基于协调一致性的配电网络分布式电源控制方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于配电运行领域，特别涉及一种基于协调一致性的分布式电源控制技术 方案。
【背景技术】
[0002] 电压质量是配电网运行最为关注的指标之一，在目前的配电网中尚没有对各个节 点电压进行全面监测的手段，进行电压调节都在向配电网供电的变电站进行，或者由各负 荷根据各自接入点电压利用无功电容补偿进行。这些电压调节措施通常难以兼顾全局的电 压水平，且缺少协调控制的方法和实施手段。
[0003] 大量以清洁和可再生能源为一次能源的分布式电源接入电力系统运行是未来电 网发展的必然趋势，这些分布式发电的接入可同时提高用户的经济效益，电网运行的安全 性和可靠性以及社会综合效益。为了使得分布式电源协调配合完成配电网的电压调节，拥 塞管理等任务，目前通常有如下三种控制方法：集中式控制，该方法能直接向各个分布式电 源下达输出功率指令，响应速度快，但需要集中控制器与各分布式电源之间的完全通信网 络，且集中控制器需要完全了解分布式电源的特性和实时运行状态，在分布式电源数量众 多时通信压力大，难以实现分布式电源的即插即用；分层控制，将分布式电源根据地理位置 相邻或类型相似等原则组成一组，每一组设置一个代理，各代理再进行组合，这种控制方法 减小了通信压力，但仍需要集中控制器，且在分层数目较多的情况下，响应速度慢；分散分 布控制方式，这种方式无需集中控制器，各分布式电源根据分散式控制方法与其具有通信 线路的相邻分布式电源交换信息后确定各种的功率输出，无需完全的通信网络，能够满足 分布式电源即插即用的要求，是目前分布式电源协调控制中研究最多，最具发展前途的方 法。
[0004] 因此，若能设计一种基于协调一致性的分布式电源控制方法，充分发挥分布式电 源发电经济效益，并向配电网提供无功功率服务，协助维持网络供电电压水平，减小分布式 电源协调控制中对通信网络的需求和通信压力，更好地适应未来高渗透率分布式电源接入 配电网运行的情况，对于促进分布式电源的利用，提高配电网的运行可靠性和供电质量具 有重要的理论和实用价值。但目前本领域尚未有相关研究出现。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于协调一致性的分布式电源 控制技术方案。
[0006] 本发明技术方案提供一种基于协调一致性的配电网络分布式电源控制方法，所属 配电网络中接入有电压监测装置和分布式电源，各个分布式电源均具有一个唯一的编号， 进行无功功率注入控制过程，包括如下步骤，
[0007] 步骤1，当某电压监测装置i检测到所接入节点的电压有效值认低于节点电压有 效值的下限值1]_时，提取需要向配电网注入的无功功率Q如下，
[0008]
[0009] 式中，ΔΙ^是节点电压有效值与节点电压有效值下限值的偏差值，系数ai是电压 监测装置i处节点的电压有效值1^对该节点注入无功功率的敏感系数；
[0010] 步骤2,形成完成向配电网注入无功功率Q"f目标的分布式电源的集合S，实现方 式为，电压监测装置i向与其具有双向通信线路的各分布式电源发出注入无功功率请求， 收到注入无功功率请求后的分布式电源向与其具有双向通信线路的分布式电源转发注入 无功功率请求，直到在规定的时间长度内，收到注入无功功率请求的所有分布式电源形成 集合S;电压监测装置i记录集合S，集合S中每个分布式电源向电压监测装置i传递与自 己具有双向通信线路的分布式电源编号的集合；
[0011] 步骤3,形成协调一致性控制无功功率分解的矩阵P，实现方式如下，
[0012] 设集合S中分布式电源的数目为K，则矩阵P为KXK维，集合S中分布式电源的 序号依次设为1，2,…，K;电压监测装置i查看集合S中序号为1的分布式电源原始的编号 S(l)，l= 1，2，···，Κ，设S(l)为m;设与分布式电源m具有双向通信线路的分布式电源编号 的集合为S"，再在S"查找与编号为m的分布式电源具有双向通信线路的分布式电源的编号， 在集合S中查找相应编号分布式电源的序号，并将矩阵P中列号为1，行号为查收所得序号 的元素设置为lAvCni为集合S"中元素的总数目，第1列的其他元素填0 ;
[0013] 步骤4,计算集合S中各个分布式电源的无功功率注入设定值QseU，包括根据下式 进行迭代求解，
[0014]
[0015]
