[发明专利]基于关键量测的配电网电压自适应控制方法

说明书

一种基于关键量测的配电网电压自适应控制方法：根据选定的有源配电网，输入系统基本参数信息；计算每个区域内各节点间电压‑无功灵敏度；计算区域内各节点的灵敏度矩阵，并计算各节点的特征向量；将每个相似节点集中相似度指标最大的节点选为关键量测节点；以节点电压偏差最小为目标函数，以有载调压变压器档位上下限、有载调压变压器档位变化量上下限为约束条件，建立慢时间尺度下配电网自适应电压控制模型并求解；以分布式电源所在区域电压偏差最小为目标函数，以分布式电源逆变器无功容量为约束条件，建立快时间尺度下配电网自适应电压控制模型并求解，得到分布式电源无功出力策略；本发明实现了对多电压控制设备出力协调运行优化问题的求解。

技术领域

本发明涉及一种配电网电压控制方法，特别是涉及一种基于关键量测的配电网电压自适应控制方法。

背景技术

配电网承担着安全、可靠、经济供电的重要任务，其电压水平直接影响到用户侧设备的安全性和可靠性，其重要性不言而喻。目前，随着分布式电源在配电网中的高渗透率接入，其出力的快速波动加剧了电压越限问题。通过各类电压电压控制装置，包括分布式电源的逆变器和载调压变压器等的调节，可以有效解决电压越限问题。传统配电网电压优化控制方法大多采用数学模型描述配电网状态。然而在实际运行中，由于受到配电网运行工况、线路环境等影响，准确的配电网络参数难以获取；此外，大量可再生能源高渗透率接入后，由于其运行特性受环境影响较大，出力具有明显的随机性和波动性。因此，很难用一个精确的数学模型描述配电网状态。这也使得依赖于数学模型配电网的电压优化方法面临诸多问题。

随着配网信息化水平的提高，配电网积累了大量运行数据，其中包含的重要信息，为解决配电网电压控制问题提供了新的思路。基于实时量测信息，使用数据驱动方法构建配电网电压控制模型，具有避开繁琐复杂的数学模型、简化求解过程等优势。然而考虑到配电网实际运行情况，配电网全局配置实时量测难以实现。因此需要一种基于关键量测的数据驱动电压控制方法以满足实际工程需求。

通过对配电网历史数据的分析得到关键量测位置，并通过相似度将节点聚类，最后筛选出最具代表性的量测节点，能够有效减少数据驱动电压控制问题中对量测装置数量的需求，同时能够减小数据驱动模型规模，加快求解速度。因此，研究掌握基于关键量测的配电网电压自适应控制方法，为配电网电压协调优化问题提供了新的思路，有助于提升配电网电压优化控制效果，进而提高配电网安全性和可靠性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，为了克服出有技术的不足，提供一种能够确定合理的电压控制设备出力的基于关键量测的配电网电压自适应控制方法。

本发明所采用的技术方案是：一种基于关键量测的配电网电压自适应控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)根据选定的有源配电网，输入系统基本参数信息，包括：有载调压变压器的接入位置、分布式电源接入位置以及容量，有源配电网分区信息，有源配电网典型场景集合，有源配电网典型场景下节点注入有功、无功变化量以及对应的节点电压幅值变化量，相似度阈值，节点电压参考值，风光负荷预测信息，控制器伪雅可比矩阵初始值，优化控制总时长为T，当前时刻t＝0，快时间尺度下控制域时间间隔Δt，慢时间尺度下预测域时间间隔ΔT，控制时移步数k＝1；

2)根据步骤1)有源配电网典型场景，有源配电网典型场景下节点注入有功、无功变化量以及对应的节点电压幅值变化量，计算每个区域内各节点间电压-无功灵敏度；

3)根据步骤2)给出的每个区域内各节点间电压-无功灵敏度，计算区域内各节点的灵敏度矩阵，并在相似度矩阵的基础上计算各节点的特征向量；

4)根据步骤3)给出的各节点特征向量，采用修正余弦相似度计算各节点之间的相似度，将相似度超过相似度阈值的节点聚为一类，得到若干相似节点集，计算每个相似节点集中各节点的相似度指标，并将每个相似节点集中相似度指标最大的节点选为关键量测节点；