[发明专利]基于无功/有功电压灵敏度解耦的电网分群方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于无功/有功电压灵敏度解耦的电网分群方法及系统，基于有功/无功电压灵敏度矩阵，利用改进的模块度函数，对含高比例分布式光伏的配电网同时进行有功、无功解耦分群；并能够在已有的分群基础上，按照“优先最大程度地利用光伏逆变器无功调节能力，再最小化地进行光伏有功剪切”的原则，在有功、无功分群内部制定电压控制策略，实现对高比例分布式光伏的集群控制，解决了未来高比例分布式光伏接入引起的过电压及控制复杂性问题，并在控制速度上具有优越性。

技术领域

本发明涉及配电网控制技术领域，并且更具体地，涉及一种基于无功/有功电压灵敏度解耦的电网分群方法及系统。

背景技术

在大电网侧，根据电压灵敏度矩阵对大电网进行分群时，考虑大电网的网络阻抗特性(电阻远远小于电抗)，往往忽略有功变化对电网电压的影响，只对大电网进行无功分群与无功电压控制。但在配电网侧，由于配电网的阻抗比值较大，且电压控制策略涉及光伏逆变器有功功率控制，所以有功功率变化对电网分群的影响不可忽略。

因此，针对未来高比例分布式光伏接入配电网的过电压与控制复杂性问题，以及采用集中控制方式存在的不足，需要一种基于无功/有功电压灵敏度解耦的电网分群方法。

发明内容

本发明提出一种基于无功/有功电压灵敏度解耦的电网分群方法及系统，以解决如何实现配电我那个分群以及对分群电压进行控制的问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种基于无功/有功电压灵敏度解耦的电网分群方法，所述方法包括：

S1，确定配电网的分群原则，将配电网中的每个节点作为一个单独的子分群，并根据分群原则计算每个子分群的改进的第一分群模块度函数；

S2，对于任一个节点i，从其他节点中随机选择一个节点j组合形成一个新的子分群(i,j),重新计算新的子分群(i,j)对应改进的第二分群模块度函数；

S3，根据所述改进的第一分群模块度函数和改进的第二分群模块度函数计算每种组合情况下该任一个节点i对应的分群模块度函数变化量，并当分群模块度函数变化量达到最大正值时，将与分群模块度函数变化量达到最大正值时对应的两个节点(i,j)划分到同一子分群内，并更新此时的改进的分群模块度函数；

S4，将新形成的子分群看作一个独立的节点，并返回S2重新计算，直至没有任何节点能进行合并且改进的第二分群模块度函数达到最大值时，分群过程停止，，确定当前的分群为最优分群结果；其中，所述分群原则包括：有功分群原则和无功分群原则。

优选地，其中所述方法在当所述分群原则为无功分群时，利用如下方式计算子分群的改进的无功分群模块度函数，包括：

其中，为改进的无功分群模块度函数；ρ^VQ为未改进的无功分群模块度函数；N为子分群的个数；为子分群C_k对应的无功平衡度指标；为子分群C_k对应的无功分群区内耦合度指标；分别为所有与节点i、节点j相连边的无功权重之和；m^Q为网络中所有边的无功权重之和；为进行无功层面分群时，V-Q权重；S_QU为无功电压灵敏度矩阵，通过对潮流雅可比矩阵进行变换得到；Q_supplied为子分群C_k内所有光伏能够提供的无功功率；Q_need为在在子分群C_k内，最小无功需求量；ΔV_i为节点i的电压增量；为在子分群C_k内，第α个光伏单元对第i个节点的有功电压灵敏度；avg表示求均值运算；m为网络中边的数目。