基于協(xié)調(diào)一致性的配電網(wǎng)絡(luò)分布式電源控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于配電運(yùn)行領(lǐng)域，特別涉及一種基于協(xié)調(diào)一致性的分布式電源控制技術(shù) 方案。
【背景技術(shù)】
[0002] 電壓質(zhì)量是配電網(wǎng)運(yùn)行最為關(guān)注的指標(biāo)之一，在目前的配電網(wǎng)中尚沒(méi)有對(duì)各個(gè)節(jié) 點(diǎn)電壓進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)的手段，進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)都在向配電網(wǎng)供電的變電站進(jìn)行，或者由各負(fù) 荷根據(jù)各自接入點(diǎn)電壓利用無(wú)功電容補(bǔ)償進(jìn)行。這些電壓調(diào)節(jié)措施通常難以兼顧全局的電 壓水平，且缺少協(xié)調(diào)控制的方法和實(shí)施手段。
[0003] 大量以清潔和可再生能源為一次能源的分布式電源接入電力系統(tǒng)運(yùn)行是未來(lái)電 網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)，這些分布式發(fā)電的接入可同時(shí)提高用戶的經(jīng)濟(jì)效益，電網(wǎng)運(yùn)行的安全 性和可靠性以及社會(huì)綜合效益。為了使得分布式電源協(xié)調(diào)配合完成配電網(wǎng)的電壓調(diào)節(jié)，擁 塞管理等任務(wù)，目前通常有如下三種控制方法：集中式控制，該方法能直接向各個(gè)分布式電 源下達(dá)輸出功率指令，響應(yīng)速度快，但需要集中控制器與各分布式電源之間的完全通信網(wǎng) 絡(luò)，且集中控制器需要完全了解分布式電源的特性和實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，在分布式電源數(shù)量眾 多時(shí)通信壓力大，難以實(shí)現(xiàn)分布式電源的即插即用；分層控制，將分布式電源根據(jù)地理位置 相鄰或類(lèi)型相似等原則組成一組，每一組設(shè)置一個(gè)代理，各代理再進(jìn)行組合，這種控制方法 減小了通信壓力，但仍需要集中控制器，且在分層數(shù)目較多的情況下，響應(yīng)速度慢；分散分 布控制方式，這種方式無(wú)需集中控制器，各分布式電源根據(jù)分散式控制方法與其具有通信 線路的相鄰分布式電源交換信息后確定各種的功率輸出，無(wú)需完全的通信網(wǎng)絡(luò)，能夠滿足 分布式電源即插即用的要求，是目前分布式電源協(xié)調(diào)控制中研究最多，最具發(fā)展前途的方 法。
[0004] 因此，若能設(shè)計(jì)一種基于協(xié)調(diào)一致性的分布式電源控制方法，充分發(fā)揮分布式電 源發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益，并向配電網(wǎng)提供無(wú)功功率服務(wù)，協(xié)助維持網(wǎng)絡(luò)供電電壓水平，減小分布式 電源協(xié)調(diào)控制中對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的需求和通信壓力，更好地適應(yīng)未來(lái)高滲透率分布式電源接入 配電網(wǎng)運(yùn)行的情況，對(duì)于促進(jìn)分布式電源的利用，提高配電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性和供電質(zhì)量具 有重要的理論和實(shí)用價(jià)值。但目前本領(lǐng)域尚未有相關(guān)研究出現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于協(xié)調(diào)一致性的分布式電源 控制技術(shù)方案。
[0006] 本發(fā)明技術(shù)方案提供一種基于協(xié)調(diào)一致性的配電網(wǎng)絡(luò)分布式電源控制方法，所屬 配電網(wǎng)絡(luò)中接入有電壓監(jiān)測(cè)裝置和分布式電源，各個(gè)分布式電源均具有一個(gè)唯一的編號(hào)， 進(jìn)行無(wú)功功率注入控制過(guò)程，包括如下步驟，
