一种基于虚拟发电厂的配电网电压控制方法及系统技术方案

技术编号:15440565 阅读:201 留言:0更新日期:2017-05-26 05:59
一种基于虚拟发电厂的配电网电压控制方法及系统,在馈电线路最末端的节点处设置电压监测装置,电压监测装置通过双向通信线路与集中控制器连接,配电网电压控制过程包括在虚拟发电厂的当前调度时间段开始时刻进行是否调控判断,建立优化模型并求解得到各分布式电源输出无功功率的设定值;集中控制器向各分布式电源发送相应输出无功功率的设定值,各分布式电源产生相应的无功功率注入至馈电线路。本发明专利技术能有效维持配电网的节点电压水平,提供供电质量和可靠性,充分发挥分布式电源汇聚成为虚拟发电厂后的电压支撑作用,进一步提高分布式电源的使用效益。

Voltage control method and system for distribution network based on virtual power plant

A virtual power plant distribution network voltage control method and system based on voltage monitoring device is arranged at the end node feeder line, voltage monitoring device is connected with the central controller through the two-way communication lines, distribution network voltage control process includes the start time is regulated in the virtual power plant to determine the current scheduling time, optimization the model was developed to obtain the distributed power output reactive power setting; centralized controller sends the distributed power output corresponding reactive power set value, the distributed power generation reactive power injection to the corresponding feed line. The invention can effectively maintain the distribution network node voltage level, provide power quality and reliability, and give full play to the distributed power supply voltage converge to the virtual power plant after the supporting role, to further improve the efficiency in the use of distributed power supply.

