一种基于扩展QV节点潮流的光储有功功率协同输出方法技术

本发明专利技术提供一种基于扩展QV节点潮流的光储有功功率协同输出方法，用以减少配电网电压波动。其具体步骤为：首先，获取电网网架参数，负荷数据及光伏有功出力数据；其次，设定各光储联合并网点的电压幅值；再次，采用扩展QV节点潮流计算得到储能有功输出功率，若储能输出功率超越储能系统功率上限，则按其上限功率输出；最后，得到光储有功功率协同输出结果。本发明专利技术方法能够实现光储有功功率协同输出，从而平滑各节点电压波动，减小电压越限概率，最大限度的利用可再生能源，具有工程实用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统的储能有功功率输出控制方法，特别涉及一种光储联合系统的有功功率协同输出方法。
技术介绍
随着分布式电源(DG)的不断发展以及渗透率的持续增大，电力系统的运行与分析也发生了深刻的变化。以光伏发电、风电为主的DG一般分布在配电网中，DG并入配电网对功率的传输和电压分布有重要的影响，而潮流计算是对其影响进行量化分析的主要手段。为了最大限度的利用可再生能源以及便于控制，光伏发电、双馈风机发电等主要以单位功率因数运行，即只发有功功率。实际上，DG对配电网的影响主要在于改变了潮流的分布，导致局部电压的抬高甚至越限。在光伏并网点处配置储能装置，能够有效的解决光伏并网引起的电压问题。因此，人们在对DG的电压约束的前提下，包括对DG的定容、储能的配置等问题的分析方面，不可避免的面临求解DG所在节点有功出力的问题。对于大部分以单位功率因数运行的DG，其无功出力Q＝0，而在分析时DG所在的节点电压V通常预先给予约束，如在10kV配电网中的安全运行电压约束上限Vmax＝10.7kV和下限Vmin＝9.3kV，由此，衍生出了已知节点无功功率Q以及电压幅值V，求解节点注入有功功率P的问题，即QV节点的潮流求解问题。所谓的QV节点属于潮流计算扩展节点的一种，这类节点的无功功率Q和电压幅值V是给定的，节点的有功功率P和电压相角δ是待求量。一般约束节点电压的纯有功电源为这类节点，比如配电网中考虑电压约束配有储能的光伏电站。目前，国内外关于这类节点的研究甚少，尚未有系统的关于这类节点的求解方法。在光伏并网点处配置储能装置，能够有效的解决光伏并网引起的电压问题。传统的光储联合系统的有功功率输出采用的是光储联合输出功率限值模式。考虑到光伏出力的不确定性以及负荷的实时波动，因此，需要光储联合并网点电压波动应尽可能小，从而实现抑制了其他节点电压的波动，以减小电压越限概率。本专利技术提出一种基于扩展QV节点潮流的光储有功功率协同输出方法，扩展QV节点对光储联合并网点特性进行合理描述，通过调整牛顿法雅可比矩阵子块的阶数，实现对QV节点潮流的求解，从而得到了并网点电压控制下储能输出的有功功率。本专利技术提出的光储有功功率协同输出方法能够直接宏观的跟踪反映光伏出力的波动和系统负荷的变化，对电压波动有很好的抑制效果，能够避免弃光问题，最大限度利用可再生能源，在抑制电压波动问题、间接改善潮流、实现削峰填谷等方面均有显著的效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光储联合系统的有功功率协同输出方法，实现光储联合并网点电压波动尽可能小，从而实现抑制了其他节点电压的波动，以减小电压越限概率。本专利技术提出一种基于扩展QV节点潮流的光储有功功率协同输出方法，包括以下步骤：(1)设定采样时间间隔Δt，则一天共p个时段；(2)初始化时段序号，q＝1；(3)获取第q时段负荷数据，光伏有功出力数据；(4)在该时段运行方式下的网架拓扑结构中，对各节点进行编号并确定节点类型，把配有储能的光伏所在的光储联合并网点设定为QV节点，设共有n个节点，其中，1～m号节点为PQ节点共m个、(m+1)～(m+r)号节点为PV节点共r个、(m+r+1)～(m+r+s)号节点为QV节点共s个，则第n号节点为平衡节点，满足n＝m+r+s+1；(5)输入原始数据，所述的原始数据包括相邻节点i，节点j之间线路电阻rij、线路电抗xij，线路接地电纳Bi0和Bj0，变压器的等效阻抗ZT和接地导纳YT，各节点的负荷，配有储能的光伏的光储联合并网点的储能最大输出功率PSimax，各节点的负荷；(6)按历史运行数据及专家经验设定各光储联合并网点所在的第i个节点的各自电压约束幅值VYi；(7)采用扩展QV节点潮流法计算得到光储联合并网点中储能的有功输出功率PSiq，若PSiq<PSimax，则PSiq＝PSiq，若PSiq≥PSimax，则PSiq＝PSimax，将PSiq的值存到光储联合并网点的储能输出功率数组PSi；(8)若q<p，则q＝q+1，返回步骤(3)，若q≥p，则输出各光储有功功率协同输出结果。