主动配电网电压实时模糊控制方法技术

本发明专利技术公开一种主动配电网电压实时模糊控制方法，包括：根据各条馈线上传的馈线电压最大值和最小值推出配电系统的最大电压和最小电压，如果有馈线电压越限，则启动DG的无功功率模糊控制器FQC，通过分布式电源DG注入或吸收无功功率；如果DG的无功功率模糊控制器FQC不能将电压恢复到正常水平，而ΔVsys≤ΔV max–Δα，则启动变压器有载分接头模糊控制器FOC，由变压器有载分接头OLTC完成调压任务，否则启动FPC，减少ΔVsys；Δα为分接头的调整值。本发明专利技术主控单元的控制算法简单，所需的通讯数据少，计算量小，决策时间短，缓解了因OLTC和DG相互作用引起的过压和低压问题，提高了ADN对DG的消纳能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种主动配电网电压实时模糊控制方法。
技术介绍
日益严重的环境污染以及传统化石燃料短缺等问题驱使分布式发电(Distributed Generation，DG)技术尤其是可再生能源(Renewable Energy Sources，RES)发电技术迅速发展，配电网中DG的渗透率迅速增长，传统配电网将逐步演变为具有众多可调可控资源的主动配电网(Active Distribution Network，ADN)。ADN通过灵活多变的网架结构和多种类型分布式电源、可控负荷等的协调控制实现大规模可再生能源并网，优化一次能源结构。与传统配电网相比，主动配电网的SCADA系统和通信网络更加完善，远程测控终端(REMOTE TERMINAL UNIT，RTU)的分布更加广泛，解决了传统配电网可观测性差的问题，也给主动配电网电压控制提供了新的思路。现有的ADN电压控制方法主要是基于最优化理论的电压控制方法，该方法能够充分利用主动配电网中各类无功/电压调节设备进行整体调节，同时还能兼顾电网正常运行状态的优化。然而，这种控制方法存在如下几个问题：1)需要可再生能源发电及负荷预测的数据，预测数据的准确性对控制策略的有效性有较大的影响；
2)对网络拓扑信息、各节点状态量和无功/电压调节设备参数等大量数据的统一处理导致计算趋于复杂化，计算时间长，难以满足主动配电网络对实时性的要求；3)优化计算方法存在收敛性问题。主动配电网中规模化间歇式能源(如风能、太阳能等)的并网会加剧电压波动或者过电压导致其脱网，不仅严重制约主动配电网消纳可再生能源发电的能力，而且使配网电压质量下降，给配电网电压控制提出了新的挑战。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种适应于主动配电网的电压控制方法，确保主动配电网安全可靠运行的主动配电网电压实时模糊控制方法。本专利技术主动配电网电压实时模糊控制方法，每一个分布式电源DG的母线处安装一个远程测控终端RTU，远程测控终端RTU，通过通信线路将数据传送至SCADA主机，SCADA主机将接收的数据送给配电管理系统DMS，配电管理系统DMS把决策指令通过SCADA主机和各RTU下达给相应的控制器，所述的控制方法具体包括：根据各条馈线上传的馈线电压最大值和最小值推出配电系统的最大电压和最小电压，如果有馈线电压越限，则启动DG的无功功率模糊控制器FQC，通过分布式电源DG注入或吸收无功功率；如果DG的无功功率模糊控制器FQC不能将电压恢复到正常水平，
而ΔVsys≤ΔV max–Δα，则启动变压器有载分接头模糊控制器FOC，由变压器有载分接头OLTC完成调压任务，否则启动FPC，减少ΔVsys；Δα为分接头的调整值。有益效果本专利技术主动配电网电压实时模糊控制方法与现有技术具备如下有益效果：1)OLTC和DG均采用模糊控制，控制规则简单，鲁棒性强；且所提出的三个模糊控制策略都是基于馈线或系统的电压最大和最小值，大大减少了通讯数据量，节省了数据存储空间。2)由于馈线电压的最大值和最小值由馈线上分布的各RTU完成，减少了主控单元的计算量，缩短了决策时间，满足实时控制的要求。