[發(fā)明專利]面向智能軟開關(guān)的有源配電網(wǎng)分區(qū)分散式電壓控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811065262.0
• 申請日: 2018-09-13
• 公開（公告）號: CN109149586B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬世乾;姚宗強(qiáng);趙長偉;楊得博;曹濤;張慧穎;劉春玲;楊勇志;楊智;劉偉;王成山;冀浩然;李鵬;李國棟;王旭東;崇志強(qiáng);郭悅;丁一
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)天津市電力公司電力科學(xué)研究院;國網(wǎng)天津市電力公司;國家電網(wǎng)有限公司;天津大學(xué)
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12
• 代理公司: 天津盛理知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

本發(fā)明涉及一種面向智能軟開關(guān)的有源配電網(wǎng)分區(qū)分散式電壓控制方法，包括以下步驟：根據(jù)選定的有源配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，以分布式電源接入點(diǎn)作為電網(wǎng)各劃分區(qū)域的中心，通過靈敏度分析得到分布式電源出力變化時各節(jié)點(diǎn)的電壓變化量；建立面向智能軟開關(guān)的有源配電網(wǎng)集中式電壓控制模型；建立面向智能軟開關(guān)的有源配電網(wǎng)分區(qū)分散式電壓控制模型；將有源配電網(wǎng)分區(qū)分散式電壓控制模型采用交替方向乘子算法進(jìn)行求解，直至滿足收斂精度；輸出求解結(jié)果。本發(fā)明充分考慮高滲透率分布式電源接入的影響，建立面向智能軟開關(guān)的有源配電網(wǎng)分區(qū)分散式電壓控制模型，采用交替方向乘子法進(jìn)行求解，得到智能軟開關(guān)的分散式電壓控制策略。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種有源配電網(wǎng)的電壓控制方法，特別是涉及面向智能軟開關(guān)的有源配電網(wǎng)分區(qū)分散式電壓控制方法。

背景技術(shù)

對能源和環(huán)境的高度關(guān)注使得配電網(wǎng)的發(fā)展面臨著新的壓力和挑戰(zhàn)，這些壓力和挑戰(zhàn)同時也是推動傳統(tǒng)配電網(wǎng)向有源配電網(wǎng)發(fā)展的重要機(jī)遇。近年來，包括光伏(Photovoltaic，PV)、風(fēng)機(jī)等在內(nèi)的分布式電源(Distributed Generation，DG)滲透率的不斷提高使有源配電網(wǎng)面臨一系列新問題，如雙向潮流、電壓越限、網(wǎng)絡(luò)阻塞等，其中電壓越限情況尤為突出。在傳統(tǒng)配電系統(tǒng)中，其調(diào)節(jié)手段有限，尤其是針對一次系統(tǒng)的控制手段嚴(yán)重匱乏，現(xiàn)有裝備多是針對無功功率的調(diào)節(jié)，如電容器組、靜止無功補(bǔ)償器等。然而在配電網(wǎng)中，有功和無功功率之間的關(guān)系是相互耦合的，有功功率對電壓分布的影響同樣顯著。因此，尤其對于含高滲透率分布式電源的配電網(wǎng)，單純依靠無功調(diào)節(jié)很難消除電壓越限問題。智能軟開關(guān)(soft openpoint，SOP)是在上述背景下衍生出的取代傳統(tǒng)聯(lián)絡(luò)開關(guān)的一種基于電力電子技術(shù)的新型配電裝置。智能軟開關(guān)能夠?qū)崿F(xiàn)有功功率和無功功率的聯(lián)合調(diào)整，而且功率控制簡單、可靠，從而有效應(yīng)對包括電壓越限在內(nèi)的一系列問題。

目前，智能軟開關(guān)主要采用集中式控制策略來實(shí)現(xiàn)其運(yùn)行控制。集中式控制策略利用全局信息對智能軟開關(guān)、分布式電源等可控資源進(jìn)行全局優(yōu)化，但過大的數(shù)據(jù)量會帶來沉重的通信和數(shù)據(jù)處理負(fù)擔(dān)，增大時間延遲；另外，有時出于隱私以及安全方面的考慮而難以獲取全局的詳細(xì)信息，此時將不適合采用集中式控制。而分散控制僅僅依靠本地測量信息，雖然無法實(shí)現(xiàn)全局最優(yōu)，但不需要節(jié)點(diǎn)間的信息交流或遠(yuǎn)程量測，從而減少了通信的數(shù)據(jù)量，降低了控制變量的維度；并且，當(dāng)分布式發(fā)電波動較大時，分散控制策略可以迅速響應(yīng)，從而快速抑制波動。

為了滿足大規(guī)模有源配電網(wǎng)運(yùn)行優(yōu)化以及智能軟開關(guān)運(yùn)行控制的快速性要求，分散控制模式成為未來智能軟開關(guān)運(yùn)行控制的主流方向。其一方面要求將配網(wǎng)劃分區(qū)域，充分利用各配網(wǎng)子區(qū)域的內(nèi)部信息以及相互之間的信息交互能力，依據(jù)高度共享的現(xiàn)有信息做出決策，共同協(xié)作完成控制任務(wù)；另一方面還需要將分散式優(yōu)化計算的思想融入到整個控制體系中，基于對就地信息的分析判斷實(shí)現(xiàn)智能軟開關(guān)的主動優(yōu)化控制，同時確保局部優(yōu)化與全局優(yōu)化目標(biāo)的協(xié)調(diào)一致，在減小計算負(fù)擔(dān)的前提下盡可能實(shí)現(xiàn)全局最優(yōu)。

如今大量分布式電源接入配電網(wǎng)，使得傳統(tǒng)配電網(wǎng)形成了一個多源控制的復(fù)雜系統(tǒng)，同時控制變量也隨之增加，給計算求解帶來較大挑戰(zhàn)。因此，迫切需要一種分區(qū)分散電壓控制方法，在進(jìn)行電壓控制前將配電網(wǎng)劃分為多個子區(qū)域，從而分別對各子區(qū)域進(jìn)行優(yōu)化，提高計算效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種面向智能軟開關(guān)的有源配電網(wǎng)分區(qū)分散式電壓控制方法，能夠針對有源配電網(wǎng)電壓控制問題，滿足系統(tǒng)運(yùn)行約束，制定智能軟開關(guān)的分區(qū)分散式控制策略。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種面向智能軟開關(guān)的有源配電網(wǎng)分區(qū)分散式電壓控制方法，包括如下步驟：

步驟1、根據(jù)選定的有源配電系統(tǒng)，輸入線路參數(shù)、負(fù)荷水平、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥B接關(guān)系，系統(tǒng)安全節(jié)點(diǎn)電壓和支路電流限制，分布式電源的接入位置和容量，智能軟開關(guān)的接入位置、容量及參數(shù)，系統(tǒng)基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)功率的初值，電壓功率靈敏度閾值；