[發明專利]一種含分布式光伏農村電網的電壓控制方法

在審

• 申請號: 202010149931.3
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111654035A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 胡陽;劉文穎;王維洲;劉紫東;王方雨;劉福潮;張堯翔;馬志程;張雨薇;何欣;夏鵬;史玉杰;朱麗萍;李瀟;陳鑫鑫;郇悅;張雯程;曾贇;楊美穎
• 申請（專利權）人: 華北電力大學;國網甘肅省電力公司電力科學研究院;國網甘肅省電力公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/16
• 分類號: H02J3/16;H02J3/38
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 王歡

1.一種含分布式光伏農村電網的電壓控制方法，其特征在于,含分布式光伏農村電網的電壓控制方法包括以下步驟：

S1：獲取農村電網相關網絡參數，光伏電源和負荷數據；

S2：采用模糊C均值算法進行分區；

S3：建立“區內集中式，區間分布式”的控制模式；

S4：在區內調節光伏逆變器的無功出力，最小化各節點的電壓偏差；

S5：在區間調整優化結果，實現整個區域的分布式電壓協調優化控制。

2.根據權利要求1所述的一種含分布式光伏農村電網的電壓控制方法，其特征在于,所述S4包括以下步驟：

S401：光伏逆變器是光伏發電的主要模塊，通過PMW調制環節，控制主電路開關期間的通斷，達到控制無功輸出的目的；

無功整定環節，取各區域中電壓幅值最大的節點作為關鍵節點，電壓幅值記為U_pmax，電壓額定值為U_r。基于光伏輸出無功功率與電壓幅值的關系制定關鍵節點電壓控制目標所需的無功量Q_need，所述所需的無功量Q_need的表示如下：

Q_max為當前時刻區域內光伏單元所能發出的最大無功功率，當U_pmax＞1.02U_r或U_pmax＜1.02U_r時，光伏單元開始吸收或發出無功功率；當U_pmax＞1.05U_r或U_pmax＜0.95U_r時，光伏單元按照自身無功容量最大限度地發出或吸收無功功率；

S402：無功優化環節中，以區域內各光伏單元的無功出力為控制變量，建立以區域內各節點的電壓標準差最小的目標函數為

考慮變量不等式約束條件為

1)潮流約束

為保障農村電網安全運行，節點電壓幅值、支路電流以及線路容量在安全范圍內

式中，U_i為節點i的電壓幅值，I_ij為支路ij流過的電流幅值，P_ij，Q_ij為支路ij流過的有功功率和無功功率，S_{ij_max}為線路ij的視在功率最大值；

2)功率約束

對于各光伏單元，要滿足無功出力約束及功率因素約束

式中，分別為光伏單元i的無功出力值，為光伏單元i的無功出力上下限。

3.根據權利要求1所述的一種含分布式光伏農村電網的電壓控制方法，其特征在于,所述S5包括以下步驟：

S501：假定農村電網按照上述分區方法分為C個區域，對于任意一個子區域c_i，其與相鄰區域之間通過聯絡線耦合連接。將相鄰區域耦合支路的上下端節點彼此“復制”到對應的相鄰子區域，形成新的子區域，進行區間解耦；

S502：解耦后各子區域的邊界信息包含耦合支路上下端節點的電壓幅值、支路有功無功功率、電流幅值。區域c_i中的邊界信息的狀態變量定義為

x_c,i＝[P_c,ij,Q_c,ij,U_c,i,U_c,j,I_c,ij]^T (6)

S503：在每個子區域并行計算，獨立求解出本區域內各控制單元的最優解后，相鄰子區域通過通信彼此交換邊界信息的狀態變量，然后重新計算本區域的最優解，直至相鄰區域邊界信息的狀態變量達到一致值，則分布式電壓控制的優化結果將與集中式控制優化結果相同。因此，可以被等價轉化為如下的凸二次規劃模型進行求解