【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請(qǐng)涉及無(wú)功電壓控制領(lǐng)域，特別是一種高比例光儲(chǔ)接入下多無(wú)功資源時(shí)空協(xié)調(diào)控制方法和系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、以光伏、風(fēng)電為代表的可再生能源接入比例顯著提高。作為典型的高比例光儲(chǔ)接入電網(wǎng)，其電力電子化程度高，網(wǎng)架薄弱，電壓穩(wěn)定問(wèn)題突出，電網(wǎng)電壓無(wú)功控制面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
2、為了保證電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，電力系統(tǒng)的無(wú)功電壓控制應(yīng)遵循分級(jí)分區(qū)的原則，其中較為常見(jiàn)的是采用法國(guó)電力公司的三級(jí)電壓控制模式。在三級(jí)電壓控制模式中，二級(jí)電壓控制是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其主要包括無(wú)功電壓控制分區(qū)、主導(dǎo)節(jié)點(diǎn)的選擇、控制規(guī)律的設(shè)計(jì)三個(gè)方面。
3、在無(wú)功電壓控制分區(qū)方面，已有研究主要采用聚類(lèi)的方法實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)區(qū)域的劃分。文獻(xiàn)[1](李英量,王康,王德明,等.考慮弱耦合關(guān)系的全維靈敏度矩陣快速vca方法[j].電測(cè)與儀表,2022,59(01):69-76.)構(gòu)建無(wú)功源控制空間，利用無(wú)功源節(jié)點(diǎn)對(duì)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的控制能力得到負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，繼而得到負(fù)荷節(jié)點(diǎn)間電氣距離。再利用凝聚的層次聚類(lèi)方法進(jìn)行分區(qū)研究。然而上述文獻(xiàn)沒(méi)有考慮無(wú)功儲(chǔ)備裕度指標(biāo)和避免出現(xiàn)孤立節(jié)點(diǎn)兩個(gè)邊界條件，容易出現(xiàn)區(qū)域出現(xiàn)孤立節(jié)點(diǎn)內(nèi)無(wú)功儲(chǔ)備不足的問(wèn)題。
4、在主導(dǎo)節(jié)點(diǎn)的選擇方面，文獻(xiàn)[2](李香龍,付曉,朱潔,等.含分布式電源的配電網(wǎng)分區(qū)和主導(dǎo)節(jié)點(diǎn)選取方法研究[j].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2019,47(13):24-29.)從無(wú)功/有功可控性和電壓可觀(guān)性?xún)擅孢M(jìn)行主導(dǎo)節(jié)點(diǎn)的選取，既使分布式電源能夠更有效率地參與配電網(wǎng)系統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)，同時(shí)也使得主導(dǎo)節(jié)點(diǎn)的電壓水平在一定程度上反映當(dāng)前區(qū)域的
5、在控制規(guī)律設(shè)計(jì)方面，文獻(xiàn)[3](張波,文曉君,吳璇.基于電壓-功率靈敏度的有源配電網(wǎng)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電壓協(xié)調(diào)控制策略[j/ol].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào),1-9[2024-07-29].)基于電壓功率靈敏度降序調(diào)控原則，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓的快速調(diào)控。然而上述文獻(xiàn)沒(méi)有從無(wú)功調(diào)節(jié)成本方面設(shè)計(jì)控制規(guī)律，當(dāng)出現(xiàn)兩個(gè)及以上節(jié)點(diǎn)電壓無(wú)功靈敏度相近時(shí)，應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)閺碾妷撼杀眷`敏度降序進(jìn)行調(diào)控。
6、通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研可知，已有關(guān)于二級(jí)電壓控制方面的研究存在諸多不足，且少有關(guān)于多種不同類(lèi)型無(wú)功資源協(xié)調(diào)控制方面的研究。因此，如何針對(duì)高比例光儲(chǔ)接入弱電網(wǎng)中多類(lèi)無(wú)功資源協(xié)同不足、靜態(tài)調(diào)壓困難的問(wèn)題，制定svg、調(diào)相機(jī)等多無(wú)功源時(shí)空協(xié)調(diào)控制原則是目前亟待解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專(zhuān)利技術(shù)旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本專(zhuān)利技術(shù)提出一種高比例光儲(chǔ)接入下多無(wú)功資源時(shí)空協(xié)調(diào)控制方法和系統(tǒng)。
