[发明专利]一种基于扩展QV节点潮流的光储有功功率协同输出方法

摘要

本发明提供一种基于扩展QV节点潮流的光储有功功率协同输出方法，用以减少配电网电压波动。其具体步骤为首先，获取电网网架参数，负荷数据及光伏有功出力数据；其次，设定各光储联合并网点的电压幅值；再次，采用扩展QV节点潮流计算得到储能有功输出功率，若储能输出功率超越储能系统功率上限，则按其上限功率输出；最后，得到光储有功功率协同输出结果。本发明方法能够实现光储有功功率协同输出，从而平滑各节点电压波动，减小电压越限概率，最大限度的利用可再生能源，具有工程实用价值。

主权项

一种基于扩展QV节点潮流的光储有功功率协同输出方法，其特征在于包括以下步骤：(1)设定采样时间间隔Δt，则一天共p个时段；(2)初始化时段序号，q＝1；(3)获取第q时段负荷数据，光伏有功出力数据；(4)在该时段运行方式下的网架拓扑结构中，对各节点进行编号并确定节点类型，把配有储能的光伏所在的光储联合并网点设定为QV节点，设共有n个节点，其中，1～m号节点为PQ节点共m个、(m+1)～(m+r)号节点为PV节点共r个、(m+r+1)～(m+r+s)号节点为QV节点共s个，则第n号节点为平衡节点，满足n＝m+r+s+1；(5)输入原始数据，所述的原始数据包括相邻节点i，节点j之间线路电阻rij、线路电抗xij，线路接地电纳Bi0和Bj0，变压器的等效阻抗ZT和接地导纳YT，各节点的负荷，配有储能的光伏的光储联合并网点的储能最大输出功率PSimax，各节点的负荷；(6)按历史运行数据及专家经验设定各光储联合并网点所在的第i个节点的各自电压约束幅值VYi；(7)采用扩展QV节点潮流法计算得到光储联合并网点中储能的有功输出功率PSiq，若PSiq<PSimax，则PSiq＝PSiq，若PSiq≥PSimax，则PSiq＝PSimax，将PSiq的值存到光储联合并网点的储能输出功率数组PSi；步骤(7)所述扩展QV节点潮流法是指将光储联合并网点设定为QV节点，并通过修改牛顿法雅可比矩阵中各子块的阶数，以实现求解含QV节点潮流的方法，具体方法如下：(7.1)输入各节点电压幅值初值Vi(0)，各节点电压相角初值δi(0)，对于QV节点，Vi(0)＝VYi；(7.2)根据线路及变压器阻抗导纳形成节点导纳矩阵；(7.3)对于PQ节点，列出有功功率和无功功率的不平衡量方程式，对于PV节点，列出有功功率的不平衡量方程式，对于QV节点，列出无功功率的不平衡量方程式；(7.4)设定迭代次数k的初值，k＝0，设定误差ε；(7.5)计算第k次迭代各个节点的有功功率不平衡量ΔPi(k)，无功功率不平衡量ΔQi(k)；(7.6)若max{|ΔPi(k),ΔQi(k)|}>ε，列写修改牛顿法雅可比矩阵中各子块的阶数的修正方程，有:式(1)中：ΔP为各个PQ节点和PV节点的有功不平衡量组成的(m+r)维列向量，ΔP＝[ΔP1,ΔP2,...,ΔPm+r]T；ΔQ为各个PQ节点和各个QV节点的无功不平衡量组成的(m+s)维列向量，ΔQ＝[ΔQ1,...,ΔQm,ΔQm+r+1,...,ΔQn‑1]T，Δδ为除平衡节点以外各个节点电压相角修正量组成的(n‑1)维列向量，Δδ＝[Δδ1,Δδ2,...,Δδn‑1]T；ΔV为各个PQ节点的电压幅值修正量组成的m维列向量；VD2为各个PQ节点的电压幅值组成的为m阶对角阵， H子块为(m+r)×(n‑1)阶矩阵，其元素为N子块为(m+r)×m阶矩阵，其元素为K子块为(m+s)×(n‑1)阶矩阵，其元素为L子块为(m+s)×m阶矩阵，其元素为求解式(1)修正方程式，解得节点电压幅值修正量ΔVi(k)、节点电压相角Δδi(k)，则修正各节点电压为：求解全网各个节点的电压幅值Vi(k+1)和相角δi(k+1)，k＝k+1，返回步骤(7.5)；若max{|ΔPi(k),ΔQi(k)|}≤ε，则提取此时全网各个节点的电压幅值Vi(k)和相角δi(k)，进入步骤(7.7)；(7.7)根据全网各个节点的电压幅值和相角，由节点功率计算公式和线路传输功率计算公式获得PV节点、QV节点和平衡节点功率及全部线路传输功率；(7.8)由步骤(7.7)得到的第q时段QV节点的注入有功功率Piq，则第q时段光储联合并网点中储能的有功输出功率PSiq为QV节点的有功功率Piq与第q时段光储联合并网点中光伏的有功功率PPViq之差，有：PSiq＝Piq‑PPViq  (3)(7.8)若q<p，则q＝q+1，返回步骤(7.3)，若q≥p，则输出各光储有功功率协同输出结果。