[0007] 步驟1，當(dāng)某電壓監(jiān)測(cè)裝置i檢測(cè)到所接入節(jié)點(diǎn)的電壓有效值認(rèn)低于節(jié)點(diǎn)電壓有 效值的下限值1]_時(shí)，提取需要向配電網(wǎng)注入的無(wú)功功率Q如下，
[0008]
[0009] 式中，ΔΙ^是節(jié)點(diǎn)電壓有效值與節(jié)點(diǎn)電壓有效值下限值的偏差值，系數(shù)ai是電壓 監(jiān)測(cè)裝置i處節(jié)點(diǎn)的電壓有效值1^對(duì)該節(jié)點(diǎn)注入無(wú)功功率的敏感系數(shù)；
[0010] 步驟2,形成完成向配電網(wǎng)注入無(wú)功功率Q"f目標(biāo)的分布式電源的集合S，實(shí)現(xiàn)方 式為，電壓監(jiān)測(cè)裝置i向與其具有雙向通信線路的各分布式電源發(fā)出注入無(wú)功功率請(qǐng)求， 收到注入無(wú)功功率請(qǐng)求后的分布式電源向與其具有雙向通信線路的分布式電源轉(zhuǎn)發(fā)注入 無(wú)功功率請(qǐng)求，直到在規(guī)定的時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)，收到注入無(wú)功功率請(qǐng)求的所有分布式電源形成 集合S;電壓監(jiān)測(cè)裝置i記錄集合S，集合S中每個(gè)分布式電源向電壓監(jiān)測(cè)裝置i傳遞與自 己具有雙向通信線路的分布式電源編號(hào)的集合；
[0011] 步驟3,形成協(xié)調(diào)一致性控制無(wú)功功率分解的矩陣P，實(shí)現(xiàn)方式如下，
[0012] 設(shè)集合S中分布式電源的數(shù)目為K，則矩陣P為KXK維，集合S中分布式電源的 序號(hào)依次設(shè)為1，2,…，K;電壓監(jiān)測(cè)裝置i查看集合S中序號(hào)為1的分布式電源原始的編號(hào) S(l)，l= 1，2，···，Κ，設(shè)S(l)為m;設(shè)與分布式電源m具有雙向通信線路的分布式電源編號(hào) 的集合為S"，再在S"查找與編號(hào)為m的分布式電源具有雙向通信線路的分布式電源的編號(hào)， 在集合S中查找相應(yīng)編號(hào)分布式電源的序號(hào)，并將矩陣P中列號(hào)為1，行號(hào)為查收所得序號(hào) 的元素設(shè)置為lAvCni為集合S"中元素的總數(shù)目，第1列的其他元素填0 ;
[0013] 步驟4,計(jì)算集合S中各個(gè)分布式電源的無(wú)功功率注入設(shè)定值QseU，包括根據(jù)下式 進(jìn)行迭代求解，
[0014]
[0015]
[0016] 其中，無(wú)功功率注入設(shè)定值列向量QSf3t[d] = [QSf3til[d],QSf3t,2[d]，…，QSf3t,K[d]]T， Q^Jd]是序號(hào)為1的分布式電源相應(yīng)無(wú)功功率注入設(shè)定值，1 = 1，2,"·，Κ;
[0017] 步驟5,根據(jù)步驟4所得結(jié)果，電壓監(jiān)測(cè)裝置i通過(guò)雙向通信線路向集合S中序號(hào) 為1的分布式電源傳送無(wú)功功率注入設(shè)定值各分布式電源根據(jù)該值產(chǎn)生相應(yīng)的無(wú)功 功率注入至配電網(wǎng)，使得注入無(wú)功功率的總和SQraf。
[0018] 而且，步驟4中，進(jìn)行迭代求解包括執(zhí)行以下子流程，
[0019] 步驟4. 1，初始化迭代次數(shù)d= 0，令
[0020] 步驟 4. 2,計(jì)算Qset[d+1] =PQset[d];
[0021] 步驟4.3，判斷是否滿足1^他&1[(1+1]-〇;^1[(1])< ￡，1 = 1，2，."，1(，￡為預(yù) 先設(shè)定的閾值，是則結(jié)束子流程，否則令d=d+1，返回步驟4. 2。
[0022] 而且，所述與分布式電源m具有雙向通信線路的分布式電源編號(hào)的集合，包括該 分布式電源本身的編號(hào)m。
[0023] 本發(fā)明提供一種基于協(xié)調(diào)一致性的配電網(wǎng)絡(luò)分布式電源控制系統(tǒng)，所屬配電網(wǎng)絡(luò) 中接入有電壓監(jiān)測(cè)裝置和分布式電源，各個(gè)分布式電源均具有一個(gè)唯一的編號(hào)，各電壓監(jiān) 測(cè)裝置i中分別設(shè)置以下模塊，