2、一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種高比例光儲(chǔ)接入下多無(wú)功資源時(shí)空協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，包括如下步驟：
3、步驟一、根據(jù)無(wú)功源控制節(jié)點(diǎn)和其他負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的耦合，在無(wú)功-電壓靈敏度矩陣的基礎(chǔ)上建立滿(mǎn)維靈敏度矩陣；隨后構(gòu)造g維無(wú)功源控制空間，并采用歐氏距離來(lái)表征節(jié)點(diǎn)之間的距離；其他負(fù)荷節(jié)點(diǎn)是指除無(wú)功源控制節(jié)點(diǎn)之外的節(jié)點(diǎn)；
4、步驟二、利用改進(jìn)層次聚類(lèi)算法進(jìn)行無(wú)功電壓控制分區(qū)，以保障各分區(qū)的無(wú)功儲(chǔ)備裕度充，并基于綜合靈敏度改進(jìn)指標(biāo)對(duì)主導(dǎo)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行選擇；
5、步驟三、在步驟二的基礎(chǔ)上，根據(jù)電壓調(diào)節(jié)的有效性和經(jīng)濟(jì)性，提出基于電壓-功率靈敏度和電壓-成本靈敏度的多無(wú)功源協(xié)調(diào)控制原則，實(shí)現(xiàn)不同類(lèi)型無(wú)功資源協(xié)同控制。
6、在部分實(shí)施例中，所述步驟一中，考慮pv節(jié)點(diǎn)和其他負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的耦合，在潮流雅可比矩陣求逆計(jì)算得到無(wú)功-電壓靈敏度矩陣的基礎(chǔ)上，采用逐次遞歸的方式將每個(gè)無(wú)功源節(jié)點(diǎn)松弛為pq節(jié)點(diǎn)，并重新計(jì)算得到增廣靈敏度矩陣，再由各子矩陣組建滿(mǎn)維靈敏度矩陣；隨后根據(jù)無(wú)功電壓靈敏度得到等效電氣距離，構(gòu)造g維無(wú)功源控制空間，并采用歐氏距離來(lái)表征節(jié)點(diǎn)之間的距離。
7、部分實(shí)施例中，所述步驟一，具體包括：
8、1)對(duì)于節(jié)點(diǎn)數(shù)量為n的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，pq節(jié)點(diǎn)的數(shù)量為m-1個(gè)，無(wú)功源控制節(jié)點(diǎn)的數(shù)量為n-m個(gè)，平衡節(jié)點(diǎn)的數(shù)量為1個(gè)，將系統(tǒng)潮流方程線(xiàn)性化可得：
9、
10、式中：△p為節(jié)點(diǎn)注入有功功率變化量；△q為節(jié)點(diǎn)注入無(wú)功功率變化量；△θ為節(jié)點(diǎn)電壓相角變化量；△v節(jié)點(diǎn)電壓幅值變化量；
11、2)由于電壓幅值與無(wú)功強(qiáng)耦合，在進(jìn)行無(wú)功電壓控制分析時(shí)主要考慮的是電壓與無(wú)功的關(guān)系，因此，令注入的有功保持恒定，電壓-無(wú)功靈敏度矩陣可以表示為：
12、△v/△q＝-(l(m-1)×(m-1))-1＝s(m-1)×(m-1)????(2)
13、式中：lij為無(wú)功對(duì)電壓的偏導(dǎo)，s為電壓-無(wú)功靈敏度矩陣；
14、3)選取一個(gè)無(wú)功源控制節(jié)點(diǎn)將其放松為pq節(jié)點(diǎn)，其余節(jié)點(diǎn)保持不變，并重新進(jìn)行潮流計(jì)算得到增廣靈敏度矩陣，可以表示為：
15、
16、式中：s′為增廣靈敏度矩陣，其中，s′最后一列的前m-1個(gè)元素是該無(wú)功源控制節(jié)點(diǎn)對(duì)其它m-1個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的靈敏度，記為子向量e(m-1)×1；s′最后一行的前m-1個(gè)元素是其它m-1個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)對(duì)該無(wú)功源控制節(jié)點(diǎn)的靈敏度，記為子向量f1×(m-1)；s(m,m)則是該無(wú)功源控制節(jié)點(diǎn)對(duì)自身的靈敏度，記為子向量g1×1；
17、4)采用逐次遞歸的方式將每個(gè)無(wú)功源節(jié)點(diǎn)松弛為pq節(jié)點(diǎn)并重新進(jìn)行潮流計(jì)算，然后將所有子向量進(jìn)行合并，從而得到滿(mǎn)維靈敏度矩陣，可以表示為：
18、
19、式中：s″為滿(mǎn)維靈敏度矩陣；其中，e(m-1)×(n-m)是由n-m個(gè)子向量e(m-1)×1組成的矩陣；f(n-m)×(m-1)是由n-m個(gè)子向量f1×(m-1)組成的矩陣；g(n-m)×(n-m)是由n-m個(gè)子向量g1×1作為對(duì)角元素組成的矩陣；
20、5)構(gòu)造g維無(wú)功源控制空間，對(duì)于任意負(fù)荷節(jié)點(diǎn)i，其坐標(biāo)向量可以表示為：(di1,di2,...,dig)，對(duì)于任意負(fù)荷節(jié)點(diǎn)i與無(wú)功源控制節(jié)點(diǎn)j之間的等效電氣距離可以表示為：dij＝-lg|s″ijs″ji|，對(duì)于任意被控負(fù)荷節(jié)點(diǎn)m，n，可采用歐氏距離來(lái)表征二者之間的電氣距離，可以表示為：
21、
22、式中：g為無(wú)功源控制節(jié)點(diǎn)；dmn為被控負(fù)荷節(jié)點(diǎn)m，n之間的電氣距離。
23、部分實(shí)施例中，所述步驟二中，具體包括：
