[發明專利]一種基于分布式MPC的配電網動態電壓控制方法

有效

• 申請號: 202011174798.3
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112383065B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 楊帆;張章;李桂鑫;徐晶;徐科;劉英英;羅濤;遲福建;胡源;王哲;孫闊;夏冬;張梁;張雪菲;崔榮靖;李娟;祁彥鵬;王世舉;李廣敏;鄭戍潔;楊國朝;張宏艷;劉偉;趙長偉;范朕寧
• 申請（專利權）人: 國網天津市電力公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12;H02J3/50;H02J3/48
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 張文華

1.一種基于分布式MPC的配電網動態電壓控制方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟S1，建立工作在無功-電壓下垂控制模式的分布式光伏動態數學模型并將其離散化；

步驟S2，建立工作在電流源型控制模式的分布式儲能動態數學模型并將其離散化；

步驟S3，基于潮流計算，得出配電網絡電壓-有功無功靈敏度矩陣；

步驟S4，運用ε分解法對配電網絡模型進行分解，將其轉化為若干弱耦合子系統模型，并通過深度第一搜索算法，求解子系統模型拓撲參數；

步驟S5，將分布式光伏、儲能、配電網絡子系統模型統一整理為整體配電網動態電壓控制模型；

步驟S6，考慮分布式儲能的荷電狀態、額定容量和最大有功出力限制，以及分布式光伏的最大無功出力限制，將其表示為不等式約束形式；

步驟S7，根據配電網控制模型，基于分布式模型預測控制方法，實時計算配電網動態電壓控制指令；

步驟S7實時配電網動態電壓控制指令計算方式如下：

根據預測控制基本原理，可基于模型(3)預測系統未來的動態；為此，設定系統預測時域為N_p，控制時域為N_m且N_m≤N_p；在當前時刻k，以此作為預測系統未來動態的的起點，由(3)可預測系統狀態如下：

式中，

通過預測方程將步驟6中不等式約束轉化為如下形式：

式中，

將問題轉化為QCQP描述如下：

式中，和表示加權矩陣。

2.根據權利要求1所述的基于分布式MPC的配電網動態電壓控制方法，其特征在于，所述步驟S1中定義的數學模型包括：

分布式光伏MPPT有功出力動態模型為其中，T_pv為光伏時間常數，P_PV為光伏逆變器輸出有功功率，代表其微分量，P_MPPT為光伏MPPT輸出功率；

分布式光伏無功-電壓下垂控制動態模型為其中，τ₁為濾波器常數，Q_PV,in光伏逆變器輸入無功功率，代表其微分量，Q_o為無功功率參考指令，K_d為無功-電壓下垂系數，V_i為并網點電壓，V_ref為并網點電壓參考值；

分布式光伏逆變器無功出力動態模型為其中，Q_i為逆變器輸出無功功率，代表其微分量；

將模型離散化并寫成狀態空間方程形式：x_PV(k+1)＝A_PVx_PV(k)+B_PVu_PV(k)+B_dPVd_PV(k)，其中，x_PV，d_PV，u_PV為分布式光伏的狀態、擾動和控制向量，A_PV，B_PV，B_dPV為分布式光伏系統矩陣。