多级电压互动控制方法与流程

本发明属于电网电压控制，尤其涉及一种多级电压互动控制方法。

背景技术：

1、随着电力系统负荷需求的增长，电压越限问题成为影响电网安全稳定运行的关键因素，近年来针对光伏以不同形式高渗透率接入不同电压等级配电网，需要考虑不同电压等级配电网差异化控制目标、不同调控设备、调控能力差异等因素，传统的调压方式难以满足电网电压运行要求，电网电压质量难以得到保障。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种多级电压互动控制方法，能够对多等级电压协同控制。

2、本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：

3、提供了一种多级电压互动控制方法，包括：

4、获取电网各节点历史四遥数据；

5、基于高压avc控制模型和电网各节点历史四遥数据得到日内高压所控oltc、sc的动作序列；

6、根据日内高压所控oltc、sc的动作序列得到日内各中压配电网根节点母线电压的参考值；

7、周期获取日内中压配电网光伏出力以及负荷信息预测数据；

8、根据日内各中压配电网根节点母线电压的参考值、中压配电网光伏出力以及负荷信息预测数据利用预先构建的无功出力优化模型，计算优化周期内中压光伏电站的无功出力，得到中压光伏电站的无功出力计划。

9、进一步的，还包括对中压光伏电站的无功出力计划进行校正，具体包括：

10、构建无功出力调整优化模型；

11、通过无功出力调整优化模型计算无功出力调节量。

12、进一步的，所述预先构建的无功出力优化模型以光伏逆变器调节和网损总成本最小为优化目标求解优化周期内中压光伏电站的无功出力。

13、进一步的，所述无功出力优化模型的目标函数为：

14、minf＝min(f1+f2)

15、其中，f1为光伏逆变器调节成本、f为网损成本；

16、f1的表达式为：

17、

18、其中，t表示时间，t0表示当前时刻，n1pv、n2pv分别表示专线接入的光伏电站个数以及用户侧光伏电站个数，m表示预测的未来多少个采样时间间隔的数量，δt表示采样时间间隔；分别表示第i个光伏电站发电侧和用户侧的调节成本；

19、f2的表达式为：

20、

21、其中，n表示网络节点数量，表示与节点相连的所有节点组成的集合，iij为节点i和节点j之间支路的电流幅值，rij为节点i和节点j之间支路的电阻。

22、进一步的，所述无功出力优化模型的约束条件包括：

23、潮流平衡约束、光伏电站无功出力约束、中低压不确定性交换功率约束以及中低压交互节点电压约束。

24、进一步的，所述中低压不确定性交换功率约束以及中低压交互节点电压约束获取过程包括：

25、构建交互节点电压模型和不确定性交换功率模型；

26、周期获取日内低压配电网各节点电压和功率预测数据；

27、根据日内低压配电网各节点电压和功率预测数据、交互节点电压模型以及不确定性交换功率模型得到日内中低压交互节点的参考电压范围和交互功率范围，将中低压交互节点的参考电压范围和交互功率范围分别作为中低压交互节点电压约束和中低压不确定性交换功率约束。

28、进一步的，所述交互节点电压模型包括：

29、在低压配电网电压越上限时，交互节点电压模型表示为：

30、在低压配电网电压越下限时，交互节点电压模型表示为：

31、在低压配电网电压不越限且|δvh|＜|δvl|时，交互节点电压模型表示为：

32、在低压配电网电压不越限且|δvh|＞|δvl|时，交互节点电压模型表示为：

33、其中，vmax为低压配电网电压上限值，vmin为低压配电网电压下限值，δvh、δvl分别为低压配电网电压越上、下限值；v10(20)kv为配电变压器两侧的电压幅值，k中低为配电变压器变比。

34、进一步的，所述不确定性交换功率模型如下所示：

35、

36、其中，pl为有功功率的期望值，ql为无功功率的期望值，δt为时间间隔，t0为当前时间。

37、进一步的，所述光伏电站无功出力约束包括光伏电站发电侧无功出力约束和光伏电站用户侧无功出力约束；

38、所述发电侧无功出力约束表示为：

39、

40、其中，为接入的光伏电站的无功出力最大值，为第i个接入的光伏电站t时刻的无功出力值,qsvc，max为svc的可调最大无功值，qinv,max为光伏逆变器可调最大无功值；