24、改進(jìn)層次聚類(lèi)算法考慮了無(wú)功儲(chǔ)備裕度指標(biāo)和避免出現(xiàn)孤立節(jié)點(diǎn)兩個(gè)邊界條件，此外還對(duì)比多種簇間距離合并曲線(xiàn)，并選取最優(yōu)的簇間距離用于分區(qū)合并，表示如下：
25、1)無(wú)功裕度計(jì)算公式：
26、
27、式中：為分區(qū)j的無(wú)功裕度；qlj為分區(qū)j內(nèi)所無(wú)功負(fù)荷之和；qqj為分區(qū)j內(nèi)所有無(wú)功資源最大出力之和；
28、2)無(wú)功不平衡度計(jì)算公式：
29、
30、式中：η為分區(qū)的無(wú)功不平衡度；為s個(gè)分區(qū)無(wú)功備用的平均值；本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種高比例光儲(chǔ)接入下多無(wú)功資源時(shí)空協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高比例光儲(chǔ)接入下多無(wú)功資源時(shí)空協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，所述根據(jù)無(wú)功源控制節(jié)點(diǎn)和其他負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的耦合，在無(wú)功-電壓靈敏度矩陣的基礎(chǔ)上建立滿(mǎn)維靈敏度矩陣；構(gòu)造g維無(wú)功源控制空間，并采用歐氏距離來(lái)表征節(jié)點(diǎn)之間的距離的步驟中，基于PV節(jié)點(diǎn)和其他負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的耦合，在潮流雅可比矩陣求逆計(jì)算得到無(wú)功-電壓靈敏度矩陣的基礎(chǔ)上，采用逐次遞歸的方式將每個(gè)無(wú)功源節(jié)點(diǎn)松弛為PQ節(jié)點(diǎn)，并重新計(jì)算得到增廣靈敏度矩陣，再由各子矩陣組建滿(mǎn)維靈敏度矩陣；隨后根據(jù)無(wú)功電壓靈敏度得到等效電氣距離，構(gòu)造g維無(wú)功源控制空間，并采用歐氏距離來(lái)表征節(jié)點(diǎn)之間的距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高比例光儲(chǔ)接入下多無(wú)功資源時(shí)空協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，所述根據(jù)無(wú)功源控制節(jié)點(diǎn)和其他負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的耦合，在無(wú)功-電壓靈敏度矩陣的基礎(chǔ)上建立滿(mǎn)維靈敏度矩陣；構(gòu)造g維無(wú)功源控制空間，并采用歐氏距離來(lái)表征節(jié)點(diǎn)之間的距離；其中所述其他負(fù)荷節(jié)點(diǎn)是指除無(wú)功源控制節(jié)點(diǎn)之外的節(jié)點(diǎn)的步驟中，具體包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高比例光儲(chǔ)接入下多無(wú)功資源時(shí)空協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，所述利用改進(jìn)層次聚類(lèi)算法進(jìn)行無(wú)功電壓控制分區(qū)，以保障各分區(qū)的無(wú)功儲(chǔ)備裕度充，并基于綜合靈敏度改進(jìn)指標(biāo)對(duì)主導(dǎo)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行選擇的步驟中，具體包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高比例光儲(chǔ)接入下多無(wú)功資源時(shí)空協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，所述利用改進(jìn)層次聚類(lèi)算法進(jìn)行無(wú)功電壓控制分區(qū)，以保障各分區(qū)的無(wú)功儲(chǔ)備裕度充，并基于綜合靈敏度改進(jìn)指標(biāo)對(duì)主導(dǎo)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行選擇的步驟中，具體包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高比例光儲(chǔ)接入下多無(wú)功資源時(shí)空協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，所述基于無(wú)功電壓控制分區(qū)和主導(dǎo)節(jié)點(diǎn)的選擇的結(jié)果，根據(jù)電壓調(diào)節(jié)的有效性和經(jīng)濟(jì)性，基于電壓-功率靈敏度和電壓-成本靈敏度的多無(wú)功源協(xié)調(diào)控制原則，實(shí)現(xiàn)不同類(lèi)型無(wú)功資源協(xié)同控制的步驟中，具體包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高比例光儲(chǔ)接入下多無(wú)功資源時(shí)空協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，所述基于無(wú)功電壓控制分區(qū)和主導(dǎo)節(jié)點(diǎn)的選擇的結(jié)果，根據(jù)電壓調(diào)節(jié)的有效性和經(jīng)濟(jì)性，基于電壓-功率靈敏度和電壓-成本靈敏度的多無(wú)功源協(xié)調(diào)控制原則，實(shí)現(xiàn)不同類(lèi)型無(wú)功資源協(xié)同控制的步驟中，具體包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高比例光儲(chǔ)接入下多無(wú)功資源時(shí)空協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，所述基于無(wú)功電壓控制分區(qū)和主導(dǎo)節(jié)點(diǎn)的選擇的結(jié)果，根據(jù)電壓調(diào)節(jié)的有效性和經(jīng)濟(jì)性，基于電壓-功率靈敏度和電壓-成本靈敏度的多無(wú)功源協(xié)調(diào)控制原則，實(shí)現(xiàn)不同類(lèi)型無(wú)功資源協(xié)同控制的步驟中，具體包括：
