[發(fā)明專利]一種多能源系統(tǒng)發(fā)生電壓越限故障的功率調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202111520598.3
• 申請日: 2021-12-14
• 公開（公告）號: CN114256873A
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周穎;田世明;陳宋宋;宮飛翔;袁金斗;石坤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/16;H02J3/18;H02J3/46;H02J3/50;G06F30/25
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發(fā)明提出一種多能源系統(tǒng)發(fā)生電壓越限故障的功率調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)，其中方法包括如下步驟：將多能源系統(tǒng)中各節(jié)點的運行參數(shù)代入預(yù)先構(gòu)建的切負(fù)荷控制優(yōu)化模型中，求解模型得到各節(jié)點的最優(yōu)有功功率；基于各節(jié)點的最優(yōu)有功功率，采用基于內(nèi)點法的廣域無功?電壓控制得到使各節(jié)點電壓偏差最小的無功功率；基于各節(jié)點電壓偏差最小的無功功率，通過調(diào)節(jié)無功功率或者通過調(diào)節(jié)無功功率和有功功率使各節(jié)點的電壓恢復(fù)至安全范圍內(nèi)。本發(fā)明的技術(shù)方案通過切負(fù)荷控制保證功率不越限；考慮了電壓安全的安全域變化，能夠?qū)崿F(xiàn)供電能力的最大化；維持整體電壓安全，保障了多能源系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電網(wǎng)安全運行策略領(lǐng)域，具體涉及一種多能源系統(tǒng)發(fā)生電壓越限故障的功率調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

含多能源系統(tǒng)中由于發(fā)電和負(fù)荷功率的不確定性可能使工作點偏離安全范圍，針對光伏滲透下N-1故障后的功率流和電壓越限問題，需要恰當(dāng)?shù)南到y(tǒng)控制方案避免連鎖故障的發(fā)生。含多能源系統(tǒng)的控制主要有分布式和集中式控制兩種。分布式控制中本地分布式電源自主運行，該控制基于當(dāng)?shù)販y量，不需要額外的通信設(shè)施，由于不使用全局信息，不會因為中央控制器損壞或通信鏈路的丟失而影響其控制性能。針對光伏板集成到低壓配電網(wǎng)可能產(chǎn)生的過電壓問題，學(xué)界提出了一種通過調(diào)整逆變器無功功率和有功功率來防止或緩解這類問題的分布式控制，與基于最優(yōu)潮流問題的集中式方案相比，顯著減少了信息和通信需求。但為了獲得更好的性能，在考慮優(yōu)化算法的情況下需要由中央控制器進行管理，即集中控制，通過分層控制結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，由于使用了來自被控系統(tǒng)的大量信息，從而提供了更有效的解決方案。

綜上所述，含多能源系統(tǒng)的故障解決控制需要從切負(fù)荷的經(jīng)濟性和安全裕度以及電壓安全著手，開展進一步控制。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述缺陷，本發(fā)明提出了一種基于N-1安全域的多能源系統(tǒng)故障穿越控制方法及系統(tǒng)。

第一方面，本發(fā)明提供一種多能源系統(tǒng)發(fā)生電壓越限故障的功率調(diào)節(jié)方法，其改進之處在于，包括如下步驟：

將多能源系統(tǒng)中各節(jié)點的運行參數(shù)代入預(yù)先構(gòu)建的切負(fù)荷控制優(yōu)化模型中，求解模型得到各節(jié)點的最優(yōu)有功功率；

基于各節(jié)點的最優(yōu)有功功率，采用基于內(nèi)點法的廣域無功-電壓控制得到使各節(jié)點電壓偏差最小的無功功率；

基于各節(jié)點電壓偏差最小的無功功率，通過調(diào)節(jié)無功功率或者通過調(diào)節(jié)無功功率和有功功率使各節(jié)點的電壓恢復(fù)至安全范圍內(nèi)。

優(yōu)選的，所述切負(fù)荷控制優(yōu)化模型的構(gòu)建，包括：

基于系統(tǒng)中負(fù)載均衡度和切負(fù)荷成本，采用權(quán)重方法建立優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)，計算式如下：

式中，第一項為切負(fù)荷成本，ΔP_i為與源i連接負(fù)載的有功功率變化量，C_i為切除源i下負(fù)載時的單位功率成本，第二項表示負(fù)載均衡度，P_i為與源i連接負(fù)載的有功功率，為P_i的平均值，w₁、w₂分別為第一項和第二項的權(quán)重系數(shù)，N為多能源系統(tǒng)中源的個數(shù)；

構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)的約束條件。

優(yōu)選的，所述約束條件包括等式約束和不等式約束；

所述等式約束包括系統(tǒng)潮流約束；所述不等式約束包括節(jié)點電流約束、N-1安全域約束和安全裕度。

優(yōu)選的，所述求解模型得到各節(jié)點的最優(yōu)有功功率采用粒子群優(yōu)化算法或改進的粒子群算法。

優(yōu)選的，所述源包括變壓器、光伏單元和/或儲能單元。

優(yōu)選的，所述基于各節(jié)點電壓偏差最小的無功功率，通過調(diào)節(jié)無功功率或者通過調(diào)節(jié)無功功率和有功功率使各節(jié)點的電壓恢復(fù)至安全范圍內(nèi)，包括：