[發明專利]一種計及充電樁無功響應能力的電網節能降損控制方法

在審

• 申請號: 201710168923.1
• 申請日: 2017-03-21
• 公開（公告）號: CN106712042A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 安海云;穆云飛;周前;王明深;周琪;劉建坤;陳哲;陳靜
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力公司電力科學研究院;國家電網公司;天津大學;江蘇省電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林,張賞

技術領域

本發明涉及一種計及充電樁無功響應能力的電網節能降損控制方法，屬于配電網技術降損技術領域。

背景技術

傳統配電網并不適合接入大量分布式電源，在分布式電源及微網、電動汽車充放電站大量并網的條件下，智能配電網面臨雙向潮流、分布式電源間歇性和負荷時空不確定性等一系列問題，使得調度運行工作相較于傳統電網更加復雜。由于智能配電網相比于傳統配電網在運行安全性、可靠性、經濟性、優質性等方面的要求都大大提高，作為配電網運行的協調指揮中心，配電網調度需要提升為智能配電網調度，以提升駕馭配電網和資源優化配置的能力。智能配電網的優化調度就是在滿足配電網安全可靠供電和電能質量要求的前提下，通過對配電網絡、分布式電源和多樣性負荷等配電網調度資源的協調優化調度，實現智能配電網的高效運行，即實現可靠性、安全性、經濟性、優質性的高度統一。

相較傳統配電網來說，智能配電網集電能收集、電能傳輸、電能存儲和電能分配功能為一體，其調度對象從傳統的網絡結構和無功補償設備擴展為電源、網絡、負荷三大類可調度對象，進行源網荷互動協調優化以整合所有配電資源是實現智能配電網優化調度的核心。傳統負荷用戶參與配電網調節、通過能效電廠等提高終端用能效率，此外并網運行的微電網控制、電動汽車充放電設施的有序充放電，可為智能電網的削峰填谷和節能減排起到顯著作用。調度目標從傳統配電網的單一經濟性目標轉變為一個多階段、多目標協調優化問題，同時應用現代先進的信息和通信技術使得調度實現智能化，使電網的每一個環節都參與電網的運行決策，達到全網一體化互動運行的目標。

由于對電力系統的配電側和用戶側都安裝精確量測數據信息的設備對其進行實時監測，以及依賴信息和通訊技術的快速發展，實現源、網、荷之間的電力流、信息流、業務流的多向互動，配電網的結構、運行特性及運營控制管理均需要進行有針對性的調整。

在配電網中，配網調度方法和手段需要考慮配電信息特征和時序關系，具備支撐智能配電網通過一定的調度策略來自主實現優化調度運行的能力，從電網安全高效運行的高度，應用適應新形勢和新要求的智能配電網調度決策理論和運行調度技術，指導配電系統安全可靠、節能環保地運行，實現電能資源的優化配置。

而風電作為清潔的可再生能源，在世界范圍得到快速發展。截止到2015年底，世界風電裝機容量已達到430GW，中國、美國、德國、西班牙和印度五國占世界總裝機容量的72％。然而風電出力具有隨機性，一方面會給電網電壓水平產生深刻的影響；同時風機發電需要消耗無功功率，若系統不能補償充足無功，會造成電網運行效率下降，損耗增多。電動汽車可通過充電樁與電網互動，既可作為系統負荷，又可作為分布式儲能設備。基于電力電子接口的充電樁可以作為無功發生裝置，參與系統的無功優化運行。

目前已有針對電動汽車有功控制的大量研究，但主要以利用電動汽車的Vehicle-to-Grid(V2G)有功響應能力，提高系統的電壓穩定性、電能質量等方面為主，尚未有充足研究對充電樁產生的無功參與系統優化運行進行探討，而無功優化又是保障電網安全運行，降低有功網損的有效手段。因此針對電動汽車充電樁作為無功發生裝置參與系統無功優化運行的情況，為最大限度地降低配電網有功損耗，亟需一種計及電動汽車充電樁無功響應能力的電網節能降損控制方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種計及充電樁無功響應能力的電網節能降損控制方法，在利用并聯電容器組和有載調壓變壓器分接頭進行日前無功電壓優化的基礎上，考慮充電樁的無功響應能力，對日內電網無功電壓進行動態修正，以達到電網節能降損的目的。

為解決上述技術問題，本發明提供一種計及充電樁無功響應能力的電網節能降損控制方法，包括以下步驟：

1)構建充電樁作為無功源的無功調壓原理模型；

2)根據步驟1)中的無功調壓原理模型，提出考慮日前優化調度和日內優化修正的無功電壓優化模型；

3)根據步驟2)中的無功電壓優化模型，日前優化調度利用傳統并聯電容器組和有載調壓變壓器進行無功優化；日內優化修正以并聯電容器組投切和有載調壓變壓器分接頭檔位的日前優化調度信息作為控制方案，僅將電動汽車充電樁作為日內無功優化的無功源，對日前的無功優化結果進行修正，為電網提供無功支撐；

4)采用基于改進的粒子群算法進行電網無功優化求解。

前述的充電樁作為無功源的無功調壓原理模型為：