[發(fā)明專利]含分布式可再生能源的配電網(wǎng)多層級無功電壓控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810582926.4
• 申請日: 2018-06-07
• 公開（公告）號: CN108988349A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐曉春;劉浩文;吳曉飛;劉東;尤毅;韓偉;黃玉輝
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)江蘇省電力有限公司淮安供電分公司;上海交通大學(xué);國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16;H02J3/18;H02J3/38
• 代理公司: 淮安市科文知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 32223
• 代理人: 李鋒

1.一種含分布式可再生能源的配電網(wǎng)多層級無功電壓控制方法，其特征在于：在考慮配電網(wǎng)的特性和分布式電源接入的條件下，于多個層級實(shí)現(xiàn)電壓的協(xié)調(diào)控制，使電壓始終處于合理的安全區(qū)間，確保配電網(wǎng)運(yùn)行過程中的電能質(zhì)量；

所述控制方法包括區(qū)域全局優(yōu)化控制規(guī)則以及局部實(shí)時協(xié)調(diào)控制規(guī)則；

其中，區(qū)域全局優(yōu)化控制則是通過對饋線上的電容器組投切、分布式能源的無功輸出以及動態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備的無功輸出進(jìn)行優(yōu)化控制，在保證整個區(qū)域所有饋線的電壓水平基礎(chǔ)上，優(yōu)化無功潮流，實(shí)現(xiàn)區(qū)域線損最小或者電壓綜合質(zhì)量最優(yōu)；

其中，局部實(shí)時協(xié)調(diào)控制則是以饋線為單位，通過饋線上分布式能源的無功調(diào)節(jié)、SVC動態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備以及SVR，實(shí)時響應(yīng)饋線上的電壓擾動，確保饋線上的整體電壓水平始終處于合理的區(qū)間范圍內(nèi)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含分布式可再生能源的配電網(wǎng)多層級無功電壓控制方法，其特征在于：所述區(qū)域全局優(yōu)化控制規(guī)則是在配電網(wǎng)最優(yōu)潮流的基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化饋線上各個無功源的無功輸出以及可調(diào)變壓器分接頭檔位位置，實(shí)現(xiàn)無功潮流的合理分布，達(dá)到滿足網(wǎng)絡(luò)電壓質(zhì)量以及降低線損的目的；由于饋線上的無功電容器組投切時間較長，動作時間是小時級的，一天投切次數(shù)有限，因此配電網(wǎng)無功電壓全局優(yōu)化控制應(yīng)該是以一個小時為間隔，以全天的線損作為優(yōu)化目標(biāo)建立優(yōu)化模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含分布式可再生能源的配電網(wǎng)多層級無功電壓控制方法，其特征在于：所述局部實(shí)時協(xié)調(diào)控制規(guī)則是在配電網(wǎng)無功電壓全局優(yōu)化策略的基礎(chǔ)上，即保證離散型控制變量電容器組的投切狀態(tài)以及變電站主變分接頭檔位處于全局優(yōu)化策略不變的前提下，通過實(shí)時調(diào)節(jié)饋線上SVR的分接頭檔位以及具備快速無功響應(yīng)能力的分布式能源和SVC動態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備的無功輸出，確保饋線上所有的節(jié)點(diǎn)電壓始終處于合理的安全區(qū)間內(nèi)；

所述局部實(shí)時協(xié)調(diào)控制規(guī)則包含：數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊以及電壓恢復(fù)模塊；其中數(shù)據(jù)采集模塊主要對本地自治控制區(qū)域內(nèi)控制域進(jìn)行劃分，采集控制域邊界數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上將數(shù)據(jù)提交給數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊再此基礎(chǔ)上對配電網(wǎng)電壓水平進(jìn)行計算，從而獲得該自治控制區(qū)域內(nèi)電壓最大值和最小值在此基礎(chǔ)上，由電壓恢復(fù)模塊計算各無功電源所需的電壓調(diào)節(jié)量。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種含分布式可再生能源的配電網(wǎng)多層級無功電壓控制方法，其特征在于：所述電壓恢復(fù)模塊，包括如下步驟：

步驟1、根據(jù)實(shí)時采集的功率及電壓信息，估算出饋線的電壓分布情況以及極限電壓調(diào)節(jié)量；

步驟2、計算出局部的的最大電壓偏差值ΔU_f；

式中，ΔU_f為最大電壓越限值，為饋線電壓最大值，為饋線電壓最小值，U_max和U_min分別為饋線電壓上限和下限；

步驟3、如果ΔU_f＝0，表明饋線電壓處于正常的范圍區(qū)間，不用進(jìn)行饋線電壓調(diào)節(jié)控制，若ΔU_f≠0，則表明饋線存在節(jié)點(diǎn)電壓越限情況，轉(zhuǎn)入步驟4；

步驟4、如果ΔU_f達(dá)到局部電壓調(diào)節(jié)極限，則各無功源按最大調(diào)節(jié)能力進(jìn)行調(diào)節(jié)，否則轉(zhuǎn)入步驟5；

步驟5、根據(jù)ΔU_f的值選擇對應(yīng)的電壓調(diào)節(jié)主導(dǎo)節(jié)點(diǎn)，由于ΔU_f是估算的某一區(qū)域內(nèi)的電壓越限值，不是某一個特定節(jié)點(diǎn)電壓越限值，為了確保無功調(diào)節(jié)效果更佳，可以認(rèn)為電壓調(diào)節(jié)的主要節(jié)點(diǎn)是區(qū)域內(nèi)電壓-無功靈敏度之和最小的那個節(jié)點(diǎn)，即有：

ΔU_i＝-ΔU_f

式中，i為電壓越限饋線區(qū)域內(nèi)區(qū)域內(nèi)電壓-無功靈敏度之和最小的那個節(jié)點(diǎn)，N為區(qū)域內(nèi)總節(jié)點(diǎn)數(shù)和為節(jié)點(diǎn)電壓-無功靈敏度；

步驟6:根據(jù)步驟4中節(jié)點(diǎn)電壓-無功靈敏度計算各個分布式電源的無功調(diào)節(jié)量：

ΔQ_k為各個分布式電源的無功調(diào)節(jié)量。