41、所述用户侧无功出力约束表示为：

42、

43、其中，为t时刻节点i所接光伏的无功功率，为t时刻节点i所接光伏的可调最大无功值。

44、进一步的，所述潮流平衡约束表示为：

45、

46、其中，vi和vj分别为节点i和j的电压幅值；kij为支路ij所接oltc的变比；zij为支路ij的阻抗值,pij为支路ij在节点i侧的有功功率，qij为支路ij在节点i侧的无功功率，rij为支路ij的电阻，xij为支路ij的电抗值，pj,pv、qj,pv分别为节点j所接负荷；光伏注入的有功、无功功率；pj,d、qj,d分别为节点j的所接负荷；qj,sc为节点j所接sc的离散补偿无功功率，qj,svc为节点点j的所接svc的连续补偿无功功率；lij为支路ij电流幅值的平方。

47、本发明有益效包括：

48、本发明以满足配电网安全运行为目标，以中压配电网为控制对象，考虑高压配电网所控制的oltc/sc的未来时刻动作计划，建立中高压互动模型；计及中低压配电网间的不确定性交换功率及其相互影响，构建中低压互动模型；之后结合中压配电网不同类型光伏电站的无功调节模型，提出一种基于mpc的光伏高渗透配电网多级电压互动控制策略。同时，增加反馈校正环节，解决由于光伏及负荷预测误差所带来的控制精度问题。

49、首先，本发明根据高压配电网avc控制策略，以其控制优先级为最高，在不改变其控制指令的前提下，在中压配电网控制模型中增加中高压互动模块，即建立oltc及sc等离散型设备在未来时间段内的动作序列，作为多级电压控制的预测模型输入，能够有效地减少离散型设备频繁动作，避免出现离散型设备动作后中压配电网部分节点电压越限的问题。

50、其次，根据低压配电网控制策略及运行状态，分别构建中低压不确定性交换功率模型及交互节点电压模型，通过改变中低压交互节点运行状态，挖掘中压配电网对低压配电网的功率支撑能力。

技术特征：

1.一种多级电压互动控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种多级电压互动控制方法，其特征在于，还包括对中压光伏电站的无功出力计划进行校正，具体包括：

3.根据权利要求2所述的一种多级电压互动控制方法，其特征在于，所述无功出力调整优化模型的目标函数为：

4.根据权利要求1所述的一种多级电压互动控制方法，其特征在于，所述预先构建的无功出力优化模型以光伏逆变器调节和网损总成本最小为优化目标求解优化周期内中压光伏电站的无功出力。

5.根据权利要4所述的一种多级电压互动控制方法，其特征在于，所述无功出力优化模型的目标函数为：

6.根据权利要求1所述的一种多级电压互动控制方法，其特征在于，所述无功出力优化模型的约束条件包括：

7.根据权利要求6所述的一种多级电压互动控制方法，其特征在于，所述中低压不确定性交换功率约束以及中低压交互节点电压约束获取过程包括：

8.根据权利要求7所述的一种多级电压互动控制方法，其特征在于，所述交互节点电压模型包括：

9.根据权利要求7所述的一种多级电压互动控制方法，其特征在于，所述不确定性交换功率模型如下所示：

10.根据权利要求5所述的一种多级电压互动控制方法，其特征在于，所述光伏电站无功出力约束包括光伏电站发电侧无功出力约束和光伏电站用户侧无功出力约束；

11.根据权利要求6所述的一种多级电压互动控制方法，其特征在于，所述潮流平衡约束表示为：

技术总结
本发明公开了一种多级电压互动控制方法包括：获取电网各节点历史四遥数据；基于高压AVC控制模型和电网各节点历史四遥数据得到日内高压所控OLTC、SC的动作序列；根据日内高压所控OLTC、SC的动作序列得到日内各中压配电网根节点母线电压的参考值；周期获取日内中压配电网光伏出力以及负荷信息预测数据；根据日内各中压配电网根节点母线电压的参考值、中压配电网光伏出力以及负荷信息预测数据利用预先构建的无功出力优化模型，计算优化周期内中压光伏电站的无功出力，得到中压光伏电站的无功出力计划，本发明能够对多等级电压协同控制。

技术研发人员：吕朋蓬,卜强生,窦晓波,罗飞,周旭峰,张宇,张潼,易文飞,彭志强,郑明忠,夏杰
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13