[發(fā)明專利]一種應(yīng)用電力電子調(diào)壓器延長(zhǎng)稀疏地區(qū)配電網(wǎng)供電半徑的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011023813.4
• 申請(qǐng)日: 2020-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN112165102B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳文君;趙建勇;年珩;馬麗山;楊森林;丁元杰;韓俊垚;董順虎;祁明錄;魏浩;張啟珍;郭曉靖;于濤;李學(xué)榮;馬澤隆;韓學(xué)淵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)青海省電力公司果洛供電公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司;國(guó)網(wǎng)青海省電力公司;浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/12
• 分類號(hào): H02J3/12;H02J3/16;H02J3/18
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

本發(fā)明公開了一種應(yīng)用電力電子調(diào)壓器延長(zhǎng)稀疏地區(qū)配電網(wǎng)供電半徑的方法，屬于中低壓配網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用了電壓分層協(xié)調(diào)控制策略，首先將電力電子調(diào)壓裝置等效為節(jié)點(diǎn)功率注入模型，通過粒子群算法雙層優(yōu)化計(jì)算等效節(jié)點(diǎn)有功無功調(diào)節(jié)量，即節(jié)點(diǎn)注入附加功率，再通過附加功率進(jìn)行潮流計(jì)算，確定電力電子調(diào)壓器補(bǔ)償電壓及相角，實(shí)現(xiàn)功率補(bǔ)償優(yōu)化計(jì)算與潮流計(jì)算解耦。在改進(jìn)的IEEE33節(jié)點(diǎn)等效模型系統(tǒng)中進(jìn)行算例驗(yàn)證，結(jié)果證明此方式可有效減少線路壓降，且將功率優(yōu)化與潮流計(jì)算解耦可減小計(jì)算復(fù)雜性，提高運(yùn)算精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及中低壓配網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用電力電子調(diào)壓器延長(zhǎng)稀疏地區(qū)配電網(wǎng)供電半徑的方法。

背景技術(shù)

稀疏地區(qū)主要指位于高原、荒漠、極寒等不適宜人類生產(chǎn)生活的地區(qū)，該類地區(qū)主要特點(diǎn)是人口密度小，分布分散，用電量少。其中，青海省果洛藏族自治州就是西部稀疏供電地區(qū)的典型代表之一。為促進(jìn)稀疏地區(qū)進(jìn)一步發(fā)展，除需解決用電問題外，還需保證用戶用電質(zhì)量。果洛地區(qū)配網(wǎng)供電線路長(zhǎng)，負(fù)荷分散，若是通過升級(jí)改造或擴(kuò)建配網(wǎng)，不僅投資巨大，回收效益少，還會(huì)對(duì)其生態(tài)環(huán)境造成一定傷害，因此須通過其他技術(shù)設(shè)備延長(zhǎng)配網(wǎng)供電半徑，提高用戶用電的電壓質(zhì)量。

配網(wǎng)供電半徑與配網(wǎng)電壓等級(jí)與線路長(zhǎng)度關(guān)系密切，對(duì)于中低壓配網(wǎng)來說，長(zhǎng)距離輸電若不采用有效的電壓補(bǔ)償方式，線路末端電壓水平會(huì)十分不理想，其輻射區(qū)域電壓將過低，嚴(yán)重影響用戶用電質(zhì)量。因此可通過補(bǔ)償線路壓降的方式延長(zhǎng)供電半徑。

《基于光伏逆變器調(diào)節(jié)的配電網(wǎng)電壓控制策略》(電力自動(dòng)化設(shè)備第39卷第4期第190頁)通過控制光伏并網(wǎng)逆變器功率因數(shù)角來調(diào)節(jié)并網(wǎng)功率，通過對(duì)控制參數(shù)的靈敏度分析減少并網(wǎng)功率誤差，從而控制并網(wǎng)點(diǎn)電壓不越限。此方法只能控制單個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)，對(duì)于長(zhǎng)距離輸電的稀疏地區(qū)改善不明顯。

《分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)參與調(diào)壓的主動(dòng)配電網(wǎng)兩段式電壓協(xié)調(diào)控制策略》(電力自動(dòng)化設(shè)備第39卷第5期第15頁)通過將傳統(tǒng)調(diào)壓設(shè)備有載調(diào)壓變壓器與可投切電容器與分布式儲(chǔ)能相結(jié)合以達(dá)到控制電壓的目的，傳統(tǒng)調(diào)壓設(shè)備不能頻繁投切在較長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)控制電壓，儲(chǔ)能系統(tǒng)在較短時(shí)間段內(nèi)對(duì)電壓進(jìn)行校正。但是此方法調(diào)節(jié)范圍太有限，而且需建造多個(gè)儲(chǔ)能電站，且需要較大容量，投資巨大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的稀疏地區(qū)配電網(wǎng)供電半徑長(zhǎng)度不足，以及采用高功率補(bǔ)償方式的電能損失較大的問題，本發(fā)明提出一種應(yīng)用電力電子調(diào)壓器延長(zhǎng)稀疏地區(qū)配電網(wǎng)供電半徑的方法，采用多臺(tái)電力電子調(diào)壓器參與中低壓配網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)，并設(shè)計(jì)了基于粒子群算法的分層控制策略。其控制方式為首先將電力電子調(diào)壓器等效為節(jié)點(diǎn)功率注入模型，通過粒子群算法雙層優(yōu)化計(jì)算等效節(jié)點(diǎn)有功無功調(diào)節(jié)量，即節(jié)點(diǎn)注入附加功率，再通過附加功率進(jìn)行潮流計(jì)算，確定電力電子調(diào)壓器補(bǔ)償電壓及相角，實(shí)現(xiàn)功率補(bǔ)償優(yōu)化計(jì)算與潮流計(jì)算解耦。

具體的實(shí)施方案如下：

一種應(yīng)用電力電子調(diào)壓器延長(zhǎng)稀疏地區(qū)配電網(wǎng)供電半徑的方法，包括以下步驟：

S1：將多臺(tái)電力電子調(diào)壓器間隔配置在配電網(wǎng)中，其中每一臺(tái)電力電子調(diào)壓器并聯(lián)安裝配網(wǎng)線路中，等效作用于兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)之間；

S2：建立基于粒子群算法的電壓分層控制模型，由系統(tǒng)控制層、粒子群雙層控制優(yōu)化層、以及補(bǔ)償量注入層構(gòu)成；

S3：由系統(tǒng)控制層實(shí)時(shí)采集配電網(wǎng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓值，若電壓值處于安全區(qū)間內(nèi)，則控制電力電子調(diào)壓器不動(dòng)作，否則建立等效模型，通過粒子群雙層控制優(yōu)化層計(jì)算每一臺(tái)電力電子調(diào)壓器需要注入的最優(yōu)附加功率補(bǔ)償；

S4：建立串、并聯(lián)側(cè)控制模型，通過補(bǔ)償量注入層對(duì)最優(yōu)附加功率補(bǔ)償進(jìn)行分解，確定電力電子調(diào)壓器串聯(lián)側(cè)補(bǔ)償電壓幅值和相位、以及并聯(lián)側(cè)補(bǔ)償無功功率，對(duì)配電網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行功率補(bǔ)償；

S5：將補(bǔ)償后的系統(tǒng)狀態(tài)實(shí)時(shí)反饋至系統(tǒng)控制層，重復(fù)步驟S3至步驟S5，控制電網(wǎng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓值處于安全區(qū)間內(nèi)。