【技术实现步骤摘要】
一种基于虚拟发电厂的配电网电压控制方法及系统
本专利技术属于配电运行领域,特别涉及一种基于虚拟发电厂的配电网电压控制方法及系统。
技术介绍
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,进行电压调节都是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。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。目前虚拟发电厂模式是公认的应对高渗透率分布式电源接入运行最有效模式和手段之一,该模式是利用先进的通信与控制技术,协调控制散布在配电网网络中的多个分布式电源、分布式储能和用户需求响应(三者统称为分布式资源),使得它们的行为对电网而言表现为一个整体发电厂,通过参与电力市场交易向用户提供电力供应,同时还可向电网提供电压支撑、频率调节等辅助服务。因此,若能设计一种基于虚拟发电厂模式的配电网电压控制方法与系统,在充分发挥分布式电源发电经济效益的同时,向配电网提供电压支撑服务,将能更好地发挥分布式电源的作用,实现良好的分布式电源与配电网的协调运行,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技术方案出现。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足,提供一种基于虚拟发电厂的配电网电压控制方法及系统。本专利技术技术方案提供一种基于虚拟发电厂的配电网电压控制方法,所述虚拟发电厂包括多个接入馈电网络的分布式电源和集中控制器,各分布式电源分别与集中控制器之间通过双向通信线路连接,设沿馈电网络的馈电线路接有n个负荷和m个分布式电源,各个负荷所接入的节点编号依次为1,2,…,n,在馈电线路最末端的节点n处设置电压监测装置,电压监测装置通过双向通信线路与集中控制器连接,配电网电压控制过程包括如下步骤,步骤1,在虚拟发电厂的当前调度时间段开始时刻进行是否调控判断,包括在当前调度时间段开始,各分布式电源j分别向集中控制器上传相应接入节点的电压有效值Ufj,j=1,2,…,m,监测装置向集中控制器上传节点n处电压有效值Un,集中控制器判断是否Un<Ulim1,Ulim1为标准规定的节点电压有效值下限值,是则进入步骤2,否则等待新的调度时间段开始再进行是否调控判断;步骤2,集中控制器建立优化模型如下,集中控制器调度的目标函数为:约束条件为:Ulim1≤Un(set)0≤Qj(set)≤Qj(max),j=1,2,...,m其中,Qj(set)为分布式电源j输出无功功率的设定值,Un(set))为进行无功调度后节点n的电压有效值预测值,Qj(max)为分布式电源j输出无功功率的最大限值;步骤3,集中控制器求解优化模型,得到各分布式电源输出无功功率的设定值Q1(set),Q2(set),…,Qm(set),在计算Un(set)时,通过下式实现:其中,系数αnj是分布式电源j向网络注入单位无功功率后,配电网馈电线路节点n的电压有效值变化量;步骤4,集中控制器向各分布式电源发送相应输出无功功率的设定值Qj(set),j=1,2,…,m,各分布式电源根据相应输出无功功率的设定值Qj(set)产生相应的无功功率注入至馈电线路。而且,系数αnj通过下式计算得到:式中,Qj为分布式电源j向配电网注入的无功功率;ΔUnj为分布式电源j向配电网注入无功功率Qj后节点n的电压有效值变化量。而且,步骤4完成后,等待新的调度时间段开始再返回步骤1。本专利技术还相应提供一种基于虚拟发电厂的配电网电压控制系统,所述虚拟发电厂包括多个接入馈电网络的分布式电源和集中控制器,各分布式电源分别与集中控制器之间通过双向通信线路连接,设沿馈电网络的馈电线路接有n个负荷和m个分布式电源,各个负荷所接入的节点编号依次为1,2,…,n,在馈电线路最末端的节点n处设置电压监测装置,电压监测装置通过双向通信线路与集中控制器连接,集中控制器包括如下模块,调控判断模块,用于在虚拟发电厂的当前调度时间段开始时刻进行是否调控判断,包括在当前调度时间段开始,各分布式电源j分别向集中控制器上传相应接入节点的电压有效值Ufj,j=1,2,…,m,监测装置向集中控制器上传节点n处电压有效值Un,集中控制器判断是否Un<Ulim1,Ulim1为标准规定的节点电压有效值下限值,是则命令优化模型建立模块工作,否则等待新的调度时间段开始再进行是否调控判断;优化模型建立模块,用于建立优化模型如下,集中控制器调度的目标函数为:约束条件为:Ulim1≤Un(set)0≤Qj(set)≤Qj(max),j=1,2,...,m其中,Qj(set)为分布式电源j输出无功功率的设定值,Un(set))为进行无功调度后节点n的电压有效值预测值,Qj(max)为分布式电源j输出无功功率的最大限值;无功功率设定获取模块,用于求解优化模型,得到各分布式电源输出无功功率的设定值Q1(set),Q2(set),…,Qm(set),在计算Un(set)时,通过下式实现:其中,系数αnj是分布式电源j向网络注入单位无功功率后,配电网馈电线路节点n的电压有效值变化量;无功功率设定输出模块,用于向各分布式电源发送相应输出无功功率的设定值Qj(set),j=1,2,…,m,各分布式电源根据相应输出无功功率的设定值Qj(set)产生相应的无功功率注入至馈电线路。而且,系数αnj通过下式计算得到:式中,Qj为分布式电源j向配电网注入的无功功率;ΔUnj为分布式电源j向配电网注入无功功率Qj后节点n的电压有效值变化量。而且,无功功率设定输出模块在向各分布式电源发送相应输出无功功率的设定值完成后,等待新的调度时间段开始再命令调控判断模块工作。通过虚拟发电厂协调各分布式电源的无功功率注入,能够使得配电网络中馈电线路各节点电压满足标准的要求,在分布式电源提供有功功率的同时向配电网提供无功功率支撑,在发挥分布式电源发电经济效益的同时可为配电网络提供服务,进一步提高了分布式电源的利用。本专利技术对于提高虚拟发电厂的实用化程度、进一步发挥分布式电源给电力系统带来的诸多效益具有重要理论和实用价值。附图说明图1是本专利技术实施例的系统结构示意图。图2是本专利技术实施例的流程图。具体实施方式为了使本专利技术实施例的目的、技术方案、优点更加清晰,下面将结合本专利技术实施例和附图来介绍本专利技术的技术方案。本专利技术提供一种基于虚拟发电厂的配电网电压控制方法及系统。将散布在配电网络馈线上的分布式电源汇聚成为虚拟发电厂运行,这些分布式电源监测各种接入点的电压,同时估算自身向配电网注入无功功率时配电网各个节点电压的变量率,将监测到的电压和节点电压相对注入无功功率的变化率上传至集中控制器。集中控制器根据上传信息估算配电网馈电线路电压降落最严重的节点的电压,计算出各个分布式电源无功功率输出的设定值,一方面使得馈电线路各节点电压恢复至标准规定的范围内,另一方面使得虚拟发电厂进行各分布式电源无功功率调度时的总费用最小。如图1所示为本专利技术实施例的一种本文档来自技高网...
一种基于虚拟发电厂的配电网电压控制方法及系统

