[發明專利]一種間歇式分布式電源就地電壓無功控制策略整定方法

有效

• 申請號: 201710129611.X
• 申請日: 2017-03-06
• 公開（公告）號: CN106887852B
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 趙金利;李雨薇;李鵬;王成山;宋關羽;冀浩然
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

1.一種間歇式分布式電源就地電壓無功控制策略整定方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)根據選定的配電系統，輸入線路參數、負荷水平、網絡拓撲連接關系，系統運行電壓約束和支路電流限制，間歇式分布式電源的類型、接入位置、容量及參數，運行優化周期內負荷及間歇式分布式電源運行特性預測曲線，系統基準電壓和基準功率的初值；

2)依據步驟1)提供的配電系統結構及參數，考慮間歇式分布式電源出力和負荷的時序特性，建立有源配電網間歇式分布式電源就地電壓無功控制策略整定模型，包括：選取根節點為平衡節點，設定有源配電系統電壓偏差之和最小為目標函數，分別考慮系統潮流約束、系統運行約束、間歇式分布式電源運行約束；

所述的間歇式分布式電源運行約束表示為

式中，為節點i的間歇式分布式電源容量，為t時段節點i上間歇式分布式電源可提供的無功功率上限；為t時段節點i上間歇式分布式電源注入的有功功率，為t時段節點i上間歇式分布式電源注入的無功功率；V_t，i為t時段節點i的電壓幅值，為間歇式分布式電源就地電壓無功控制策略的表達式，存在調節死區和分別為就地電壓無功控制策略的電壓調節死區的最小值和最大值，在死區中，間歇式分布式電源產生的無功功率為0Var；下式構成間歇式分布式電源就地電壓無功控制策略的表達式

3)將有源配電網間歇式分布式電源就地電壓無功控制策略整定模型中非線性目標函數和約束條件進行線性化轉化，經轉化后的步驟2)的模型為混合整數線性規劃模型；

4)將混合整數線性規劃模型采用混合整數線性規劃求解工具進行求解；

5)輸出步驟4)的求解結果，即間歇式分布式電源電壓無功控制策略的相關參數。

2.根據權利要求1所述的間歇式分布式電源就地電壓無功控制策略整定方法，其特征在于，步驟2)所述的有源配電系統電壓偏差之和最小為目標函數表示如下：

式中，N_T為時間斷面數，N_N為系統節點總數；V_t，i為t時段節點i的電壓幅值；為最大電壓閾值，為最小電壓閾值，當V_t，i不在期望電壓區間時，目標函數用來減小電壓偏差。

3.根據權利要求1所述的間歇式分布式電源就地電壓無功控制策略整定方法，其特征在于，步驟2)所述的系統潮流約束表示為

式中，Ω_b為支路的集合；R_ji為支路ji的電阻，X_ji為支路ji的電抗；I_t，ji為t時段節點j流向節點i的電流幅值；V_t，i為t時段節點i的電壓幅值，V_t，j為t時段節點j的電壓幅值；P_t，ij為t時段節點i流向節點j的有功功率，Q_t，ij為t時段節點i流向節點j的無功功率；P_t，ik為t時段節點i流向節點k的有功功率，Q_t，ik為t時段節點i流向節點k的無功功率；P_t，i為t時段節點i上注入的有功功率之和，為t時段節點i上分布式電源注入的有功功率，為t時段節點i上負荷消耗的有功功率，Q_t，i為t時段節點i上注入的無功功率之和，為t時段節點i上分布式電源注入的無功功率，為t時段節點i上負荷消耗的無功功率。

4.根據權利要求1所述的間歇式分布式電源就地電壓無功控制策略整定方法，其特征在于，步驟2)所述的系統運行約束表示為

式中，V^max為系統電壓允許的最大值，V^min為系統電壓允許的最小值；I^max為支路電流允許的最大值，V_t，i為t時段節點i的電壓幅值，I_t，ij為t時段節點i流向節點j的電流幅值。

5.根據權利要求1所述的間歇式分布式電源就地電壓無功控制策略整定方法，其特征在于，步驟3)包括：

(1)采用U_t，i替換二次項將系統潮流約束和系統運行約束線性化：

(V^min)²≤U_2，t，i≤(V^max)² (15)

式中，R_ij為支路ij的電阻，X_ij為支路ij的電抗；I_t，ij為t時段節點i流向節點j的電流幅值；V_t，i為t時段節點i的電壓幅值；P_t，ij為t時段節點i流向節點j的有功功率，Q_t，ij為t時段節點i流向節點j的無功功率；V^max為系統電壓允許的最大值，V^min為系統電壓允許的最小值；

(2)目標函數中含有絕對值項用輔助變量A_t，i替換，并增加約束：

A_t，i≥0 (19)

式中，N_T為時間斷面數，N_N為系統節點總數；為最大電壓閾值，為最小電壓閾值；

(3)間歇式分布式電源就地電壓無功控制策略的表達式為非線性表達式，采用分段線性化實現對的精確線性化；通過引入輔助變量a_t，i，n，n＝1，2，...，6和d_t，i，n，n＝1，2，...，5，采用一系列線段來近似所定義的曲線，如下所示：

a_t，i，1≤d_t，i，1，a_t，i，6≤d_t，i，5 (22)

a_t，i，n≤d_t，i，n+d_t，i，n-1，n＝2，3，4，5 (23)

a_t，i，n≥0，d_t，i，n∈{0，1} (24)

式中，a_t，i，n，n＝1，2，...，6為連續變量，d_t，i，n，n＝1，2，...，5為整數變量；和分別為就地電壓無功控制策略的電壓調節死區的最小值和最大值；

引入輔助整數變量c_i，1和c_i，2將非線性乘積項和線性化，則表示為：

c_i，1≤c_i，2 (28)

其中，a_t，i，3c_i，1和a_t，i，4c_i，2是非線性乘積項，引入二進制變量l_i，1，m和l_i，2，m，m＝0，1，...，4，分別表示a_t，i，3c_i，1和a_t，i，4c_i，2：

引入輔助變量w_{t，i，1，m}替換a_t，i，3l_i，1，m，輔助變量w_{t，i，2，m}替換a_t，i，4l_i，2，m，并增加以下約束，其中取M為足夠大的正實數：

a_t，i，3-(1-l_i，1，m)M≤w_{t，i，1，m}≤a_t，i，3 (31)

0≤w_{t，i，1，m}≤l_i，1，mM (32)

a_t，i，4-(1-l_i，2，m)M≤w_{t，i，2，m}≤a_t，i，4 (33)0≤w_{t，i，2，m}≤l_i，2，mM (34)

(4)系統潮流約束和系統運行約束中含有將其在預測值點進行一階泰勒展開，并增加約束：

h_t，ij≤(I^max)² (38)

式中，Ω_b為支路的集合；P_t，ji為t時段節點j流向節點i的有功功率，Q_t，ji為t時段節點j流向節點i的無功功率；R_ji為支路ji的電阻，X_ji為支路ji的電抗；P_t，i為t時段節點i上注入的有功功率之和，Q_t，i為t時段節點i上注入的無功功率之和；P_t，ik為t時段節點i流向節點k的有功功率，Q_t，ik為t時段節點i流向節點k的無功功率；I^max為支路電流允許的最大值。