[發(fā)明專利]含分布式電源和電動(dòng)汽車的低壓配電網(wǎng)無功電壓協(xié)調(diào)控制方法和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811383676.8
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109390953A
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳永軼;魯文;韓韜;涂孟夫;葛榮剛;鄭宗強(qiáng);王旭東;譚志軍;宋英華;亢潔;謝琳;張曉青;宋偉;李懷良
• 申請（專利權(quán)）人: 國電南瑞科技股份有限公司;國網(wǎng)天津市電力公司;南瑞集團(tuán)有限公司;國電南瑞南京控制系統(tǒng)有限公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16;H02J3/38
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發(fā)明公開一種含分布式電源和電動(dòng)汽車的低壓配電網(wǎng)無功電壓協(xié)調(diào)控制方法和系統(tǒng)，通過考慮分布式電源、電動(dòng)汽車和無功補(bǔ)償裝置的接入對無功電壓協(xié)調(diào)控制的影響，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，選取電壓偏差最小為目標(biāo)函數(shù)，并進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，得到節(jié)點(diǎn)接入電動(dòng)汽車后，節(jié)點(diǎn)電壓偏差最小時(shí)，各節(jié)點(diǎn)上分布式電源的最優(yōu)發(fā)電功率，和無功補(bǔ)償裝置的最優(yōu)補(bǔ)償功率；最后根據(jù)優(yōu)化結(jié)果實(shí)現(xiàn)對分布式電源和無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行無功電壓的協(xié)調(diào)優(yōu)化控制。本發(fā)明綜合考慮了低壓配電網(wǎng)、分布式電源、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車充放電等多方面的可調(diào)資源和手段，實(shí)現(xiàn)對低壓配電網(wǎng)無功電壓的協(xié)調(diào)控制，可減少電壓波動(dòng)和保護(hù)設(shè)備動(dòng)作次數(shù)，保障配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能配電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種含分布式電源和電動(dòng)汽車的低壓配電網(wǎng)無功電壓協(xié)調(diào)控制方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電網(wǎng)規(guī)模在不斷擴(kuò)大，大規(guī)模的分布式電源(Distributed Generation,DG)在不斷地接入電網(wǎng)，大量間歇性分布式電源接入配電網(wǎng)后會(huì)對區(qū)域電網(wǎng)帶來顯著影響；隨著電動(dòng)汽車(Electric Vehicle，EV)的迅速發(fā)展，其接入電網(wǎng)對電網(wǎng)造成的沖擊越來越大，對電網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性也提出了更高的要求。電能質(zhì)量的重要衡量指標(biāo)是電壓的穩(wěn)定度，電能企業(yè)的重要考核經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是網(wǎng)損。無功電壓協(xié)調(diào)控制以提高電壓的穩(wěn)定度、降低網(wǎng)損和節(jié)約投資運(yùn)行成本等為目標(biāo)，通過調(diào)節(jié)變壓器的分接頭和投切無功補(bǔ)償裝置等措施，達(dá)到電壓穩(wěn)定、網(wǎng)損最小。

對于含DG和EV的配電網(wǎng)，EV的接入會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的電壓水平下降，DG的接入可以抬升系統(tǒng)的電壓水平，配電網(wǎng)的無功補(bǔ)償裝置RC也能有效地使系統(tǒng)的電壓上升，如果能充分發(fā)揮分布式電源的調(diào)壓作用，并與配電網(wǎng)的無功補(bǔ)償作用相結(jié)合，將有效地減少電壓波動(dòng)和設(shè)備動(dòng)作次數(shù)，有助于提高配電網(wǎng)的運(yùn)行水平。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，提出一種含分布式電源和電動(dòng)汽車的低壓配電網(wǎng)無功電壓協(xié)調(diào)控制方法和系統(tǒng)，利用分布式電源的調(diào)壓作用，與配電網(wǎng)無功補(bǔ)償裝置相配合，減少電壓波動(dòng)和保護(hù)設(shè)備動(dòng)作次數(shù)，保障配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種含分布式電源和電動(dòng)汽車的低壓配電網(wǎng)無功電壓協(xié)調(diào)控制方法，包括：

S1，獲取配電網(wǎng)中各PQ節(jié)點(diǎn)電力運(yùn)行數(shù)據(jù)，以及對應(yīng)各節(jié)點(diǎn)的DG和RC配置數(shù)據(jù)；

S2，將各DG的發(fā)電容量和RC的補(bǔ)償容量作為決策變量，建立電動(dòng)汽車EV接入后，以所有PQ節(jié)點(diǎn)的電壓總偏差最小為優(yōu)化目標(biāo)的無功電壓協(xié)調(diào)控制優(yōu)化函數(shù)；

S3，確定無功電壓協(xié)調(diào)控制優(yōu)化函數(shù)需要滿足的約束條件；

S4，基于S1獲取的電力運(yùn)行數(shù)據(jù)，在滿足S3所述約束條件的基礎(chǔ)上，對無功電壓協(xié)調(diào)控制優(yōu)化函數(shù)進(jìn)行求解，得到各節(jié)點(diǎn)接入電動(dòng)汽車后，節(jié)點(diǎn)電壓偏差F最小時(shí)，相應(yīng)節(jié)點(diǎn)上分布式電源的最優(yōu)發(fā)電功率，和無功補(bǔ)償裝置的最優(yōu)補(bǔ)償功率；

S5，根據(jù)S4得到的求解結(jié)果，對各節(jié)點(diǎn)上的分布式電源和無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行控制，即實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)無功電壓協(xié)調(diào)控制。

優(yōu)選的，S1中，所述各PQ節(jié)點(diǎn)電力運(yùn)行數(shù)據(jù)包括節(jié)點(diǎn)電壓、有功和無功數(shù)據(jù)。用于后續(xù)優(yōu)化求解計(jì)算。

優(yōu)選的，S2建立的無功電壓協(xié)調(diào)控制模型為：

式中，F(xiàn)為所有PQ節(jié)點(diǎn)的電壓總偏差率，N_pQ表示PQ節(jié)點(diǎn)的集合，V_i表示第i個(gè)PQ節(jié)點(diǎn)上的實(shí)際電壓值，V_n表示額定電壓，V_ilim表示第i個(gè)PQ節(jié)點(diǎn)上的電壓期望值。

優(yōu)選的，S2中，電壓期望值V_ilim為：V_ilim＝(V_imax+V_imin)/2，V_imax、V_imin為節(jié)點(diǎn)i電壓幅值的最大值和最小值。