3)通过协调控制OLTC和DG，缓解了因OLTC和DG相互作用引起的过压和低压问题，减少了OLTC的动作次数，有助于延长OLTC寿命；此外，本控制方法仅将消减DG有功作为紧急情况下的调压措施，避免了不必要的DG有功功率消减，提高了ADN对DG的消纳能力。附图说明图1 电压实时控制框架；图2 RTU通信结构示意图；图3 RTU本地数据测量示意图；图4 FOC控制框图；图5 FQC控制框图；图6 FPC控制框图；图7 馈线电压最大值和最小值估算流程图；图8 协调控制策略流程图；图9 Vs,min的隶属度函数；图10 Vs,max的隶属度函数；图11 ΔVsys的隶属度函数；图12 ΔV max,DGi的隶属度函数。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的描述。如图1所示实时电压控制框架。RTU采集现场数据并通过通信线路将数据传送给SCADA主机，主机再将接收的数据送给配电管理系统(Distribution Management System，DMS)，DMS根据收到的数据和本专利技术提出的控制算法制定电压控制决策，并把决策指令通过SCADA主机和各RTU下达给相应的控制器。为实现该控制方法，需在每一个DG母线处安装一个RTU，同一条馈线上相邻RTU之间能够通过通信线路传输数据，如图2所示，每个
RTU除了测量指定的本地参数外，还需估计邻近节点电压的最大值和最小值。测量参数如图3所示，包括本地母线电压及与该母线相连的馈线潮流。模糊控制器间的协调控制策略如流程图8所示，控制目标是在最小化DG有功消减量的前提下确保OLTC有效运行。首先，根据各条馈线上传的馈线电压最大值和最小值推出配电系统的最大电压和最小电压，如果有馈线电压越限，则启动FQC，通过DG注入或吸收无功功率解决电压越限问题。FQC和FPC启动后都有一个时间延迟Δtconv，以确保所有的DG变换器都能达到预期的功率参考值。考虑到变换器主控器设定时间一般为50～150ms，这里Δtconv取为200ms。此外，协调算法的更新时间Δt取为5min。如果FQC不能将电压恢复到正常水平，而ΔVsys≤ΔVmax–Δα(为分接头的调整值，确保OLTC有上或下调整的裕度)，则启动FOC，由OLTC完成调压任务，否则启动FPC，减少ΔVsys。本专利技术所述的方法的优点在于：1)不需要可再生能源发电及负荷预测的数据；2)主控单元的控制算法简单，所需的通讯数据少，计算量小，决策时间短，适于电压的在线控制；3)缓解了因OLTC和DG相互作用引起的过压和低压问题；4)减少了OLTC的动作次数，避免了不必要的DG有功功率消减，提高了ADN对DG的消纳能力。实施例本实施例主动配电网电压实时模糊控制方法，每一个分布式电源DG的母线处安装一个远程测控终端RTU，远程测控终端RTU，通过通
信线路将数据传送至SCADA主机，SCADA主机将接收的数据送给配电管理系统DMS，配电管理系统DMS把决策指令通过SCADA主机和各RTU下达给相应的控制器，所述的控制方法具体包括：根据各条馈线上传的馈线电压最大值和最小值推出配电系统的最大电压和最小电压，如果有馈线电压越限，则启动DG的无功功率模糊控制器FQC，通过分布式电源DG注入或吸收无功功率；如果DG的无功功率模糊控制器FQC不能将电压恢复到正常水平，而ΔVsys≤ΔV max–Δα，则启动变压器有载分接头模糊控制器FOC，由变压器有载分接头OLTC完成调压任务，否则启动FPC，减少ΔVsys；Δα为分接头的调整值。本实施例中基于RTU测量数据的馈线电压最大值和最小值估算，具体介绍：对各馈线上的RTU进行编号，距首节点最近的编号为1，然后沿回路方向依次递增。距首节点最远的RTU完成附近节点最大值和最小值的估算后，将结果送给邻近的上游RTU，该RTU再根据接收的数据和自身的测量数据计算周围节点电压的最大值和最小值，整个过程一直持续到中央控制器接收到上传的馈线最大和最小电压估算值。