一种基于负荷聚合与需求响应的电力补偿分析调控方法与流程

本发明属于电力领域，更具体的说涉及基于负荷聚合与需求响应的电力补偿分析调控方法。

背景技术：

1、在现有的电力系统中，调整和优化电压和无功电力是一个重要的问题。传统的电力补偿方法，如无功电压调节和集中补偿方式，虽然能够在一定程度上解决电力系统中的问题，但是这些解决方案往往无法全面应对负荷变化，无法高效地满足负荷需求，并且在负荷响应的速度和准确性上也有待提高。这一问题在大规模电力系统中尤其突出，传统的电力补偿方案在数据采集、分析和调控操作方面都存在一定的困难和挑战。

2、特别是对于宁夏地区，受其独特的电力市场和用能特征的影响，电力系统的调控面临更大的挑战。在这种背景下，利用负荷聚合技术进行电力补偿调控的需求变得迫切。通过对负荷聚合技术的进一步研究和优化，可以更好地适应调峰辅助和需求响应的需求，实现更精确、更高效的电力系统调控。

3、负荷聚合技术可以有效地整合离散型需求响应资源，通过对不同类型的需求侧调节资源进行分类和总结，为可调负荷赋予用电和电源双属性。这样，就可以实现通过虚拟电厂平台与电力调度的协同控制，实现负荷的调控，从而削峰填谷，保障系统安全，降低系统成本等。

4、总的来说，这项技术对于保障宁夏电网在新能源欠发和过发两种情况下的安全、稳定运行，具有重要的意义。这项课题可以为电力系统的调控提供更有效的解决方案，有助于提高电力系统的运行效率和稳定性。

技术实现思路

1、本发明方法通过对无功电压的分步调节，完善了网络中补偿装置的投切策略，并统筹区域内所有的无功补偿设备进行协同低电压调控，以期在无功分层分区和就地平衡的基础上，满足电力系统低电压改善的效果。这样不仅可以提高电力系统的运行效率和电力质量，并且可以减少对电力设备的损耗，实现了电力系统的经济和高效运行。

2、为了实现上述目的，本发明是采用以下技术方案实现的：所述的电力补偿分析调控方法包括：

3、步骤1、采集网络结构参数，包括负荷需求响应的数据，读取网络运行参数，进行拓扑分析；

4、步骤2、基于负荷需求响应的机制，进行电压中枢点全局无功电压调节；

5、步骤3、使用负荷聚合技术划分待补偿区域，确定补偿顺序优先节点集；

6、步骤4、确定各区域配电变压器低压侧集中补偿点类型，确定区域内全局补偿点的无功投切量；

7、步骤5、使用负荷聚合技术对各区段局部补偿点进行就地无功平衡调节；

8、步骤6、根据网络中主干线路的供电半径以及首端无功下送量以及需求响应机制中的调峰辅助服务，确定杆上单点无功补偿位置及容量。

9、进一步地，所述的步骤1包括以下步骤：

10、s101、采集网络结构参数，包括负荷需求响应的数据，读取网络运行参数；

11、s102、进行拓扑分析；

12、s103、对数据进行清洗和完善。

13、进一步地，所述的步骤2电压中枢点全局无功电压调节结合需求响应机制，通过对电压中枢点的实时监测和需求预测，及时调整补偿装置的投切状态，以实现电压的稳定调节；通过uaim.i确定中枢点变电站变低侧补偿装置的投切，在调节结束后计算网络潮流，线路首端无功分配度整定调节目标uaim.i为：

14、

15、定义线路首端无功分配度φcp＝qt/∑qm，其中qt中枢点变电站低压关口的无功下送量，设定无功潮流的正方向为由线路首端指向末端，即若qt为负值，则表示存在倒送现象；qm为线路所接配电变压器无功负荷量。

16、进一步地，步骤3、使用负荷聚合技术划分待补偿区域，统计各区域现有配变低压集中补偿容量，根据各区域线路中节点配变负载率大小，确定补偿顺序优先节点集；配电线路有全局补偿点、局部补偿点以及纯负荷点在内的三种负荷节点。

