一种光伏发电接入的电压无功优化控制方法及系统技术方案

一种光伏发电接入的电压无功优化控制方法及系统，建立以最小化电网损耗为目标的优化模型，以变压器抽头位置、无功补偿电容器的开关位置、光伏发电注入系统的有功功率和光伏发电的功率因数为决策变量，基于光伏发电有功注入机会约束条件，结合节点电压调节约束条件、变压器抽头变化约束条件等，建立光伏发电接入的电压无功优化控制模型；通过粒子群优化算法，实现光伏发电、变压器抽头控制、无功补偿电容器的协调控制。本发明专利技术能充分利用光伏发电的无功功率输出能力，提高光伏发电的利用效率，同时有效利用现有的电网电压和无功控制设备，对于实现光伏发电接入时的电网电压无功优化控制具有重要现实意义和市场推广前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电压无功优化控制
，尤其涉及一种光伏发电接入的电压无功优化控制方法及系统。
技术介绍
随着分布式光伏发电、风电发电、生物质发电等新能源发电的接入，以及电动汽车充放电站的逐渐普及，传统配电网在运行的灵活性、安全性和经济性等方面都面临很大的挑战。以光伏发电为例，其大规模的利用可极大减小电能的远距离传输，不仅能节约输电网络等基础设置的建设投资，也可大大降低化石能源的消耗，减小二氧化碳等温室气体的排放。但随着越来越多的光伏发电不断接入电网，其输出功率的随机性和不确定性，将会对电网的电压质量产生很大的影响。目前，对光伏发电接入的配电网电压无功的控制，主要是利用传统电压-无功控制设备，同时通过光伏发电逆变器输出的无功功率来进行快速的电压-无功控制，以在光伏发电功率波动时减小电网电压的波动。但目前尚没有将传统电压-无功控制设备和光伏发电进行协调控制，以实现应对光伏发电输出功率随机性和不确定性的电压-无功实时优化控制方法。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的问题，本专利技术提供了提供一种光伏发电接入的电压无功优化控制技术方案。本专利技术的技术方案提供一种光伏发电接入的电压无功优化控制方法，建立以最小化电网损耗为目标的优化模型，以变压器抽头位置、无功补偿电容器的开关位置、光伏发电注入系统的有功功率和光伏发电的功率因数为决策变量，通过机会约束方法处理光伏发电输出功率随机性和波动性，得到光伏发电有功注入机会约束条件，结合节点电压调节约束条件、变压器抽头变化约束条件、无功补偿电容器开关变化约束条件、光伏发电输出功率因数约束条件、线路潮流约束条件和电网潮流约束条件，建立光伏发电接入的电压无功优化控制模型；通过粒子群优化算法，得到变压器抽头位置，无功补偿电容器的开关位置，光伏发电注入系统的有功功率和光伏发电的功率因数，实现光伏发电、变压器抽头控制、无功补偿电容器的协调控制。而且，所述以最小化电网损耗为目标，采用以下目标函数， min f ( X n ) = Σ n = 0 N ( P l o s s , n s y s × Δ t ) ]]>其中，f(Xn)是电网的有功电能损耗，是决策变量，Tapn是第n个时间间隔内变压器抽头位置，Sn是第n个时间间隔内无功补偿电容器开关位置，是第n个时间间隔内光伏发电注入系统的有功功率，PFn是第n个时间间隔内的光伏发电功率因数；是电网第n个时间间隔内的有功功率损失，N为总的时间间隔数，Δt为一个时间间隔长度。而且，所述光伏发电有功注入机会约束条件为，当置信度为δpv时，机会约束表达式如下， Pr o b ( P p v , i , n i n j ≤ P p v , i , n g e n ) ≥ δ p v ]]>其中，是光伏发电在时间间隔n内允许注入配电网的有功功率，是光伏发电在时间间隔n内随机注入配电网的有功功率，i用于标识母线,Prob(·)为概率函数； P p v , i , n i n j ≤ F g e n - 1 ( 1 - δ p v ) ]]>其中，为光发电发电的概率累积分布函数的逆函数。