[0016] 其中，无功功率注入设定值列向量QSf3t[d] = [QSf3til[d],QSf3t,2[d]，…，QSf3t,K[d]]T， Q^Jd]是序号为1的分布式电源相应无功功率注入设定值，1 = 1，2,"·，Κ;
[0017] 步骤5,根据步骤4所得结果，电压监测装置i通过双向通信线路向集合S中序号 为1的分布式电源传送无功功率注入设定值各分布式电源根据该值产生相应的无功 功率注入至配电网，使得注入无功功率的总和SQraf。
[0018] 而且，步骤4中，进行迭代求解包括执行以下子流程，
[0019] 步骤4. 1，初始化迭代次数d= 0，令
[0020] 步骤 4. 2,计算Qset[d+1] =PQset[d];
[0021] 步骤4.3，判断是否满足1^他&1[(1+1]-〇;^1[(1])< ￡，1 = 1，2，."，1(，￡为预 先设定的阈值，是则结束子流程，否则令d=d+1，返回步骤4. 2。
[0022] 而且，所述与分布式电源m具有双向通信线路的分布式电源编号的集合，包括该 分布式电源本身的编号m。
[0023] 本发明提供一种基于协调一致性的配电网络分布式电源控制系统，所属配电网络 中接入有电压监测装置和分布式电源，各个分布式电源均具有一个唯一的编号，各电压监 测装置i中分别设置以下模块，
[0024] 无功功率需求提取模块，用于当某电压监测装置检测到所接入节点的电压有效值 A低于节点电压有效值的下限值1]_时，计算需要向配电网注入的无功功率Q"f如下，
[0025]
[0026] 式中，ΔΑ是节点电压有效值与节点电压有效值下限值的偏差值，系数ai是电压 监测装置i处节点的电压有效值1^对该节点注入无功功率的敏感系数；
[0027] 分布式电源集合存储模块，用于形成完成向配电网注入无功功率Qraf目标的分布 式电源的集合S，实现方式为，当电压监测装置i向与其具有双向通信线路的各分布式电源 发出注入无功功率请求，收到注入无功功率请求后的分布式电源向与其具有双向通信线路 的分布式电源转发注入无功功率请求，直到在规定的时间长度内，收到注入无功功率请求 的所有分布式电源形成集合S;并记录集合S，以及集合S中每个分布式电源所传递与自己 具有双向通信线路的分布式电源编号的集合；
[0028] 无功功率分解控制模块，用于形成协调一致性控制无功功率分解的矩阵P，实现方 式如下，
[0029] 设集合S中分布式电源的数目为K，则矩阵P为KXK维，集合S中分布式电源 的序号依次设为1，2,…，K;查看集合S中序号为1的分布式电源原始的编号S(l)，1 = 1，2,…，K，设S(1)为m;设与分布式电源m具有双向通信线路的分布式电源编号的集合为 S"，再在S"查找与编号为m的分布式电源具有双向通信线路的分布式电源的编号，在集合S 中查找相应编号分布式电源的序号，并将矩阵P中列号为1，行号为查收所得序号的元素设 置为1/Cni，Cni为集合S"中元素的总数目，第1列的其他元素填0 ;
[0030] 无功功率注入设定模块，用于计算集合S中各个分布式电源的无功功率注入设定 值Qs&i，包括根据下式进行迭代求解，
[0031] Qset[d+1] =PQset[d]
[0032]
[0033] 其中，无功功率注入设定值列向量QSf3t[d] = [QSf3til[d],QSf3t,2[d]，…，QSf3t,K[d]]T， Q^Jd]是序号为1的分布式电源相应无功功率注入设定值，1 = 1，2,"·，Κ;
[0034] 无功功率注入通信模块，用于通过双向通信线路向集合S中序号为1的分布式电 源传送无功功率注入设定值(Lu，各分布式电源将根据该值产生相应的无功功率注入至配 电网，使得注入无功功率的总和为Qraf。
[0035] 而且，无功功率注入设定模块中，包括以下子模块，
[0036] 初始化子模块，用于初始化迭代次数d= 0, 〃
[0037] 迭代更新子模块，用于计算Qset[d+1] =PQset^"」，
[0038] 迭代判断子模块，用于判断是否满足max(QSf；t,: [d+1] _QSf；t,: [d]) <ε，1 = 1，2, ···，!(，ε为预先设定的阈值，是则结束无功功率注入设定模块工作，否则令d=d+l，命 令迭代更新子模块工作。
[0039] 而且，所述与分布式电源m具有双向通信线路的分布式电源编号的集合，包括该 分布式电源本身的编号m。
[0040] 本发明通过基于一致性控制方法来协调各分布式电源的无功功率注入，使得分布 式电源总体输出无功功率满足使得节点电压恢复至