17、进一步地，所述的步骤4、通过经济补偿容量qn依次整定顺序优先集节点，确定各区域配电变压器低压侧集中补偿点类型，并通过qn确定区域内全局补偿点的无功投切量。

18、进一步地，所述的步骤5对各区段局部补偿点的就地无功平衡调节使用负荷聚合技术，将分散的补偿点聚合管理，以统一进行无功投切量的调节；通过确定区域内局部补偿点的无功投切量；在此次调节结束后计算网络潮流。

19、进一步地，所述的步骤6引入调峰辅助服务，根据网络中主干线路的供电半径以及首端无功下送量确定杆上单点无功补偿位置及容量；此次调节结束后计算网络潮流，验证各节点电压约束情况，若非全部满足，则重新划分补偿区段进行调控，直至待调节网络内所有节点电压满足低电压约束并确定最终补偿装置投切方案。

20、进一步地，所述的s101采集网络结构参数，读取网络运行参数；数据采集使用了scada系统的转发数据；利用scada系统为优化控制系统提供网络实时数据。

21、进一步地，所述的s102进行拓扑分析，主要电力元件分为单端元件为电机，负荷，无功补偿装置；双端元件为线路，双绕组变压器，开关刀闸；三端元件：三绕组变压器；

22、把电机作为分析的起点，负荷作为终点，以厂站分析为深度，站间线路分析为广度，按照先深度后广度的原则实行拓扑分析。

23、进一步地，所述的s103对数据进行清洗和完善；

24、开关量、遥测量有效性检测；统计采集数据与估计数据的误差范围，在误差超过用户规定值时，可以以此作为依据检查采集数据的正确性；

25、作为相容数据，应满足节点方程和支路方程，但实际数据并不能满足方程，对于节点i，如果；

26、|∑pij|＞ε

27、则pij中有不良数据，对于节点i和节点j之间的支路，如果用节点i和节点j的信息得出的支路电流和有，

28、则该支路上有不良数据；

29、参数估计采用信息树逐层分析法，以网络拓扑结构为基础，选定层数较少的信息树，以根节点为起点，由内向外，逐层作参数估计，步骤如下：

30、(1)形成信息树

31、信息树形成原则：树的层数尽量少、树枝上的信息的可信度要高、树根为可靠的信源节点；

32、(2)信息检测

33、利用节点信息，计算节点电流，假设m层与m+1层间的树枝分别为i、j，节点信息分别为vj，pij，qij,pji,qji，其中是在第m-1层中已估计的值，则i、j节点电流分别为：

34、

35、

36、若成立，则判断为数据非良性，可进行下一步参数估计；

37、若不成立，则用

38、i节点信息替代j节点信息；

39、

40、

41、vj＝vi±(pij·rij+qij·xij)/vi

42、(3)参数估计

43、定义c为节点结合，则ci第m层的节点集合，cj第m+1层的节点集合，则目标函数为

44、

45、

46、约束条件为：

47、

48、令求解：这样第m层的直接估计可得，

49、可推算出

50、本发明有益效果：

51、提高电压质量：本发明通过分步调节无功电压，完善了补偿装置的投切策略，从而可以有效地改善电力系统的低电压问题，提高电压质量。

52、提升电网效率：统筹区域内所有的无功补偿设备进行协同低电压调控，能够充分利用现有的无功补偿设备，提高电网运行的效率。

53、优化电力供应：本发明在无功分层分区和就地平衡的基础上，尽可能满足电力系统的低电压改善需求，有效地优化了电力的供应，满足了负荷需求。

54、节约能源：本发明的实施，不仅可以改善电压质量、提高电网效率，还可以节约能源，降低电力系统运行过程中的损耗。

55、减轻运维压力：通过本发明对电力补偿的调控策略，可以减轻电力系统运维人员的工作压力，在数据采集、分析和调控过程中更为简便高效。