[發(fā)明專利]基于功率靈敏度分析的孤島微網(wǎng)系統(tǒng)頻率和電壓調(diào)節(jié)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710927577.0
• 申請(qǐng)日: 2017-10-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107546755B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘭佳;潘鵬宇;朱曉娟;伍儀曙;盧慶樂(lè);李智;孫晨光;阮力;陳婭;李超文;汪東;吳東兵;邵郁;胡海濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司六安供電公司;西南交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/24
• 分類號(hào): H02J3/24;H02J3/12;H02J3/16
• 代理公司: 成都盈信專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51245
• 代理人: 崔建中

1.基于功率靈敏度分析的孤島微網(wǎng)系統(tǒng)頻率和電壓調(diào)節(jié)方法，其特征在于，包括：

根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及參數(shù)，得到其節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣；

采集系統(tǒng)的實(shí)時(shí)頻率及各個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓；

確定功率靈敏度，包括系統(tǒng)頻率對(duì)有功功率、無(wú)功功率的靈敏度和各個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓對(duì)有功功率、無(wú)功功率的靈敏度；

將系統(tǒng)頻率對(duì)有功功率、無(wú)功功率的靈敏度以及各個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓對(duì)有功功率、無(wú)功功率的靈敏度分別從大到小排列，各自選取前三分之一的節(jié)點(diǎn)，以系統(tǒng)頻率偏差和節(jié)點(diǎn)電壓偏差最小作為優(yōu)化目標(biāo)，采用優(yōu)化算法進(jìn)行所選節(jié)點(diǎn)的有功功率、無(wú)功功率的優(yōu)化，得到節(jié)點(diǎn)有功功率、無(wú)功功率優(yōu)化值；

根據(jù)節(jié)點(diǎn)有功功率、無(wú)功功率的優(yōu)化值調(diào)整所選節(jié)點(diǎn)的有功功率、無(wú)功功率，從而減小系統(tǒng)頻率偏差和節(jié)點(diǎn)電壓偏差；

所述確定功率靈敏度的方法，包括：

建立微網(wǎng)系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)功率模型：根據(jù)發(fā)電機(jī)的有功功率-頻率特性，建立發(fā)電機(jī)的有功功率模型P_G＝P_GN-K_PGΔf，其中P_G為發(fā)電機(jī)實(shí)際輸出有功功率，P_GN為發(fā)電機(jī)額定輸出有功功率，K_PG為發(fā)電機(jī)有功功率-頻率靜特性系數(shù)，Δf為系統(tǒng)頻率偏差值；根據(jù)發(fā)電機(jī)的無(wú)功功率-電壓特性，結(jié)合發(fā)電機(jī)無(wú)功功率與頻率的關(guān)系，考慮發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用，建立發(fā)電機(jī)的無(wú)功功率模型其中Q_G為發(fā)電機(jī)實(shí)際輸出無(wú)功功率，Q_GN為發(fā)電機(jī)額定輸出無(wú)功功率，K_QG為發(fā)電機(jī)無(wú)功功率-頻率靜特性系數(shù)，a_Q和b_Q為發(fā)電機(jī)無(wú)功控制系數(shù)，ΔU_G為發(fā)電機(jī)端電壓改變量，β為發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)調(diào)差系數(shù)；

建立微網(wǎng)系統(tǒng)中負(fù)荷功率模型：考慮系統(tǒng)頻率偏差和節(jié)點(diǎn)電壓偏差的影響，建立負(fù)荷的有功功率模型和無(wú)功功率模型其中P_D和Q_D分別為負(fù)荷實(shí)際有功功率和無(wú)功功率，P_DN和Q_DN分別為負(fù)荷額定的有功功率和無(wú)功功率，K_P和K_Q為負(fù)荷的頻率特性，V_LB為與負(fù)荷相連節(jié)點(diǎn)電壓，p_p、p_c、p_z、q_p、q_c、q_z為負(fù)荷的電壓特性系數(shù)，U為負(fù)荷的額定節(jié)點(diǎn)電壓；

確定功率靈敏度：在潮流計(jì)算中，極坐標(biāo)下的有功功率、無(wú)功功率分別為其中n為節(jié)點(diǎn)數(shù)，P、Q分別為節(jié)點(diǎn)有功功率、無(wú)功功率，i、j為節(jié)點(diǎn)標(biāo)號(hào)，U_i、U_j分別為節(jié)點(diǎn)i、j電壓，G_ij、B_ij為導(dǎo)納矩陣元素，δ_ij為節(jié)點(diǎn)電壓相位差；在潮流計(jì)算中，有功功率和無(wú)功功率偏差值分別為ΔP＝P_G-P_D-P和ΔQ＝Q_G-Q_D-Q；考慮頻率偏差對(duì)節(jié)點(diǎn)有功功率、無(wú)功功率的影響，在牛拉法潮流計(jì)算中，改進(jìn)其修正方程，其表達(dá)式為其中Δf、Δθ、ΔU分別為頻率、相角、電壓偏差值；雅克比矩陣J_ext表達(dá)式為由此得到雅克比矩陣的逆矩陣其中，分別為頻率對(duì)有功功率、無(wú)功功率的靈敏度；分別為相角對(duì)有功功率、無(wú)功功率的靈敏度；分別為電壓對(duì)有功功率、無(wú)功功率的靈敏度；

所述以系統(tǒng)頻率偏差和節(jié)點(diǎn)電壓偏差最小作為優(yōu)化目標(biāo)，采用優(yōu)化算法進(jìn)行有功功率、無(wú)功功率的優(yōu)化的步驟中，優(yōu)化算法采用粒子群優(yōu)化算法：

當(dāng)節(jié)點(diǎn)i有功功率、無(wú)功功率優(yōu)化量分別為ΔP_i和ΔQ_i時(shí)，頻率改變?yōu)楣?jié)點(diǎn)電壓改變?yōu)槠渲笑₁為節(jié)點(diǎn)功率優(yōu)化前系統(tǒng)的頻率偏差標(biāo)幺值，Δf₂為節(jié)點(diǎn)功率優(yōu)化后系統(tǒng)的頻率偏差標(biāo)幺值，U_i,1為功率優(yōu)化前節(jié)點(diǎn)i的電壓，U_i,2為功率優(yōu)化后節(jié)點(diǎn)i的電壓；對(duì)這兩個(gè)目標(biāo)加權(quán)處理，將多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化成單目標(biāo)優(yōu)化，在計(jì)算過(guò)程中，采用標(biāo)幺值進(jìn)行歸一化處理，則優(yōu)化目標(biāo)為使其值最小，其中a₁、a₂為電壓偏差和頻率偏差的權(quán)重系數(shù)。