[發(fā)明專(zhuān)利]含光儲(chǔ)系統(tǒng)配電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)拓展無(wú)功優(yōu)化控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710433828.X
• 申請(qǐng)日: 2017-06-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107196315A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃偉;張勇軍;王武;陳家超
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/18
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/18;H02J3/32
• 代理公司: 廣州粵高專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司44102
• 代理人: 何淑珍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種10kV配電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)拓展無(wú)功優(yōu)化方法，特別涉及考慮儲(chǔ)能調(diào)節(jié)代價(jià)時(shí)含光儲(chǔ)系統(tǒng)的配電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

電力系統(tǒng)的無(wú)功優(yōu)化是一個(gè)非線性、多約束的的尋優(yōu)問(wèn)題，其目的是根據(jù)日前計(jì)劃得出各調(diào)節(jié)設(shè)備具體控制方案，達(dá)到降低網(wǎng)損，提高電能質(zhì)量，減小各設(shè)備調(diào)節(jié)代價(jià)等目標(biāo)。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，儲(chǔ)能裝置在各領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。在電力系統(tǒng)中，儲(chǔ)能裝置的削峰填谷、短時(shí)供電、抑制電網(wǎng)震蕩以及改善電網(wǎng)電能質(zhì)量的能力都得到了證明。此外，將儲(chǔ)能裝置應(yīng)用于配電網(wǎng)中，能夠進(jìn)一步挖掘系統(tǒng)的節(jié)能降耗能力，提高系統(tǒng)調(diào)節(jié)的靈活性，減小電網(wǎng)的損耗。

為了在配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化時(shí)充分發(fā)掘儲(chǔ)能裝置在配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化中的靈活性，同時(shí)考慮各設(shè)備調(diào)節(jié)代價(jià)，本發(fā)明基于災(zāi)變遺傳算法，通過(guò)計(jì)算得到含光儲(chǔ)系統(tǒng)配電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)拓展無(wú)功優(yōu)化接近最優(yōu)的控制方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決光儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)并網(wǎng)后帶來(lái)的網(wǎng)損增加、電壓越限等問(wèn)題，同時(shí)考慮包括儲(chǔ)能在內(nèi)的各設(shè)備調(diào)節(jié)成本，充分保證配電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。

本發(fā)明的目的至少通過(guò)如下技術(shù)方案之一實(shí)現(xiàn)。

含光儲(chǔ)系統(tǒng)配電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)拓展無(wú)功優(yōu)化控制方法，包括以下步驟：

(1)建立含光儲(chǔ)系統(tǒng)的10kV配電線路計(jì)算模型；

(2)構(gòu)建含光儲(chǔ)系統(tǒng)配電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)拓展無(wú)功優(yōu)化模型：以各時(shí)段變壓器檔位T_K、電容器補(bǔ)償容量Q_C、光伏功率因素λ_PVi、儲(chǔ)能有功出力P_E為控制變量，并考慮其取值范圍約束以分時(shí)段解耦優(yōu)化為基礎(chǔ)，以網(wǎng)損及各設(shè)備調(diào)節(jié)代價(jià)最小為目標(biāo)函數(shù)，以各節(jié)點(diǎn)電壓不越限、一天內(nèi)儲(chǔ)能充放電平衡作為狀態(tài)變量約束；

(3)采用災(zāi)變遺傳算法求解最優(yōu)目標(biāo)函數(shù)值，并獲得各時(shí)段無(wú)功優(yōu)化的最優(yōu)控制方案；

(4)將光儲(chǔ)裝置在各時(shí)段的最優(yōu)控制方案下達(dá)到光儲(chǔ)系統(tǒng)的控制中心，調(diào)節(jié)儲(chǔ)能設(shè)備的控制模塊和光伏逆變器以調(diào)整其出力，再根據(jù)各時(shí)段最優(yōu)方案調(diào)節(jié)各無(wú)功補(bǔ)償裝置投切組數(shù)并調(diào)整有載調(diào)壓變壓器的檔位。

進(jìn)一步地，步驟(2)中目標(biāo)函數(shù)的計(jì)算公式如下：

式中，為t時(shí)段的網(wǎng)損，為t時(shí)段所有變壓器和電容器總調(diào)節(jié)代價(jià)，為t時(shí)段所有儲(chǔ)能裝置的總調(diào)節(jié)代價(jià)，其計(jì)算公式分別如下：

上述式中，n_E為配電網(wǎng)中儲(chǔ)能裝置的總個(gè)數(shù)；和分別是t時(shí)段節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j的電壓；G_ij和B_ij為通過(guò)電網(wǎng)參數(shù)求得的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣元素；δ_ij為節(jié)點(diǎn)電壓角度差；C_T、C_Q分別為變壓器、電容器的單位調(diào)節(jié)代價(jià)，單位：kW/次；為t時(shí)段第i臺(tái)變壓器抽頭所處檔位；

為t時(shí)段第j臺(tái)電容器投入組數(shù)；為t-1時(shí)段第i臺(tái)變壓器抽頭所處檔位；為t-1時(shí)段第j臺(tái)電容器投入組數(shù)；n_T、n_Q別為網(wǎng)絡(luò)中有載調(diào)壓變壓器的數(shù)量和電容器組安裝點(diǎn)的數(shù)量；C_OMB,i為第i臺(tái)儲(chǔ)能裝置維護(hù)成本系數(shù)，單位：元/kW；分別為第i個(gè)儲(chǔ)能裝置在t時(shí)刻充、放電功率以及放電狀態(tài)，其中1表示放電，0表示充電或靜置；τ為電能單價(jià)，單位：元/kWh；C_Dep,i為第i個(gè)儲(chǔ)能裝置折舊成本，計(jì)算公式如下：

式中，η_Dep為折舊成本系數(shù)；P_N,i、E_N,i為第i個(gè)儲(chǔ)能裝置的額定功率和額定容量；C_p為儲(chǔ)能裝置單位功率安裝成本的現(xiàn)值，單位：元/kW；C_E為儲(chǔ)能裝置單位容量安裝成本的現(xiàn)值，單位：元/kWh；N_i為第i個(gè)儲(chǔ)能裝置的使用循環(huán)次數(shù)。

進(jìn)一步地，步驟(2)中控制變量的約束具體如下：

λ_min≤λ_PVi≤λ_max i∈Ω_PV (8)