电网的整体结构进行了优化，并提出了相应的配电网分布式电压控制策略。但这些分布式电源快速响应的VVC设备尚未发挥完全其灵活调度的优势，多时间尺度下VVC设备间缺乏协调调度优化。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种用于含高渗透率光伏配电系统的三段式无功电压控制方法，可以在多时间尺度下在VVC设备间进行协调调度优化，旨在协调优化传统无功设备和分布式电源以减少电力损耗。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是，一种用于含高渗透率光伏配电系统的三段式无功电压控制方法，包括以下三个阶段：

第一阶段：考虑电容器组的投入和有载分接开关的动作，根据分布式光伏电源发电量和负荷量的预测值对电容器组和有载分接开关进行小时级优化调度；

第二阶段：考虑光伏逆变器的无功调度在较短周期内调度光伏逆变器以降低电网的能量损失，视为对第一阶段决策的补偿；第二阶段的任一决策周期中，需要预测下个周期的发电量和负荷量，并对下一周期的光伏逆变器无功输出进行调度优化；

第三阶段：考虑光伏逆变器的下垂特性对电压的实时响应和下垂控制的光伏逆变器提供的实时无功功率支持，以缓解发生的电压偏移；

其中第三阶段为实时阶段，由光伏逆变器在本地实现电压控制，同时优化器等待下一个15分钟前光伏发电和负荷的预测数据，若预测数据符合T≤4，则继续进行第二阶段，若不符合T≤4，则等待下一个小时前光伏发电和负荷的预测数据，继续进行第一阶段；其中T为当前周期序号。

进一步的，所述第一阶段具体为：

步骤S1.1：集中处理器接受1小时前分布式光伏电源发电和负荷的预测数据；

步骤S1.2：处理器求解得到有载分接开关OLTC和电容器组CBs档位的优化结果；

步骤S1.3：通过无线或有线通信向OLTC和CBs发出调度指令；

步骤S1.4：最后OLTC和CBs根据调度指令改变运行的档位。