一种基于分层分区控制的有源配电网调压方法技术

本发明专利技术公开了一种基于分层分区控制的有源配电网调压方法，首先，利用位置指数LDG确定DG的安装位置，使DG发挥最大的电压支撑作用；其次，利用电压灵敏度的概念划分各调压装置的调压域；最终，利用协调顺序控制的方法进行调压。本发明专利技术与盲目地确定DG接入位置相比，利用位置指数确定DG的接入位置和数量，可以达到DG提供最大电压支撑目的，采用分层的调压策略，根据电压越限节点所处的VRZ确定各调压装置的动作顺序，减小了装置动作次数，降低了各控制域间的相互影响程度，可以达到快速有效的调压目的，同时避免各调压装置冲突动作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于分层分区控制的有源配电网调压方法。
技术介绍
随着电力需求的急剧增加和分布式电源优越性的逐渐体现，在配电网中安装分布式电源已成为必然趋势。分布式发电是一种与传统集中供电模式完全不同的新型供电方式，它以分散的方式布置在配电网中远离发电厂的负荷处，提高当地用户的供电可靠性，其功率一般为数千瓦至50兆瓦之间。相对于传统的集中供电模式，分布式发电具有节能环保、安全可靠、投资少、占地小等特点，因而受到了全世界的关注和研究。电压质量是电能质量的重要指标，为了使配电网安全稳定地运行，提高供电质量，大多数的配电网采用以下方式进行电压调整：有载调压变压器(On-LoadTapChanger,OLTC)与并联电容器、并联电抗器以及SVC配合实现。分布式电源接入引起的逆向潮流和用户负荷的时变特性都会引起馈线电压的波动甚至越限，仅仅依靠传统的OLTC与并联电容器配合的方法不能进行有效地调压，而安装SVC增加了额外的投资，因而需要一种更为经济高效的新型调压方法来进行调压，使得所有负荷节点电压的偏移均在合理的范围之内。针对分布式电源接入配电网引起的调压问题，国内外学者进行了研究，提出了许多具有理论和实践价值的调压方法。《适应分布式电源接入的配电网调压策略研究》主要研究了分布式电源接入配电网后的电压分布以及电压调整的问题，该方法首先分析了DG接入配网后的潮流，对于含有PV恒定型分布式发电的配电网，提出了新型改进前推回代法。然后建立了含有DG的配电网均匀负荷模型，提出了DG接入配电网后电压调整判据，并根据判据确定无功补偿容量和位置。但目前配电网的负荷并不是均匀分布，因此基于均匀负荷模型的电压调整判据并不适用于任意的配网模型。《Novelcoordinatedsecondaryvoltagecontrolstrategyforefficientutilisationofdistributedgenerations》提出了一种新型的协调电压控制(CoordinatedVoltageControl,CVC)策略，即根据电网三种不同的运行状态(稳态、动态和故障穿越状态)自动改变各装置(逆变型DG、柴油发电机和OLTC)在调压中的主动/被动的地位，且各装置的调压地位是由此时电网电压和DG输出的无功功率决定。这个新方案可以有效地进行电压调整，并在系统极端工况下将动态无功储备最大化，但其电压控制策略过于繁琐，增加了实现的难度。《Voltagecontrolwithon-loadtapchangersinmediumvoltagefeedersinpresenceofdistributedgeneration》提出了一种基于OLTC、变电站电容器、馈线电容器以及DG协调动作的调压策略，即依据日损耗最小来提前设计OLTC和并联电容器的动作参考值。与传统的时控电容器相比，这种改进的OLTC配合电容器调压策略可以有效地减少系统损耗，电压波动和OLTC的动作次数。但此方法具有一定的局限性，因为配电网的负荷具有波动性。此外，变电站电容器用于维持OLTC变压器一次侧的电压，馈线电容器用于维持馈线电压，因此需要安装大量的并联电容器。《AdvancedVoltageControlStrategyforOn-LoadTap-ChangerTransformerswithDistributedGenerations》针对逆向潮流的出现，提出了一种新的调压策略，即根据电流的流动方向，实时改变线路压降补偿(LineDropCompensation,LDC)中的电压参考值，即Vset＝I*Zset。仿真证明此调压策略相对于传统的OLTC调压方案可以更好地适应不同容量的分布式电源的接入。但是由于馈线负荷的随机分布和DG的接入，计算电压参考值时所用的Zset难以获取。《LocalvoltageregulationinfluenceonDGanddistributionnetwork》将DG视为一种电压调节器，与OLTC共同调节线路末端的电压，并提出了一种本地电压调整策略，即DG输出的无功功率跟随有功功率变化，但此方法受系统R/X的限制。《Coordinatedcontrolofon-loadtapchangerandD-STATCOMforvoltageregulationofradialdistributionsystemswithDGunits》用外部无功电源(如D-STATCOM)进行辅助调压。虽然D-STATCOM响应速度快，可以消除电压闪边，提高供电质量，但是，安装D-STATCOM需增加额外的投资，降低了电网运行的经济性。