[發明專利]一種配電網無功控制方法和系統

在審

• 申請號: 202010146015.4
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN113364058A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 赫衛國;徐曉春;葉榮波;華光輝;周昶;劉海璇;吳曉飛;黃曉劍;劉皓明;梅飛
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國網江蘇省電力有限公司;國家電網有限公司;河海大學
• 主分類號: H02J3/50
• 分類號: H02J3/50;H02J3/38
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明提供的一種配電網無功控制方法和系統，包括：獲取配電網的原始數據；根據原始數據，計算配電網中各節點間的電氣距離，節點包括負荷節點和無功源；將電氣距離輸入預先建立的分區模型，得到配電網的最優分區方案；基于最優分區方案，將電氣距離輸入預先建立的主導節點選擇模型，得到各分區中的主導節點；對各分區內主導節點電壓進行監測，判斷是否有電壓越限，并對電壓越限的主導節點進行分區內無功補償。本發明通過分區使得每個區域都有足夠的無功條件能力，通過主導節點進行無功補償改善有源配電網無功電壓控制效果；避免無功在配電網中遠距離傳輸，實現無功的就地平衡。

技術領域

本發明屬于分布式電源并網領域技術領域，具體涉及一種配電網無功控制方法和系統。

背景技術

配電網中分布式光伏滲透率越來越高，而光伏發電的隨機性增加了配電系統的不確定性，給配電網無功電壓控制帶來了嚴峻的挑戰。不恰當的無功電壓控制可能增加線路中無功功率的流動，導致網絡損耗增大。

分布式光伏通過逆變器并網，具有無功調節能力，可以與配電網中的并聯電容器等傳統無功調節設備協調控制節點電壓，從而增加配電網的無功調節能力。但是高滲透率的分布式光伏作為可控無功源接入配電網，會導致無功電壓控制問題越來越復雜，調度難度也越來越大。

最簡單的電力網絡分區是根據地域或電網所屬的電力公司進行劃分，但是僅考慮電網的自然屬性而沒有考慮電網的電氣特性，所得的分區結果是不合理的。目前廣泛應用的分區方法基本都是基于電氣距離的原則，只是在目標函數、優化模型和求解方法上各有不同。當分布式光伏大規模接入時，往往會無法保證每個區域都有充足的無功調節能力，影響無功控制效果。

發明內容

為克服上述現有技術的不足，本發明提出一種配電網無功控制方法，其改進之處在于，包括：

獲取配電網的原始數據；

根據所述原始數據，計算配電網中各節點間的電氣距離，所述節點包括負荷節點和無功源；

將所述電氣距離輸入預先建立的分區模型，得到配電網的最優分區方案；

基于所述最優分區方案，將所述電氣距離輸入預先建立的主導節點選擇模型，得到各分區中的主導節點；

對各分區內主導節點電壓進行監測，判斷是否有電壓越限，并對電壓越限的主導節點進行分區內無功補償。

優選的，所述分區模型的建立，包括：以最小化區域無功平衡冗余度、區域內耦合度和區域外耦合度為目標，并分別根據無功平衡冗余度、區域內耦合度和區域外耦合度的重要程度，確定無功平衡冗余度、區域內耦合度和區域外耦合度的權重，建立分區模型；

所述主導節點選擇模型的建立，包括：以最小化可觀性指標和可控性指標為目標，并分別根據主導節點可觀性和可控性重要程度，確定可觀性指標和可控性指標的權重，建立主導節點選擇模型。

優選的，所述分區模型如下式所示：

min

其中，min F₁表示分區模型的目標函數；表示區域無功平衡冗余度，α₁表示的權重；表示區域內耦合度，α₂表示的權重，表示區域外耦合度，α₃表示的權重；

式中，區域無功平衡冗余度的計算式如下：

式中，K表示分區后的區域總個數；表示區域k內第i_k個可用無功源的無功上限；表示區域k內第j_k個無功負荷；G_k表示區域k內無功源的個數，L_k表示區域k內負荷節點個數；u_k和l_k分別均為中間變量；