而且，所述节点电压调节约束条件为，节点电压有效值需满足如下公式，0.975≤Vi,n≤1.05i＝1,2,…,I其中，Vi,n为电网第i个节点在第n个时间间隔内的电压有效值，I为电网总节点数。而且，所述变压器抽头变化约束条件为，变压器抽头位置的变化不能超出允许的变化范围要求，如下式， TC d a i l y = Σ 2 N | Tap n - Tap n - 1 | ≤ Tap d a i l y max ]]>其中，TCdaily是变压器抽头每天动作的档位和，是每天变压器抽头位置变化的最大允许值，Tapn为改变后的抽头位置，Tapn-1为上一次的抽头位置。而且，所述无功补偿电容器开关变化约束条件为，无功补偿电容器开关位置的变化不能超出允许的变化范围要求，如下式， SC d a i l y = Σ 2 N | S n - S n - 1 | ≤ 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏发电接入的电压无功优化控制方法，其特征在于：建立以最小化电网损耗为目标的优化模型，以变压器抽头位置、无功补偿电容器的开关位置、光伏发电注入系统的有功功率和光伏发电的功率因数为决策变量，通过机会约束方法处理光伏发电输出功率随机性和波动性，得到光伏发电有功注入机会约束条件，结合节点电压调节约束条件、变压器抽头变化约束条件、无功补偿电容器开关变化约束条件、光伏发电输出功率因数约束条件、线路潮流约束条件和电网潮流约束条件，建立光伏发电接入的电压无功优化控制模型；通过粒子群优化算法，得到变压器抽头位置，无功补偿电容器的开关位置，光伏发电注入系统的有功功率和光伏发电的功率因数，实现光伏发电、变压器抽头控制、无功补偿电容器的协调控制。

【技术特征摘要】
1.一种光伏发电接入的电压无功优化控制方法，其特征在于：建立以最小化电网损耗为目标的优化模型，以变压器抽头位置、无功补偿电容器的开关位置、光伏发电注入系统的有功功率和光伏发电的功率因数为决策变量，通过机会约束方法处理光伏发电输出功率随机性和波动性，得到光伏发电有功注入机会约束条件，结合节点电压调节约束条件、变压器抽头变化约束条件、无功补偿电容器开关变化约束条件、光伏发电输出功率因数约束条件、线路潮流约束条件和电网潮流约束条件，建立光伏发电接入的电压无功优化控制模型；通过粒子群优化算法，得到变压器抽头位置，无功补偿电容器的开关位置，光伏发电注入系统的有功功率和光伏发电的功率因数，实现光伏发电、变压器抽头控制、无功补偿电容器的协调控制。2.根据权利要求1所述光伏发电接入的电压无功优化控制方法，其特征在于：所述以最小化电网损耗为目标，采用以下目标函数， min f ( X n ) = Σ n = 0 N ( P l o s s , n s y s × Δ t ) ]]>其中，f(Xn)是电网的有功电能损耗，是决策变量，Tapn是第n个时间间隔内变压器抽头位置，Sn是第n个时间间隔内无功补偿电容器开关位置，是第n个时间间隔内光伏发电注入系统的有功功率，PFn是第n个时间间隔内的光伏发电功率因数；是电网第n个时间间隔内的有功功率损失，N为总的时间间隔数，Δt为一个时间间隔长度。3.根据权利要求2所述光伏发电接入的电压无功优化控制方法，其特征在于：所述光伏发电有功注入机会约束条件为，当置信度为δpv时，机会约束表达式如下， Pr o b ( P p v , i , n i n j ≤ P p v , i , n g e n ) ≥ δ p v ]]>其中，是光伏发电在时间间隔n内允许注入配电网的有功功率，是光伏发电在时间间隔n内随机注入配电网的有功功率，i用于标识母线,Prob(·)为概率函数； P p v , i , n i n j ≤ F g e n ...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚俊伟，杨星磊，黄伟，王海亮，申冉，乐健，
申请(专利权)人：国网湖北省电力公司宜昌供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42