[0024] 無(wú)功功率需求提取模塊，用于當(dāng)某電壓監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)到所接入節(jié)點(diǎn)的電壓有效值 A低于節(jié)點(diǎn)電壓有效值的下限值1]_時(shí)，計(jì)算需要向配電網(wǎng)注入的無(wú)功功率Q"f如下，
[0025]
[0026] 式中，ΔΑ是節(jié)點(diǎn)電壓有效值與節(jié)點(diǎn)電壓有效值下限值的偏差值，系數(shù)ai是電壓 監(jiān)測(cè)裝置i處節(jié)點(diǎn)的電壓有效值1^對(duì)該節(jié)點(diǎn)注入無(wú)功功率的敏感系數(shù)；
[0027] 分布式電源集合存儲(chǔ)模塊，用于形成完成向配電網(wǎng)注入無(wú)功功率Qraf目標(biāo)的分布 式電源的集合S，實(shí)現(xiàn)方式為，當(dāng)電壓監(jiān)測(cè)裝置i向與其具有雙向通信線路的各分布式電源 發(fā)出注入無(wú)功功率請(qǐng)求，收到注入無(wú)功功率請(qǐng)求后的分布式電源向與其具有雙向通信線路 的分布式電源轉(zhuǎn)發(fā)注入無(wú)功功率請(qǐng)求，直到在規(guī)定的時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)，收到注入無(wú)功功率請(qǐng)求 的所有分布式電源形成集合S;并記錄集合S，以及集合S中每個(gè)分布式電源所傳遞與自己 具有雙向通信線路的分布式電源編號(hào)的集合；
[0028] 無(wú)功功率分解控制模塊，用于形成協(xié)調(diào)一致性控制無(wú)功功率分解的矩陣P，實(shí)現(xiàn)方 式如下，
[0029] 設(shè)集合S中分布式電源的數(shù)目為K，則矩陣P為KXK維，集合S中分布式電源 的序號(hào)依次設(shè)為1，2,…，K;查看集合S中序號(hào)為1的分布式電源原始的編號(hào)S(l)，1 = 1，2,…，K，設(shè)S(1)為m;設(shè)與分布式電源m具有雙向通信線路的分布式電源編號(hào)的集合為 S"，再在S"查找與編號(hào)為m的分布式電源具有雙向通信線路的分布式電源的編號(hào)，在集合S 中查找相應(yīng)編號(hào)分布式電源的序號(hào)，并將矩陣P中列號(hào)為1，行號(hào)為查收所得序號(hào)的元素設(shè) 置為1/Cni，Cni為集合S"中元素的總數(shù)目，第1列的其他元素填0 ;
[0030] 無(wú)功功率注入設(shè)定模塊，用于計(jì)算集合S中各個(gè)分布式電源的無(wú)功功率注入設(shè)定 值Qs&i，包括根據(jù)下式進(jìn)行迭代求解，
[0031] Qset[d+1] =PQset[d]
[0032]
[0033] 其中，無(wú)功功率注入設(shè)定值列向量QSf3t[d] = [QSf3til[d],QSf3t,2[d]，…，QSf3t,K[d]]T， Q^Jd]是序號(hào)為1的分布式電源相應(yīng)無(wú)功功率注入設(shè)定值，1 = 1，2,"·，Κ;
[0034] 無(wú)功功率注入通信模塊，用于通過(guò)雙向通信線路向集合S中序號(hào)為1的分布式電 源傳送無(wú)功功率注入設(shè)定值(Lu，各分布式電源將根據(jù)該值產(chǎn)生相應(yīng)的無(wú)功功率注入至配 電網(wǎng)，使得注入無(wú)功功率的總和為Qraf。
[0035] 而且，無(wú)功功率注入設(shè)定模塊中，包括以下子模塊，
[0036] 初始化子模塊，用于初始化迭代次數(shù)d= 0, 〃
[0037] 迭代更新子模塊，用于計(jì)算Qset[d+1] =PQset^"」，
[0038] 迭代判斷子模塊，用于判斷是否滿足max(QSf；t,: [d+1] _QSf；t,: [d]) <ε，1 = 1，2, ···，!(，ε為預(yù)先設(shè)定的閾值，是則結(jié)束無(wú)功功率注入設(shè)定模塊工作，否則令d=d+l，命 令迭代更新子模塊工作。
[0039] 而且，所述與分布式電源m具有雙向通信線路的分布式電源編號(hào)的集合，包括該 分布式電源本身的編號(hào)m。
[0040] 本發(fā)明通過(guò)基于一致性控制方法來(lái)協(xié)調(diào)各分布式電源的無(wú)功功率注入，使得分布 式電源總體輸出無(wú)功功率滿足使得節(jié)點(diǎn)電壓恢復(fù)至