[發明專利]一種光伏與空調負荷協調優化的配電網電壓控制方法

有效

• 申請號: 201710504955.4
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107276096B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 李強;王琦;陸斌;柳丹;韓華春;袁曉冬;胡敏強;呂振華;黃地
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力公司電力科學研究院;國網江蘇省電力公司;南京師范大學;江蘇省電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12;H02J3/00;H02J3/38;H02J3/46
• 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

本發明公開了一種光伏與空調負荷協調優化的配電網電壓控制方法。首先配電網通過潮流計算獲得各節點的靈敏度信息；其次各光伏與空調負荷用戶根據自身利益上報價格?調節量模型；在配電網出現電壓越限或電壓過低等電壓問題時，電壓集中控制器根據各節點用戶的模型及所在節點的靈敏度，以調節成本為目標，建立目標函數確定對各用戶的補償價格；最后各用戶根據獲得的補償價格調節自身有功或無功功率，從而實現電壓的控制。本發明充分利用了空調負荷的調節能力，并與光伏逆變器的無功調節能力協調，兼顧電網、空調用戶、光伏的利益，減少“棄光”，提高可再生能源利用率，為解決分布式光伏接入配電網帶來的電壓問題提供參考。

技術領域

本發明涉及電力控制技術領域，尤其涉及一種光伏與空調負荷協調優化的配電網電壓控制方法。

背景技術

隨著能源和環境問題的日益突出，光伏、風電等分布式電源接入配電網已成為配電網發展的重要趨勢。分布式光伏接入配電網可實現能量的就地平衡，避免了遠距離輸電的投資和損耗。同時，清潔、可再生光伏電源的接入可以替代傳統的化石能源，改善能源結構。由于光伏電源的輸出功率具有隨機性、波動性，大量分布式光伏的接入也給電網帶來了電壓波動與閃變、電壓越限等電能質量問題，危害配電網系統的安全穩定運行。

當光伏出力較高而負荷較小時，容易發生電壓越限問題。而當光伏出力不足而負荷較大時，則會出現電壓過低的問題，傳統的解決方案一般集中在電源側，以調節光伏逆變器無功功率，加裝電抗器等無功補償設備，調用儲能等設備吸收過剩的光伏功率或在光伏出力不足時補償功率缺額等為主，必要時采取切除部分有功出力即“棄光”的手段。上述方案中，由于功率因數限制，調節逆變器無功功率對調節電壓的作用有限；加裝無功補償設備和儲能設備勢必帶來額外的投資；“棄光”則降低了可再生能源的利用率。若能在調節電壓的同時提高經濟性，對進一步提高分布式光伏在配電網中的規模和滲透率將起到推進作用。

隨著對智能電網和需求側響應等方面研究的不斷深入，越來越多的人開始關注到空調等柔性負荷在電力系統調控方面的巨大潛力。若能充分發揮空調負荷的調節能力，通過空調負荷增加出力消納過剩的光伏功率，或空調在光伏出力不足時減少用電，將可彌補光伏自身無功調節能力的不足，同時減少光伏的“棄光”及儲能和無功補償設備的投資，為解決配電網電壓問題提供新的思路。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種光伏與空調負荷協調優化的配電網電壓控制方法，以解決現有技術的不足。

本發明的一種光伏與空調負荷協調優化的配電網電壓控制方法，包括以

下步驟：

步驟10)配電網內各光伏用戶根據自身利益上報自身價格-有功調節量模型(具體模型公式已在步驟101)及步驟102)中給出)及價格-無功調節量模型，同時各空調用戶根據自身利益上報價格-有功調節量模型(具體模型公式已在步驟103)中給出)；

步驟20)當配電網出現電壓越限或電壓過低問題時，配電網通過潮流計算(即傳統的牛拉法)獲得配電網各節點的電壓-有功靈敏度矩陣及電壓-無功靈敏度矩陣，從而確定安裝光伏的節點對電壓問題最嚴重節點的有功電壓靈敏度和無功電壓靈敏度，以及安裝空調負荷的節點對電壓問題最嚴重節點的有功電壓靈敏度；

步驟30)配電網電壓集中控制器(是現有的控制器，此處不再贅述)根據步驟10)各節點處用戶上報的模型及步驟20)各節點上報的靈敏度，以調價價格最低為目標，考慮電壓控制約束、光伏和空調的出力約束的約束條件，建立目標函數；

步驟40)求解上述目標函數，將解得的各節點處用戶的補償價格下發至各用戶，各用戶根據得到的補償價格調節自身功率，實現電壓的控制。

所述步驟10)具體為：

步驟101)所述價格-無功調節量模型為由光伏逆變器損耗費用確定的設定值，不隨調節量變化而變化，即：