由此可见，目前关于有源配电网的调压方法不能同时满足灵活性、有效性、适用性和经济性的共同要求。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，提出了一种基于分层分区控制的有源配电网调压方法，本方法利用位置指数LDG确定DG的安装位置，使DG发挥最大的电压支撑作用；其次，利用电压灵敏度的概念划分各调压装置的调压域；最终，利用协调顺序控制的方法进行调压；本专利技术能够实现快速有效的调压目的，同时避免各调压装置冲突动作，减小了装置动作次数，降低了各调压域间的相互影响程度。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于分层分区控制的有源配电网调压方法，包括以下步骤：(1)利用戴维宁等效电路原理计算各节点的位置指数，确定分布式电源的接入位置和数量；(2)根据分布式电源的接入位置以及其注入有功和无功变化引起的电压改变量确定电压灵敏度，根据电压灵敏度划分各个分布式电源的调压域；(3)将有载调压变压器作为调压手段，比较有载调压变压器和分布式电源对各个调压域内节点电压的调节程度，确定有载调压变压器的调压域，并更新分布式电源的调压域；(4)判断分布式电源和有载调压变压器的调压域中节点电压是否越界，确定分布式电源和有载调压变压器的动作顺序。所述步骤(1)中，将配电网的n个节点负荷分别当作外电路，采用戴维宁定理，做出n个戴维宁等效电路，用导纳形式表示所有电源和负荷，忽略各个节点的负荷，形成节点导纳矩阵，求逆得到节点阻抗矩阵，利用潮流计算得到各个节点的计及节点负荷的电压和各个节点负荷开路时所得戴维宁等效电路的电压。所述步骤(1)中，各节点的位置指数LDG具体计算方法为:LDG=4E2(VE-V2)≤1---(1)]]>其中，E相当于节点i负荷开路时所得戴维宁等效电路中的i节点电压，V相当于考虑节点i负荷的节点电压。所述步骤(1)中，确定分布式电源的接入位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于分层分区控制的有源配电网调压方法，其特征是：包括以下步骤：(1)利用戴维宁等效电路原理计算各节点的位置指数，确定分布式电源的接入位置和数量；(2)根据分布式电源的接入位置以及其注入有功和无功变化引起的电压改变量确定电压灵敏度，根据电压灵敏度划分各个分布式电源的调压域；(3)将有载调压变压器作为调压手段，比较有载调压变压器和分布式电源对各个调压域内节点电压的调节程度，确定有载调压变压器的调压域，并更新分布式电源的调压域；(4)判断分布式电源和有载调压变压器的调压域中节点电压是否越界，确定分布式电源和有载调压变压器的动作顺序。

【技术特征摘要】
1.一种基于分层分区控制的有源配电网调压方法，其特征是：包括以下步骤：
(1)利用戴维宁等效电路原理计算各节点的位置指数，确定分布式电源的接入位置和
数量；
(2)根据分布式电源的接入位置以及其注入有功和无功变化引起的电压改变量确定电
压灵敏度，根据电压灵敏度划分各个分布式电源的调压域；
(3)将有载调压变压器作为调压手段，比较有载调压变压器和分布式电源对各个调压
域内节点电压的调节程度，确定有载调压变压器的调压域，并更新分布式电源的调压域；
(4)判断分布式电源和有载调压变压器的调压域中节点电压是否越界，确定分布式电
源和有载调压变压器的动作顺序。
2.如权利要求1所述的一种基于分层分区控制的有源配电网调压方法，其特征是：所述
步骤(1)中，将配电网的n个节点负荷分别当作外电路，采用戴维宁定理，做出n个戴维宁等
效电路，用导纳形式表示所有电源和负荷，忽略各个节点的负荷，形成节点导纳矩阵，求逆
得到节点阻抗矩阵，利用潮流计算得到各个节点的计及节点负荷的电压和各个节点负荷开
路时所得戴维宁等效电路的电压。
3.如权利要求1所述的一种基于分层分区控制的有源配电网调压方法，其特征是：所述
步骤(1)中，各节点的位置指数LDG具体计算方法为:
LDG=4E2(VE-V2)≤1---(1)]]>其中，E相当于节点i负荷开路时所得戴维宁等效电路中的i节点电压，V相当于考虑节
点i负荷的节点电压。
4.如权利要求1所述的一种基于分层分区控制的有源配电网调压方法，其特征是：所述
步骤(1)中，确定分布式电源的接入位置和数量的具体方法包括：
(1-1)将分布式电源安装在位置指数最大的节点处，并校验此时系统各节点电压是否
运行在允许范围之内；
(1-2)若仍有部分节点电压越限，则考虑安装第二个分布式电源，其接入位置选择在第
一个分布式电源接入后重新计算得到的位置指数最大的节点处，校验此时系统各节点电压
是否运行在允许范围之内；
(1-3)重复步骤(1-2)直至全部节点电压运行在允许范围内。
5.如权利要求1所述的一种基于分层分...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴健，冯亮，吴奎华，孟庭如，邹贵彬，郑志杰，杨波，梁荣，孙伟，王飞，杨慎全，孙雯，李凯，李昭，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司经济技术研究院，国家电网公司，山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37