[發明專利]有源配電網分布式電源分區就地電壓控制策略整定方法

在審

• 申請號: 201811601183.7
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109728603A
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 李鵬;簡潔;王成山;冀浩然;宋關羽;趙金利;于浩
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 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所 12201
• 代理人: 杜文茹

一種有源配電網分布式電源分區就地電壓控制策略整定方法：根據選定的有源配電網確定系統結構及參數；計算有源配電網各節點間電氣距離構成的電氣距離矩陣；通過判斷電氣距離矩陣的特征值的大小得到有源配電網的最佳分區數；采用K?means聚類算法對電氣距離矩陣進行聚類分區以得到配電網絡分區結果；依據有源配電網結構及參數，基于分區結果，建立有源配電網分布式電源分區就地電壓控制策略整定模型；將有源配電網分布式電源分區就地電壓控制策略整定模型轉化為二階錐模型；采用求解二階錐規劃的數學解算器對有源配電網分布式電源分區就地電壓控制策略的二階錐模型進行計算求解；輸出求解結果。本發明簡化了分布式電源就地電壓控制策略的制定與優化。

技術領域

本發明涉及一種分布式電源就地電壓控制策略整定方法。特別是涉及一種有源配電網分布式電源分區就地電壓控制策略整定方法。

背景技術

隨著分布式電源大量接入配電網，尤其是光伏等間歇性分布式電源的接入無論在時間還是空間上都具有很強的不確定性，在配電網運行過程中往往導致饋線功率大幅波動、饋線間功率不平衡、電壓越限等諸多問題。目前，有源配電網中的分布式電源主要采用集中式控制或就地控制兩種模式來實現。集中式控制策略基于全局信息進行全局優化，但隨著分布式電源種類越來越多，數量越來越龐大，極大地增加了通信負擔和數據處理壓力，一旦中央控制器出現故障，將無法協調系統中大量的可調度資源。此外，出于隱私以及安全等方面的考慮，集中式控制難以準確、便捷地獲取全局信息。而就地控制策略僅依靠本地測量信息，雖無法實現全局最優，但不需要節點間的信息交流或遠程量測，顯著減少了通信信息量；并且，當系統中功率出現波動時，就地控制策略能夠迅速響應，快速平抑波動。

分布式電源就地電壓控制策略根據整定出的分布式電源無功控制策略和有功削減策略來實現對有源配電系統的運行控制，改善電壓水平，提高系統運行的經濟性。若分布式電源用盡無功功率仍不能有效地將節點電壓控制在理想區間時，可進一步考慮使用有功削減策略解決這一問題，從而使系統電壓維持在安全的運行水平。由于光伏、風機等分布式電源接入數量往往較大，針對每一個分布式電源單獨制定就地控制策略會帶來沉重的計算負擔。考慮到地理環境相似以及物理條件相近，將配電網劃分成不同分區，接在同一分區的同類型分布式電源采用相同的電壓控制策略。因此，急需一種有源配電網分布式電源分區就地電壓控制策略整定方法，以解決大規模分布式電源的就地控制問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種能夠使同一區域內的分布式電源具有相同的就地控制策略的有源配電網分布式電源分區就地電壓控制策略整定方法。

本發明所采用的技術方案是：一種有源配電網分布式電源分區就地電壓控制策略整定方法，包括如下步驟：

1)根據選定的有源配電網，輸入系統結構及參數，包括：線路參數、負荷水平、網絡拓撲連接關系，分布式電源的接入位置、類型、容量及參數，分布式電源及負荷的日運行曲線，系統運行電壓約束和支路電流限制，系統基準電壓和基準功率的初值；

2)計算有源配電網各節點間電氣距離構成的電氣距離矩陣；

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的最佳分區數；

4)采用K-means聚類算法對電氣距離矩陣進行聚類分區以得到配電網絡分區結果；

5)依據有源配電網結構及參數，基于步驟4)得到的分區結果，建立有源配電網分布式電源分區就地電壓控制策略整定模型，包括：選取根節點為平衡節點，設定有源配電系統電壓偏差之和、系統損耗和有功削減量最小為目標函數，分別考慮系統潮流約束、系統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進行線性化，對系統潮流約束和分布式電源運行約束進行線性化或錐轉換，將有源配電網分布式電源分區就地電壓控制策略整定模型轉化為二階錐模型；