[發明專利]一種基于多能儲能的主動配電網分布式電壓調節方法

有效

• 申請號: 202011032034.0
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112271741B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 萬燦;余鵬;宋永華;江藝寶;趙樂冰
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J3/48;H02J3/38;H02J3/12;H02J3/24;G06F30/20;G06F111/04;G06F119/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

本發明提供一種基于多能儲能的主動配電網分布式電壓調節方法，包括以下步驟：1)對主動配電網進行建模，形成多時間尺度集中式主動配電網電壓調節優化問題；2)對所述優化問題進行數學轉化，獲得最優性條件；3)基于最優性條件，在配電網的各節點設置代理商，按照順序依次對功率信息、電壓信息、乘子信息、導數信息進行傳遞和計算，之后各代理商更新其自身節點控制變量，再次迭代進行上述各信息的傳遞和計算，直到滿足迭代停止條件，從而得到多時間尺度的分布式主動配電網各節點的電壓調節方案；4)基于滾動時間尺度控制，對多能儲能系統進行調節，得到分布式主動配電網各節點的實時電壓調節方案，且各母線的電壓始終保持在預定的安全范圍內。

技術領域

本發明涉及主動配電網電壓調節方法，尤其設計一種基于多能儲能的主動配電網分布式電壓調節方法。

背景技術

近年來，包含光伏、風電等在內的可再生能源在配電網的滲透率不斷提高，它們往往具有較大的波動性和隨機性，因此，會嚴重影響配電網運行的安全性與可靠性，如導致電網電壓不穩定等。一種解決電壓波動的常用方法則是在配電網的需求側安裝分布式儲能系統，從而利用儲能系統的充放來平抑配電網節點功率波動。

現有的關于儲能調壓的方法常分為集中式控制、分散式控制與分布式控制方法。集中式方法能實現儲能的精準控制，但是它需要整個網絡全部的信息，從而大大侵犯了電網內各節點的隱私安全，并且對集中式控制的中央控制器的計算能力有著很高的要求。分散式控制只需要節點的局部信息，但是由于信息有限，它不能充分利用整個網絡的資源來平抑電壓波動。而分布式控制則是指網絡中的自治代理商利用本地信息和與其鄰居的部分消息交換來實現協作目標，與集中控制方法相比，分布式控制保證了每個代理的隱私性，顯著降低了每個代理商的數據量，從而提高了計算效率，并且充分利用了網絡內的可控資源。傳統關于儲能的分布式控制電壓調節通常存在以下問題：1.僅考慮當前時間點的儲能控制，這限制了儲能在長時間尺度內減小電壓波動的能力；2.儲能的電壓調節沒有考慮網絡結構與電力潮流約束。因此，如何設計一種同時考慮儲能時間約束、電網的網絡約束來實現儲能的分布式電壓調節，是亟待解決的關鍵問題之一。

同時，諸如熱泵、鍋爐等電熱轉的技術加強了電熱負荷之間的聯系。而熱儲能可以用來調節熱負荷，熱負荷變化進一步通過熱泵、鍋爐等設備來調節改變電的有功功率輸入，因此可以用來調節電壓。關于儲能的電壓調節，現有方法通常只利用電儲能，而利用包含電熱儲能在內的多能儲能系統進行配電網的電壓調節，將大大提高電壓控制效果，降低電壓控制的綜合成本。如何利用多能儲能系統實現高效的電壓調節，同樣是重要的研究內容之一。

發明內容

針對以上問題，本發明提供了一種基于多能儲能的主動配電網分布式電壓調節方法。

本發明所采用的技術方案如下：

一種基于多能儲能的主動配電網分布式電壓調節方法，包括如下步驟：

1)確定主動配電網內多能儲能系統的構成，對主動配電網進行建模，形成多時間尺度分布式多能儲能系統電壓調節優化問題。

2)對步驟1)中的優化問題進行數學轉化，獲得該問題的最優性條件。

3)基于步驟2)中的最優性條件，在配電網的各節點設置負責信息傳遞與計算的代理商，按照順序依次對功率信息、電壓信息、乘子信息、導數信息進行傳遞和計算，之后各代理商更新其自身節點控制變量，再次迭代進行上述各信息的傳遞和計算，直到滿足迭代停止條件，從而得到多時間尺度的分布式主動配電網各節點的電壓調節方案。

4)基于滾動時間尺度控制，對多能儲能系統進行調節，從而得到分布式主動配電網各節點的實時電壓調節方案，主動配電網內各母線的電壓始終保持在預定的安全范圍內。

上述技術方案中，作為優選，所述步驟1)中的多能儲能系統包括電儲能、熱儲能、建筑儲能；