[發明專利]含分布式可再生能源的配電網多層級無功電壓控制方法

在審

• 申請號: 201810582926.4
• 申請日: 2018-06-07
• 公開（公告）號: CN108988349A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 徐曉春;劉浩文;吳曉飛;劉東;尤毅;韓偉;黃玉輝
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司淮安供電分公司;上海交通大學;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16;H02J3/18;H02J3/38
• 代理公司: 淮安市科文知識產權事務所 32223
• 代理人: 李鋒

本發明涉及可再生分布式能源中低壓層級接入下的配電網運行控制策略，提出一種配電網多層級無功電壓協調控制方法，以改善配電網中存在的無功電壓問題，達到社會無功資源共享，提升配電網用戶供電服務質量。所述控制體系可細分為：區域全局優化控制、局部實時協調控制以及分布式可再生能源變電站站內無功電壓控制。無功電壓全局集中優化控制是對整個控制區域內的無功設備的無功輸出進行優化控制；局部的實時協調控制由饋線電壓協調控制器實現配電線路內部無功的合理流動；電站站內無功電壓控制需要充分利用可再生能源并網變流器的雙相調節能力控制電站無功輸出，需要電站功率協調控制器實現。

技術領域

本發明涉及可再生分布式能源多電壓等級接入下的配電網運行控制技術領域，具體涉及一種含分布式可再生能源的配電網多層級無功電壓控制方法。

背景技術

隨著電壓質量逐漸成為提升配電網用戶供電服務質量的瓶頸，配電網的無功功率控制與電壓調節也越來越受到重視。傳統對無功控制與電壓調節的研究與應用主要集中在高壓配電網，對于中壓配電網的研究及應用卻相對缺乏。首要原因是由于中壓配電網涉及的節點數目龐大，要大規模裝設電壓調節和無功補償裝置既無可能也不必要；其二是因為不同饋線的負荷水平差異很大，經常出現電壓難以協調的現象，還無法形成一個較好的協調機制。

配電網技術的推進為中壓配電網的電壓協調與無功優化控制帶來了機遇與挑戰。機遇在于首先配電網接入大量分布式發電后由于自身控制的需求，必須安裝測控裝置，這勢必提高中壓配電網的可觀測點數目，這為配電網的無功電壓協調控制提供了數據基礎。其次由于提供了可輸出無功功率的分布式電源、饋線電容器組以及動態無功補償設備等更加豐富的控制手段，使得配電網的無功資源更加豐富。挑戰在于分布式能源的高度滲透也對配電網的電壓水平以及當前的控制策略產生了一系列深遠的影響，并且需要綜合考慮更多可調度的單元。因此實現配電網的無功優化，需要更加復雜、更加智能的協調控制策略。

目前對配電網電壓協調控制方法主要是基于最優化理論的優化協調，需要協調控制所有的無功源及電壓調節設備，對于數據的需求高，且不考慮不同設備動作時間的相互配合，因此很難實際應用于配電網的電壓協調控制。故本發明在研究分布式發電對中壓配電網電壓及其控制策略的影響分析和已有的配電網電壓協調控制方法的基礎上，提出適用于配電網的多層級無功電壓協調優化控制體系及控制策略，在配電網滿足全局優化實現經濟運行的同時實現配電網的實時電壓協調控制，使電壓始終處于合理的安全區間，確保配電網運行過程中的電能質量。

發明內容

本發明目的在于克服上述現有技術難點，提出一種含分布式可再生能源的配電網多層級無功電壓控制方法，在考慮配電網的特性和分布式電源接入的條件下，于多個層級實現電壓的協調控制，使電壓始終處于合理的安全區間，確保配電網運行過程中的電能質量。

本發明通過以下技術方案實現：

一種含分布式可再生能源的配電網多層級無功電壓控制方法，在考慮配電網的特性和分布式電源接入的條件下，于多個層級實現電壓的協調控制，使電壓始終處于合理的安全區間，確保配電網運行過程中的電能質量；

所述控制方法包括區域全局優化控制規則以及局部實時協調控制規則；

其中，區域全局優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無功補償設備的無功輸出進行優化控制，在保證整個區域所有饋線的電壓水平基礎上，優化無功潮流，實現區域線損最小或者電壓綜合質量最優；

其中，局部實時協調控制則是以饋線為單位，通過饋線上分布式能源的無功調節、SVC動態無功補償設備以及SVR，實時響應饋線上的電壓擾動，確保饋線上的整體電壓水平始終處于合理的區間范圍內。

本發明進一步技術改進方案是：