其中，RTUn所执行的具体计算过程如下：先根据本地测量参本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主动配电网电压实时模糊控制方法，每一个分布式电源DG的母线处安装一个远程测控终端RTU，远程测控终端RTU，通过通信线路将数据传送至SCADA主机，SCADA主机将接收的数据送给配电管理系统DMS，配电管理系统DMS把决策指令通过SCADA主机和各RTU下达给相应的控制器，其特征在于，所述的控制方法具体包括：根据各条馈线上传的馈线电压最大值和最小值推出配电系统的最大电压和最小电压，如果有馈线电压越限，则启动DG的无功功率模糊控制器FQC，通过分布式电源DG注入或吸收无功功率；如果DG的无功功率模糊控制器FQC不能将电压恢复到正常水平，而ΔVsys≤ΔV max–Δα，则启动变压器有载分接头模糊控制器FOC，由变压器有载分接头OLTC完成调压任务，否则启动FPC，减少ΔVsys；Δα为分接头的调整值。

【技术特征摘要】
1.一种主动配电网电压实时模糊控制方法，每一个分布式电源DG的母线处安装一个远程测控终端RTU，远程测控终端RTU，通过通信线路将数据传送至SCADA主机，SCADA主机将接收的数据送给配电管理系统DMS，配电管理系统DMS把决策指令通过SCADA主机和各RTU下达给相应的控制器，其特征在于，所述的控制方法具体包括：根据各条馈线上传的馈线电压最大值和最小值推出配电系统的最大电压和最小电压，如果有馈线电压越限，则启动DG的无功功率模糊控制器FQC，通过分布式电源DG注入或吸收无功功率；如果DG的无功功率模糊控制器FQC不能将电压恢复到正常水平，而ΔVsys≤ΔV max–Δα，则启动变压器有载分接头模糊控制器FOC，由变压器有载分接头OLTC完成调压任务，否则启动FPC，减少ΔVsys；Δα为分接头的调整值。2.根据权利要求1所述的主动配电网电压实时模糊控制方法，其特征在于，基于远程测控终端RTU测量数据的馈线电压最大值和最小值估算具体包括：对各馈线上的RTU进行编号，距首节点最近的编号为1，然后沿回路方向依次递增；距首节点最远的RTU完成附近节点最大值和最小值的估算后，将结果送给邻近的上游RTU，该RTU再根据接收的数据和自身的测量数据计算周围节点电压的最大值和最小值，整个过程一直持续到中央控
\t制器接收到上传的馈线最大和最小电压估算值，其中，RTUn所执行的具体计算过程如下：先根据本地测量参数估算其与RUTn+1之间的电压： V e s t n , n + 1 = V n - ( P n , n + 1 r n , n + 1 2 + Q n , n + 1 x n , n + 1 2 ) - - - ( 1 ) ]]>再利用从RUTn+1传上来的数据计算节点n与n+1之间最终估算值： V e s t n + 1 , f = V e s t n , a = V e s t n , n + 1 + V e s t n + 1 , n 2 - - - ( 2 ) ]]>通过比较RUTn+1节点电压Vn+1、上游RUTn的估算电压Vest n+1,f及下游RUTn+2估算电压Vest n+1,b，得到RUTn+1周围的最大电压Vmax n+1和最小电压Vmin n+1，即：Vmax n+1＝max(Vn+1,Vest n+1,b,Vest n+1,f)，Vmin n+1＝min(Vn+1,Vest n+1,b,Vest n+1,f)；然后，还需估算RUTn与RUTn-1之间的电压： V e s t n , n - 1 = V n - ( P n , n - 1 r n , n - 1 2 + Q n , n - 1 x n , n - 1 2 ) - - - ( 3 ) ]]>最后，RUTn将Vn、Vest n,b、Vest n,n-1以及其下游RUT附近节点的最小和...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄慧敏，倪雨，张绍全，刘兴茂，李成松，张江林，张雪原，蒋秀洁，何西凤，
申请(专利权)人：成都信息工程大学，
类型：发明
国别省市：四川;51