[发明专利]基于拓展QV节点的光储最优潮流控制方法

摘要

本发明提供基于拓展QV节点的光储最优潮流控制方法，基于对分时电价和购售电成本、配电网络损耗成本折现值、储能系统等效运行成本等经济性的考虑，提出一种以配电网侧运行总成本最小为目标的光储最优潮流模型，并通过分支定界‑原对偶内点法进行迭代求解。其中，将光储并网点的节点类型拓展为QV节点，控制变量依次在光伏逆变器的无功功率和光储并网点的电压幅值之间变化，通过迭代寻找光储并网点电压的最优初始值，最后以光伏逆变器的无功为控制变量，调节光储的有功实现潮流最优。本发明实现了光储发电系统输出功率的协调优化控制，在减小了含分布式光伏配电网的电压波动的同时保证了系统运行经济性。

主权项

基于拓展QV节点的光储最优潮流控制方法，其特征在于包括如下步骤：(1)采集配电网内相邻节点i与节点j之间的线路电阻rij、线路电抗xij，对应的线路接地电纳Bi0和Bj0，变压器的等效阻抗ZT和接地导纳YT，光伏的输出最大有功功率Ppvi,max，光伏逆变器的容量Spvi，光储联合发电系统中储能最大输出功率Pesi,max，储能的额定容量Wesi,rated，各节点的负荷有功PL和负荷无功QL；(2)对各节点进行编号并确定节点类型，设总共具有n个节点，其中，1～m号为纯负荷节点，节点类型为PQ节点，(m+1)～(m+r)号节点是配有储能的光储联合并网点，节点类型为QV节点，第n号节点为平衡节点，满足n＝m+r+1；(3)建立考虑配电网络损耗成本和配电网侧运行总成本最小的目标函数模型，表示为：minF=f1+f2+f3f1=[Σi=1nΣj∈iGij(Vi2+Vj2-2ViVjcosθij)]plossf2=Σi=1TCtPStΔtf3=(C1/365)+C2---(1)]]>式(1)中：f1是配电网的网络损耗折现值，Gij是节点导纳矩阵第i行、第j列元素的实部，Vi和Vj分别是节点i和节点j的电压幅值，θij为节点i与j之间的电压相角差，ploss是配电网络损耗的价格，f2是配电网侧向主网购电所需成本和光伏所在的配电网向主网售电收益之和，是第t个时段内主网向配网输送的有功功率，Ct是配电网对主网在第t个调度时段的购售电价，f3是电池储能系统的日平均费用，C1是储能的固定投资成本年均折算值，C2是储能的运行维护成本，T是一天的时间周期，△t是一个小时的时间间隔，n是配电网中的节点总数；Ct、C1和C2的计算可表示为：Ct=C+t,PSt≥0C-t,PSt<0C1=[Σk=1N(CPPesk,rated+CWWesk,rated)]/AC2=[Σk=1N(MPPesk,rated+MWWesk,rated]τ---(2)]]>式(2)中，为正数表示主网向配电网输送有功功率，为负数表示配电网向主网调度有功功率，和分别是第t时段的配电网的购电电价和售电电价，单位是人民币/kW·h，且其中，配网向主网的购电电价又分为峰时电价和谷时电价N是该配电网配置的储能数量，CP是储能的单位充/放电功率的造价，Pesk,rated和Wesk,rated分别是第k个储能的额定充放电功率，CW是储能单位容量的造价，A是储能设备的使用年限，MP、MW分别是当前储能单位时间内单位功率和单位容量的运行维护成本，τ是储能的工作时间；(4)建立等式约束，包含各个时间段的节点潮流平衡方程约束、储能电池荷电状态SOC平衡方程；(5)建立不等式约束，包括节点电压上下限约束、电网支路潮流约束以及光储系统的能量相关约束：(6)由步骤(3)～(5)得到基于拓展QV节点的光储潮流优化模型，采用分支定界‑原对偶内点法求解，其中基于拓展QV节点的光储潮流优化模型将光储并网点当作QV节点来进行优化潮流计算，在基于拓展QV节点的光储潮流优化模型中将QV节点的Q即光储并网点的光储无功功率和V即光储并网点的电压幅值依次当做控制变量进行迭代求解。