10.一種高比例光儲(chǔ)接入下多無(wú)功資源時(shí)空協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：
11.一種高比例光儲(chǔ)接入下多無(wú)功資源時(shí)空協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：
12.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，其存儲(chǔ)有程序，所述程序被加載時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的高比例光儲(chǔ)接入下多無(wú)功資源時(shí)空協(xié)調(diào)控制方法。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種高比例光儲(chǔ)接入下多無(wú)功資源時(shí)空協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高比例光儲(chǔ)接入下多無(wú)功資源時(shí)空協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，所述根據(jù)無(wú)功源控制節(jié)點(diǎn)和其他負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的耦合，在無(wú)功-電壓靈敏度矩陣的基礎(chǔ)上建立滿(mǎn)維靈敏度矩陣；構(gòu)造g維無(wú)功源控制空間，并采用歐氏距離來(lái)表征節(jié)點(diǎn)之間的距離的步驟中，基于pv節(jié)點(diǎn)和其他負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的耦合，在潮流雅可比矩陣求逆計(jì)算得到無(wú)功-電壓靈敏度矩陣的基礎(chǔ)上，采用逐次遞歸的方式將每個(gè)無(wú)功源節(jié)點(diǎn)松弛為pq節(jié)點(diǎn)，并重新計(jì)算得到增廣靈敏度矩陣，再由各子矩陣組建滿(mǎn)維靈敏度矩陣；隨后根據(jù)無(wú)功電壓靈敏度得到等效電氣距離，構(gòu)造g維無(wú)功源控制空間，并采用歐氏距離來(lái)表征節(jié)點(diǎn)之間的距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高比例光儲(chǔ)接入下多無(wú)功資源時(shí)空協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，所述根據(jù)無(wú)功源控制節(jié)點(diǎn)和其他負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的耦合，在無(wú)功-電壓靈敏度矩陣的基礎(chǔ)上建立滿(mǎn)維靈敏度矩陣；構(gòu)造g維無(wú)功源控制空間，并采用歐氏距離來(lái)表征節(jié)點(diǎn)之間的距離；其中所述其他負(fù)荷節(jié)點(diǎn)是指除無(wú)功源控制節(jié)點(diǎn)之外的節(jié)點(diǎn)的步驟中，具體包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高比例光儲(chǔ)接入下多無(wú)功資源時(shí)空協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，所述利用改進(jìn)層次聚類(lèi)算法進(jìn)行無(wú)功電壓控制分區(qū)，以保障各分區(qū)的無(wú)功儲(chǔ)備裕度充，并基于綜合靈敏度改進(jìn)指標(biāo)對(duì)主導(dǎo)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行選擇的步驟中，具體包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高比例光儲(chǔ)接入下多無(wú)功資源時(shí)空協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，所述利用改進(jìn)層次聚類(lèi)算法進(jìn)行無(wú)功電壓控制分區(qū)，以保障各分區(qū)的無(wú)功儲(chǔ)備裕度充，并基于綜合靈敏度改進(jìn)指標(biāo)對(duì)主導(dǎo)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行選擇的步驟中，具體包括：...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡超凡，張磊，余銳，葉婧，湯凡，李振華，張宇棟，梁曉斌，李鑫，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：國(guó)家電網(wǎng)有限公司西南分部，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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