[發(fā)明專利]分布式光伏集群無通信條件下的動態(tài)調(diào)壓控制方法

有效

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• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN107294105B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設計）人: 吳文傳;張伯明;孫宏斌;王中冠;劉昊天;郭慶來;王彬
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16;H02J3/06
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

1.一種分布式光伏集群無通信條件下的動態(tài)調(diào)壓控制方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

1)建立分布式光伏集群電壓優(yōu)化模型，表達式如下：

其中V為分布式光伏集群中除根節(jié)點外各節(jié)點電壓幅值構成的向量；μ為除根節(jié)點外各節(jié)點理想電壓幅值構成的向量；q^g為分布式光伏集群中各節(jié)點光伏無功功率注入值構成的向量，C為權重c_i構成的對角陣，c_i為節(jié)點i的分布式光伏無功調(diào)節(jié)成本系數(shù)，q_i^g為節(jié)點i的光伏無功功率注入值，q_i為節(jié)點i的光伏無功功率注入值的上下限，V₀為根節(jié)點的電壓幅值；

2)建立分布式光伏集群的支路潮流方程，表達式如下：

其中P_ij,Q_ij分別為流過分布式光伏集群中支路ij的有功功率和無功功率，r_ij,x_ij分別為支路ij的電阻和電抗，V_i為節(jié)點i的電壓幅值，p_j,q_j分別為節(jié)點j有功功率注入值和無功功率注入值，N_j為節(jié)點j的所有下游節(jié)點構成的集合；

3)將式(2)-式(4)的支路潮流方程線性化，忽略二次項，并近似認為V_i+V_j≈2，得到分布式光伏集群線性化的支路潮流方程：

V_i-V_j＝r_ijP_ij+x_ijQ_ij (7)

4)將式(5)-式(7)的線性化的支路潮流方程轉(zhuǎn)化成矩陣形式，得到矩陣化的支路潮流方程：

-MP＝-p (8)

-MQ＝-q (9)

M₀^T[V₀ V^T]^T＝m₀+M^TV＝D_rP+D_xQ (10)

其中M為除去根節(jié)點后的節(jié)點-支路關聯(lián)矩陣，M₀為包括根節(jié)點的節(jié)點-支路關聯(lián)矩陣，m₀為M₀中對應根節(jié)點的那一行的轉(zhuǎn)置，P,Q分別為由P_ij,Q_ij構成的列向量，p,q分別為由p_j,q_j構成的列向量，D_r,D_x分別為由r_ij和x_ij構成的對角矩陣；

5)求解步驟4)的矩陣化的支路潮流方程，得到：

其中R＝M^-TD_rM^-1，X＝M^-TD_xM^-1，q^c為分布式光伏集群中各節(jié)點無功功率注入值中不可調(diào)節(jié)的部分，其中M^-T表示M的逆的轉(zhuǎn)置；

6)定義B＝X^-1，并將步驟1)的優(yōu)化模型進行轉(zhuǎn)化，得到轉(zhuǎn)化后的近似優(yōu)化模型，表達式如下：

其中為近似優(yōu)化模型的最優(yōu)解，arg min f(q^g)表示f(q^g)取得最小值時優(yōu)化變量的取值，q和分別為由q_i和構成的向量；

7)利用分布式擬牛頓法對式(12)的轉(zhuǎn)化后的近似優(yōu)化模型進行求解，具體步驟如下：

7-1)令初始迭代步數(shù)t＝1；

7-2)在第t步迭代時，對于分布式光伏集群中所有的節(jié)點，計算目標函數(shù)梯度，對節(jié)點i，計算公式如下：

其中g_i(t)為節(jié)點i在第t步迭代時的目標函數(shù)梯度，V_i(t)為節(jié)點i在第t步迭代時的電壓幅值，μ_i為各節(jié)點理想電壓幅值構成的向量中的第i個元素，為節(jié)點i的光伏在第t步迭代時的無功功率注入值；

7-3)所有節(jié)點按下式計算無功功率注入值變化量：

其中為節(jié)點i的光伏在第t步迭代時的無功功率注入值變化量；

7-4)所有節(jié)點按下式計算目標函數(shù)梯度修正后的變化量：

其中為節(jié)點i在第t步迭代時的目標函數(shù)梯度修正后的變化量，γ為修正系數(shù)；

7-5)所有節(jié)點按下式計算海森矩陣的近似值：

其中Hⁱ(t)為節(jié)點i對應的在第t步迭代時的近似海森矩陣元素；

7-6)所有節(jié)點按下式計算擬牛頓方向：

d_i(t)＝-(Hⁱ(t)^-1+Γ)g_i(t) (17)

其中，d_i(t)為節(jié)點i在第t步迭代時的擬牛頓方向，Γ為海森矩陣修正系數(shù)；

7-7)所有節(jié)點按下式執(zhí)行牛頓迭代：

其中，為節(jié)點i的光伏在第t+1步迭代時的無功功率注入值，ε為迭代步長；

7-8)根據(jù)式(18)的計算結(jié)果對分布式光伏集群中的每個節(jié)點進行無功功率控制并判斷迭代是否收斂：

對于所有節(jié)點i，若則迭代收斂，分布式光伏集群的電壓控制結(jié)束；若否，則迭代尚未收斂，令t＝t+1，重新返回步驟7-2)。