上述的一种基于扩展QV节点潮流的光储有功功率协同输出方法中，所述的扩展QV节点潮流法是指将光储联合并网点设定为QV节点，并通过修改牛顿法雅可比矩阵中各子块的阶数，以实现求解含QV节点潮流的方法，具体方法如下：(1)输入各节点电压幅值初值Vi(0)，各节点电压相角初值δi(0)，对于QV节点，Vi(0)＝VYi；(2)根据线路及变压器阻抗导纳形成节点导纳矩阵；(3)对于PQ节点，列出有功功率和无功功率的不平衡量方程式，对于PV节点，列出有功功率的不平衡量方程式，对于QV节点，列出无功功率的不平衡量方程式，所述的有功功率不平衡量方程式为：ΔPi=Pis-ViΣj=1nVj(Gijcosδij+Bijsinδij)=0---(1)]]>所述的无功功率不平衡量方程式为：ΔQi=Qis-ViΣj=1nVj(Gijcosδij-Bijsinδij)=0---(2)]]>式(1)、式(2)中的Pis、Qis分别为第i个节点给定功率；(4)设定迭代次数k的初值，k＝0，设定误差ε；(5)计算第k次迭代各个节点的有功功率不平衡量ΔPi(k)，无功功率不平衡量ΔQi(k)；(6)若max{|ΔPi(k),ΔQi(k)|本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于扩展QV节点潮流的光储有功功率协同输出方法，其特征在于包括以下步骤：(1)设定采样时间间隔Δt，则一天共p个时段；(2)初始化时段序号，q＝1；(3)获取第q时段负荷数据，光伏有功出力数据；(4)在该时段运行方式下的网架拓扑结构中，对各节点进行编号并确定节点类型，把配有储能的光伏所在的光储联合并网点设定为QV节点，设共有n个节点，其中，1～m号节点为PQ节点共m个、(m+1)～(m+r)号节点为PV节点共r个、(m+r+1)～(m+r+s)号节点为QV节点共s个，则第n号节点为平衡节点，满足n＝m+r+s+1；(5)输入原始数据，所述的原始数据包括相邻节点i，节点j之间线路电阻rij、线路电抗xij，线路接地电纳Bi0和Bj0，变压器的等效阻抗ZT和接地导纳YT，各节点的负荷，配有储能的光伏的光储联合并网点的储能最大输出功率PSimax，各节点的负荷；(6)按历史运行数据及专家经验设定各光储联合并网点所在的第i个节点的各自电压约束幅值VYi；(7)采用扩展QV节点潮流法计算得到光储联合并网点中储能的有功输出功率PSiq，若PSiq<PSimax，则PSiq＝PSiq，若PSiq≥PSimax，则PSiq＝PSimax，将PSiq的值存到光储联合并网点的储能输出功率数组PSi；(8)若q<p，则q＝q+1，返回步骤(3)，若q≥p，则输出各光储有功功率协同输出结果。...

【技术特征摘要】
1.一种基于扩展QV节点潮流的光储有功功率协同输出方法，其特征
在于包括以下步骤：
(1)设定采样时间间隔Δt，则一天共p个时段；
(2)初始化时段序号，q＝1；
(3)获取第q时段负荷数据，光伏有功出力数据；
(4)在该时段运行方式下的网架拓扑结构中，对各节点进行编号并确定
节点类型，把配有储能的光伏所在的光储联合并网点设定为QV节点，设共
有n个节点，其中，1～m号节点为PQ节点共m个、(m+1)～(m+r)号节点为
PV节点共r个、(m+r+1)～(m+r+s)号节点为QV节点共s个，则第n号节点
为平衡节点，满足n＝m+r+s+1；
(5)输入原始数据，所述的原始数据包括相邻节点i，节点j之间线路
电阻rij、线路电抗xij，线路接地电纳Bi0和Bj0，变压器的等效阻抗ZT和接
地导纳YT，各节点的负荷，配有储能的光伏的光储联合并网点的储能最大
输出功率PSimax，各节点的负荷；
(6)按历史运行数据及专家经验设定各光储联合并网点所在的第i个节
点的各自电压约束幅值VYi；
(7)采用扩展QV节点潮流法计算得到光储联合并网点中储能的有功输
出功率PSiq，若PSiq<PSimax，则PSiq＝PSiq，若PSiq≥PSimax，则PSiq＝PSimax，将PSiq的值存到光储联合并网点的储能输出功率数组PSi；
(8)若q<p，则q＝q+1，返回步骤(3)，若q≥p，则输出各光储有功
功率协同输出结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于扩展QV节点潮流的光储有功功率
协同输出方法，其特征在于：步骤(7)所述扩展QV节点潮流法是指将光储
联合并网点设定为QV节点，并通过修改牛顿法雅可比矩阵中各子块的阶
数，以实现求解含QV节点潮流的方法，具体方法如下：
(1)输入各节点电压幅值初值各节点电压相角初值对于QV
节点，Vi(0)=VYi;]]>(2)根据线路及变压器阻抗导纳形成节点导纳矩阵；
(3)对于PQ节点，列出有功功率和无功功率的不平衡量方程式，对于
PV节点，列出有功功率的不平衡量方程式，对于QV节点，列出无功功率
的不平衡量方程式；
(...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘泽槐，黄向敏，张勇军，刘文泽，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44