专利名称：一种基于微网广域信息的svg电能质量治理工程应用的方法
技术领域：
本发明属于电力系统分布式发电微网及微网系统控制技术领域，特别涉及一种基于微网广域信息的SVG电能质量治理工程应用的实现。
背景技术：
微网是具有清晰地域划分的供电系统，人们发展微网的动力在于人们对于供电可靠性、智能用电以及分布式可再生清洁能源发电的电网接入等方面的需求。分布式可再生清洁能源发电往往需要经过变流器才能接入电网，变流器需要消耗无功，它们还可能是潜在的谐波源，类似的还有电动汽车充电装置等负荷；其他因素包括负荷的非线性和不对称性以及新能源的不稳定性等；综合上述因素，微网面临电流谐波、不平衡和电压波动等多种电能质量问题。SVG (静止无功发生器，也叫D-STATC0M)是当今技术最先进的电能质量调节装置之一，它具有功能强大、性能优良、性价比高的特点，可以综合解决配网中无功不足、电压波动与闪变、电流畸变等电能质量问题。将其应用到微网中进行微网的电能质量相关问题的治理在国内外早有相关研究。但大多数研究针对SVG的控制技术只是单一的将SVG作为控制设备，根据SVG监测的单点电气信息来调节SVG的输出，进行电能质量治理。这种控制方法虽说可以在一定程度上解决微网的电能质量问题，但不利于微网电能质量的多目标最优化治理。基于上述原因，本专利提出一种基于微网广域信息的SVG控制方法，使SVG与微网监控系统联合工作，实现二者的协调控制。微网的智能化也为基于微网广域信息的SVG控制奠定了基础。在SVG与微网监控系统之间建立通信，使得SVG控制器能通过微网监控系统实时跟踪整个微网系统中所有微源和微网负荷的运行工况，实现SVG与微网监控系统协调控制，从而更好的完成微网的电能质量的治理。
发明内容
本发明的目的是，克服传统SVG依据单点电气量信息来制定控制策略的不足，针对微网电能质量治理问题，将微网广域信息加入到SVG的控制策略的制定方法中来，实现SVG与微网监控系统的对微网电能质量治理问题的协调控制。SVG能够依据微网广域信息，针对微网谐波、三相电压不对称和电压跌落等电能质量问题来制定控制策略实现多目标治理，当SVG无法完成电能质量治理目标时，由微网监控系统根据微网内所有微源和负荷的运行工况，按最优控制策略对微源和负荷做相应调整，进一步对电能质量进行治理。为此，本发明采用的技术方案为:一中基于微网广域信息的SVG电能质量治理工程应用实现，所述的微网包括蓄电池储能系统、风力发电系统、光伏发电系统、柴油发电机、重要负载和非重要负载、以及微网监控系统和微网并网断路器，所述的电源系统和负载均接在母线上，本发明特征在于:
基于微网实时数字网络通信系统，除了微网电压、电流的电能质量信息，SVG还可以实时跟踪整个微网系统中所有微源和负荷的运行工况，实现SVG与微网监控系统协调控制，在SVG不能达到治理目标时，微网监控系统及时响应SVG的请求，对微源和负荷进行相应调整,对微网电能质量做进一步治理。上述基于微网广域信息的SVG电能质量治理工程应用实现，SVG控制器与微网监控系统通信协议依据IEC-61850协议实现。上述基于微网广域信息的SVG电能质量治理工程应用实现，微网电能质量首先由SVG依据采集到的微网广域信息进行控制策略的制定，力求得到更能满足电能质量治理要求的控制策略。上述基于微网广域信息的SVG电能质量治理工程应用实现，SVG依据微网广域信息针对微网谐波、三相电压不对称和电压跌落等电能质量问题实现多目标分层分级优化治理。上述基于微网广域信息的SVG电能质量治理工程应用实现，当超出SVG的治理能力时，由微网监控系统根据微网内所有微源和负荷的运行工况，按最优控制策略对微源和负荷做相应调整，进一步对电能质量进行治理。本发明很好的克服了传统SVG基于母线电压和线路电流获得电能质量治理的需求信息，本专利扩展信息源，提出基于广域信息的SVG控制策略，更好地解决微网电能质量的多目标治理。同时，SVG与微网控制系统的协调控制，使得微网控制系统能够在SVG补偿不能够完全解决电能质量问题时，发挥其对微网的调节作用，通过调整对电能质量污染较大的微源出力或切除部分非重要不可控负荷以及按一定梯度降低充电功率等方式来进一步完成对电能质量的治理。
图1.一种基于微网广域信息的SVG电能质量治理工程应用的实现结构图；图2.—种基于微网广域信息的SVG电能质量治理工程应用的实现微网监控系统控制流程图。
