[發(fā)明專利]有源配電網(wǎng)分布式電源分區(qū)就地電壓控制策略整定方法

在審

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• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109728603A
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李鵬;簡潔;王成山;冀浩然;宋關(guān)羽;趙金利;于浩
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 杜文茹

1.一種有源配電網(wǎng)分布式電源分區(qū)就地電壓控制策略整定方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)根據(jù)選定的有源配電網(wǎng)，輸入系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及參數(shù)，包括：線路參數(shù)、負荷水平、網(wǎng)絡(luò)拓撲連接關(guān)系，分布式電源的接入位置、類型、容量及參數(shù)，分布式電源及負荷的日運行曲線，系統(tǒng)運行電壓約束和支路電流限制，系統(tǒng)基準電壓和基準功率的初值；

2)計算有源配電網(wǎng)各節(jié)點間電氣距離構(gòu)成的電氣距離矩陣；

3)通過判斷電氣距離矩陣的特征值的大小得到有源配電網(wǎng)的最佳分區(qū)數(shù)；

4)采用K-means聚類算法對電氣距離矩陣進行聚類分區(qū)以得到配電網(wǎng)絡(luò)分區(qū)結(jié)果；

5)依據(jù)有源配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及參數(shù)，基于步驟4)得到的分區(qū)結(jié)果，建立有源配電網(wǎng)分布式電源分區(qū)就地電壓控制策略整定模型，包括：選取根節(jié)點為平衡節(jié)點，設(shè)定有源配電系統(tǒng)電壓偏差之和、系統(tǒng)損耗和有功削減量最小為目標函數(shù)，分別考慮系統(tǒng)潮流約束、系統(tǒng)安全運行約束和分布式電源運行約束；

6)對所述整定模型中的目標函數(shù)進行線性化，對系統(tǒng)潮流約束和分布式電源運行約束進行線性化或錐轉(zhuǎn)換，將有源配電網(wǎng)分布式電源分區(qū)就地電壓控制策略整定模型轉(zhuǎn)化為二階錐模型；

7)采用求解二階錐規(guī)劃的數(shù)學(xué)解算器對有源配電網(wǎng)分布式電源分區(qū)就地電壓控制策略的二階錐模型進行計算求解；

8)輸出步驟7)求解結(jié)果，包括分區(qū)情況、各分區(qū)分布式電源就地電壓控制策略，以及節(jié)點電壓分布、有源配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)損耗、分布式電源無功補償及有功削減情況。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源配電網(wǎng)分布式電源分區(qū)就地電壓控制策略整定方法，其特征在于，步驟2)所述的各節(jié)點間電氣距離是采用如下公式得到：

式中，是節(jié)點i的電壓幅值對節(jié)點j處注入有功功率的靈敏度；是節(jié)點j的電壓幅值對節(jié)點i處注入有功功率的靈敏度；和分別是節(jié)點i和節(jié)點j電壓幅值對自身節(jié)點處注入有功功率的靈敏度；是基于有功功率-電壓靈敏度計算得到的節(jié)點i和節(jié)點j間的電氣距離；是節(jié)點i的電壓幅值對節(jié)點j處注入無功功率的靈敏度；是節(jié)點j的電壓幅值對節(jié)點i處注入無功功率的靈敏度；和分別是節(jié)點i和節(jié)點j的電壓幅值對自身節(jié)點處注入無功功率的靈敏度；是基于無功功率—電壓靈敏度計算得到的節(jié)點i和節(jié)點j間的電氣距離；β是有功功率—電壓靈敏度計算得到的節(jié)點i和節(jié)點j間的電氣距離的權(quán)重系數(shù)；e_i，j是最終的有源配電網(wǎng)節(jié)點i和節(jié)點j間的電氣距離，并構(gòu)成電氣距離矩陣中的元素。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源配電網(wǎng)分布式電源分區(qū)就地電壓控制策略整定方法，其特征在于，步驟3)包括：

(3.1)設(shè)置初始最佳分區(qū)數(shù)N_a＝1；

(3.2)計算電氣距離矩陣特征值，并引入輔助變量g_i＝λ_i/λ₁(i＝2，3，...，n-1)，λ_i是電氣距離矩陣的第i個節(jié)點對應(yīng)的特征值，λ₁是電氣距離矩陣的第1個節(jié)點對應(yīng)的特征值，n是有源配電網(wǎng)中節(jié)點總數(shù)；

(3.3)用輔助變量g_i判斷節(jié)點i與相鄰節(jié)點間的耦合關(guān)系，若g_i≥0.1，對應(yīng)的節(jié)點間耦合關(guān)系弱，則令N_a＝N_a+1，否則，進入下一步；

(3.4)重復(fù)第(3.3)步，直至完成對n-1節(jié)點與相鄰節(jié)點間耦合關(guān)系的判斷；

(3.5)最終得到的N_a為有源配電網(wǎng)的最佳分區(qū)數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源配電網(wǎng)分布式電源分區(qū)就地電壓控制策略整定方法，其特征在于，步驟4)包括：

(4.1)在原始有源配電網(wǎng)上確定N_a個初始聚類中心點；

(4.2)判斷聚類中心點是否與對應(yīng)的電氣距離矩陣中節(jié)點的電氣距離矩陣特征值相同，若不同，則對k-means聚類算法進行修改，使聚類中心點與對應(yīng)的電氣距離矩陣中節(jié)點的電氣距離矩陣特征值相同，否則，進入下一步；

(4.3)使用修改后的k-means聚類算法對電氣距離矩陣進行聚類分區(qū)；

(4.4)重復(fù)步驟(4.2)～(4.3)，直至得到N_a個區(qū)域中每個區(qū)域所的節(jié)點。