【技术保护点】
一种基于虚拟发电厂的配电网电压控制方法,所述虚拟发电厂包括多个接入馈电网络的分布式电源和集中控制器,各分布式电源分别与集中控制器之间通过双向通信线路连接,其特征在于:设沿馈电网络的馈电线路接有n个负荷和m个分布式电源,各个负荷所接入的节点编号依次为1,2,…,n,在馈电线路最末端的节点n处设置电压监测装置,电压监测装置通过双向通信线路与集中控制器连接,配电网电压控制过程包括如下步骤,步骤1,在虚拟发电厂的当前调度时间段开始时刻进行是否调控判断,包括在当前调度时间段开始,各分布式电源j分别向集中控制器上传相应接入节点的电压有效值U

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟发电厂的配电网电压控制方法,所述虚拟发电厂包括多个接入馈电网络的分布式电源和集中控制器,各分布式电源分别与集中控制器之间通过双向通信线路连接,其特征在于:设沿馈电网络的馈电线路接有n个负荷和m个分布式电源,各个负荷所接入的节点编号依次为1,2,…,n,在馈电线路最末端的节点n处设置电压监测装置,电压监测装置通过双向通信线路与集中控制器连接,配电网电压控制过程包括如下步骤,步骤1,在虚拟发电厂的当前调度时间段开始时刻进行是否调控判断,包括在当前调度时间段开始,各分布式电源j分别向集中控制器上传相应接入节点的电压有效值Ufj,j=1,2,…,m,监测装置向集中控制器上传节点n处电压有效值Un,集中控制器判断是否Un<Ulim1,Ulim1为标准规定的节点电压有效值下限值,是则进入步骤2,否则等待新的调度时间段开始再进行是否调控判断;步骤2,集中控制器建立优化模型如下,集中控制器调度的目标函数为:约束条件为:Ulim1≤Un(set)0≤Qj(set)≤Qj(max),j=1,2,...,m其中,Qj(set)为分布式电源j输出无功功率的设定值,Un(set))为进行无功调度后节点n的电压有效值预测值,Qj(max)为分布式电源j输出无功功率的最大限值;步骤3,集中控制器求解优化模型,得到各分布式电源输出无功功率的设定值Q1(set),Q2(set),…,Qm(set),在计算Un(set)时,通过下式实现:其中,系数αnj是分布式电源j向网络注入单位无功功率后,配电网馈电线路节点n的电压有效值变化量;步骤4,集中控制器向各分布式电源发送相应输出无功功率的设定值Qj(set),j=1,2,…,m,各分布式电源根据相应输出无功功率的设定值Qj(set)产生相应的无功功率注入至馈电线路。2.根据权利要求1所述基于虚拟发电厂的配电网电压控制方法,其特征在于:系数αnj通过下式计算得到:式中,Qj为分布式电源j向配电网注入的无功功率;ΔUnj为分布式电源j向配电网注入无功功率Qj后节点n的电压有效值变化量。3.根据权利要求1或2所述基于虚拟发电厂的配电网电压控制方法,其特征在于:步骤4完成后,等待新的调度时间段开始再返回步骤1。4.一种基于虚拟发电厂的配电网电压控制系统,所述虚拟...

【专利技术属性】
技术研发人员:段青史常凯马春艳吕志鹏乐健叶曦李玉凌高媛周勐常方圆
申请(专利权)人:中国电力科学研究院国家电网公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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