具体实施例方式如图1所示的基于微网广域信息的SVG电能质量治理工程应用的实现，所述的微网包括蓄电池储能系统、风力发电系统、光伏发电系统、柴油发电机、重要负载和非重要负载、以及微网监控系统和微网并网断路器，所述的电源系统和负载均接在母线上。在微网监控系统与SVG之间建立基于IEC-61850实时数字网络通信，SVG除了采集微网电压、电流的电能质量信息，还可以实时跟踪整个微网系统中所有微源和负荷的运行工况，实现SVG与微网监控系统协调控制，在SVG不能达到治理目标时，微网监控系统及时响应SVG的请求，对微源和负荷进行相应调整，对微网电能质量做进一步治理。如上所述的基于微网广域信息的SVG电能质量治理工程应用实现，要求SVG控制的数据模型完全符合IEC-61850标准，以满足在微网监控系统和SVG之间建立基于IEC-61850协议数据通信的需要。基于SVG与微网监控系统之间建立起的满足IEC-61850协议数据通信，SVG可以采集到除了母线电压和线路电流之外的整个微网的信息，实时跟踪整个微网系统中所有微源和负荷的运行工况，从而制定出更能满足电能质量治理要求的控制策略来对微网的电能质量进行治理。同时还能实现SVG与微网监控系统协调控制，当SVG对微网电能质量的治理不能达到要求时，可以由微网监控系统根据微网内所有微源和负荷的运行工况，按最优控制策略对微源和负荷做相应调整，进一步对电能质量进行治理。如上所述的基于微网广域信息的SVG电能质量治理工程应用实现，SVG在采集微网广域信息针对微网谐波、三相电压不对称和电压跌落等电能质量问题实现多目标分层分级优化治理。如图2所示，为了完成微网监控系统对电能质量的进一步治理，要求微网监控系统根据电能质量治理的需求，及时响应SVG的请求，根据需要对超出SVG治理能力的扰动源(主要是微源和非重要负荷)进行治理，增设附加控制，按最优控制策略对微网中各微源的出力和负荷按最优控制策略进行调节。通过调整对电能质量污染较大的微源出力或切除部分非重要不可控负荷以及按一定梯度降低充电功率等方式来进一步改善微网电能质量。最优控制策略:首先对产生某项电能质量的污染源的重要程度进行评估，评估原则为重要程度越高，其重要因子越大；其次对污染源产生污染程度进行评估，评估原则为污染程度越大，其污染因子越大。假设对某一微网的η个微源或负荷的重要因子分别为k” k2，…k1...kn，其污染程度因子分别为=T1, T2，…T1...Tn，根据运行需要设定重要因子的权值为fk，污染程度因子的权值为fT。微源或负荷的综合影响因子Ai为AffkWi综合影响因子Ai越大说明该微源或负荷对系统的影响程度越小，同时对系统的污染越严重。对微网内存在的各个微源或负荷的综合影响因子进行排序，确定当前情况下，最应减小输出功率或切除的微源或负荷:对于能够控制出力的微源或负荷(主要是指汽车充电机)按一定梯度减小其出力；对于只能进行投切操作的负荷，若其综合影响因子A最大，则直接切除该负荷。进行以上操作后若该项电能质 量指标依然不满足要求，则对综合影响因子A重新排序，重复以上操作。
权利要求
1.一种基于微网广域信息的SVG电能质量治理工程应用方法，所述的微网包括蓄电池储能系统、风力发电系统、光伏发电系统、柴油发电机、重要负载和非重要负载、以及微网监控系统和微网并网断路器，所述的电源系统和负载均接在母线上，其特征在于:基于微网实时数字网络通信系统，除了微网电压、电流的电能质量信息，利用SVG实时跟踪整个微网系统中所有微源和负荷的运行工况，实现SVG与微网监控系统协调控制，在SVG不能达到治理目标时，微网监控系统及时响应SVG的请求，对微源和负荷进行相应调整，对微网电能质量做进一步治理；SVG控制器与微网监控系统通信协议依据IEC-61850协议实现。
2.根据权利要求1所述的一种基于微网广域信息的SVG电能质量治理工程应用方法，其特征在于，微网电能质量的治理采用SVG依据采集到的微网广域信息进行控制策略的制定。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于微网广域信息的SVG电能质量治理工程应用方法，SVG依据微网广域信息针对微网谐波、三相电压不对称和电压跌落电能质量问题实现多目标分层分级优化治理。
全文摘要
本发明公开一种基于微网广域信息的SVG电能质量治理工程应用的方法。传统SVG基于母线电压和线路电流获得电能质量治理的需求信息，本发明扩展信息源，提出基于广域信息的SVG控制策略，更好地解决微网电能质量的多目标治理。同时，SVG与微网控制系统的协调控制，使得微网控制系统能够在SVG补偿不能够完全解决电能质量问题时，发挥其对微网各微源和负荷的调节作用，从而更好的完成微网的电能质量的治理。
文档编号H02J3/38GK103208814SQ20131008805
公开日2013年7月17日 申请日期2013年3月19日 优先权日2013年3月19日
发明者魏承志, 陈晶, 李胜男, 徐志, 戴云航, 李俊鹏, 张丽 申请人:云南电力试验研究院(集团)有限公司电力研究院, 云南电网公司技术分公司