电压控制方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种电压控制方法、装置、设备及存储介质，所述方法包括：基于待控制配电网中所有关键节点的电压量测值及前一时刻的控制参数，获得所有关键节点当前时刻的控制参数；进而获得所有逆变器当前时刻的无功功率增量，并分别发送到对应逆变器，以使所有逆变器根据各自当前时刻的无功功率增量获得即将在下一时刻输出的无功功率；本发明专利技术实施例通过基于关键节点量测，无需使用确切模型，避免了因实际配电网运行中模型和量测不完备带来的不精确调控挑战，同时求解过程简单，计算负担小，无需求解复杂的非线性潮流，满足实时运行需求，实现了兼顾全局协同优化和本地快速控制。

【技术实现步骤摘要】
电压控制方法、装置、设备及存储介质
本专利技术涉及电力
，尤其涉及一种电压控制方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
随着微型燃气发电机、小型水电、可再生能源、可控负荷、电动汽车和储能设备等分布式资源的广泛接入，被动配电网逐步演变主动配电网。通过对分布式资源的合理协调调度，主动配电网能够实现分布式电源灵活友好并网。但是主动配电网的管理也面临着巨大挑战。一方面，分布式电源特别是可再生能源具有单体容量小，出力波动强和可控性差的特点，另一方面，配电网中也存在着量测不完备，非线性负荷大量接入，模型参数误差较大以及外网模型不可知的问题。以上问题给配电网带来了电压波动大和电压越限频繁等电能质量问题，严重影响用户的安全高效用电。但同时分布式资源大多通过电力电子接口(变流器)并入配电网，具备灵活快速的调控特性，富余的无功功率资源也为快速电压控制提供了物理基础。目前应用的电压控制方法大多采取分层分级式的多级调控方式，通过求解复杂的非线性优化问题得到电压参考点后再通过本地快速控制调节分布式电源无功出力实现电压的稳定跟踪。然而现有的这些方法的优化计算是基于理想的配电网模型，难以应对现实模型参数不完备和量测不完备的问题，往往得到和实际情况偏差较大的优化结果，无法满足电压控制要求。同时因为非线性潮流计算难题导致传统方法不能快速求解优化问题，无法应对可再生能源的频繁波动，更不能有效利用变流器的快速调节特性。分层分级的控制方法在经济最优和快速控制上难以取得双赢的成效。另一方面，纯本地化的下垂控制策略没有考虑全局无功资源的最优协调，造成资源浪费，同时也无法响应系统统实时变化，调节效果也受下垂系数设置影响较大。因此，如何提出一种满足实际配电网实时运行需求的电压精确调控方法，成为亟需解决的问题。
技术实现思路
针对现有存在的问题，本专利技术实施例提供一种电压控制方法、装置、设备及存储介质。第一方面，本专利技术实施例提供的电压控制方法，包括：基于待控制配电网中所有关键节点的电压量测值及所有关键节点前一时刻的控制参数，获得所有关键节点当前时刻的控制参数；基于所述所有关键节点当前时刻的控制参数，获得所述配电网中所有逆变器当前时刻的无功功率增量；将所有逆变器当前时刻的无功功率增量分别发送到对应逆变器，以使所述所有逆变器根据各自当前时刻的无功功率增量获得即将在下一时刻输出的无功功率；其中，所述关键节点是所述逆变器的接入点或所述配电网中的公共连接点。可选地，所述基于待控制配电网中所有关键节点的电压量测值及所有关键节点前一时刻的控制参数，获得所有关键节点当前时刻的控制参数，具体包括：基于各关键节点在当前时刻t的电压量测值及t-L时刻的电压量测值，分别对应计算获得各关键节点在当前时刻t的残差及t-L时刻的残差；基于所述各关键节点在当前时刻t的残差及t-L时刻的残差，及所述所有关键节点前一时刻的控制参数，获得所有关键节点当前时刻的控制参数；其中，所述t-L时刻为电压量测采样时间窗口的前一时刻，L为电压量测采样时间窗口长度，L大于G，G为逆变器数量。可选地，所述基于所述各关键节点在当前时刻t的残差及t-L时刻的残差，及所述所有关键节点前一时刻的控制参数，获得所有关键节点当前时刻的控制参数，具体包括：基于第1个关键节点至第M个关键节点在前一时刻t-1的控制参数应用公式计算第m个关键节点在当前时刻t的控制参数获得第1个关键节点至第M个关键节点在当前时刻t的控制参数其中，是第m个关键节点在前一时刻t-1的控制参数，β为衰减因子，Φt-L+1,t是当前时刻t的增益矩阵；是第m个关键节点从1时刻到L时刻的电压量测向量；xt是当前时刻t所有逆变器的无功功率向量，G为逆变器数量，为第g个逆变器在当前时刻t的无功功率；xt-L是t-L时刻所有逆变器的无功功率向量，为第g个逆变器在t-L时刻的无功功率；et为第m个关键节点在当前时刻t的残差，et-L为第m个关键节点在t-L时刻的残差。可选地，所述基于各关键节点在当前时刻t的电压量测值及t-L时刻的电压量测值，分别对应计算获得各关键节点在当前时刻t的残差及t-L时刻的残差，具体包括：应用公式计算第m个关键节点在当前时刻t的残差et；其中，为第m个关键节点在当前时刻t的电压量测值，xtT是当前时刻t所有逆变器的无功功率向量的转置，G为逆变器数量，为第g个逆变器在当前时刻t的无功功率；应用公式计算第m个关键节点在t-L时刻的残差et-L；其中，为第m个关键节点在t-L时刻的电压量测值，xt-LT是t-L时刻所有逆变器的无功功率向量的转置，为第g个逆变器在t-L时刻的无功功率；其中，是第m个关键节点在前一时刻t-1的控制参数。可选地，所述基于所述所有关键节点当前时刻的控制参数，获得所述配电网中所有逆变器当前时刻的无功功率增量，具体包括：应用公式计算第g个逆变器在当前时刻t的无功功率增量获得第1个逆变器至第G个逆变器在当前时刻t的无功功率增量其中，α1为电压越限惩罚参数，α1＝10；α2为逆变器损耗惩罚参数，α2＝5；为Wt-L+1,t的第g行向量，Wt-L+1,t是所有关键节点在当前时刻t的控制参数矩阵，分别是关键节点1至关键节点M在当前时刻t的控制参数向量；vt是关键节点1至关键节点M在当前时刻t的电压量测值向量，是关键节点m在当前时刻t的电压量测值，是关键节点1至关键节点M在当前时刻t的参考电压向量，为第g个逆变器在当前时刻t的无功功率。可选地，所述基于待控制配电网中所有关键节点的电压量测值及所有关键节点前一时刻的控制参数，获得所有关键节点当前时刻的控制参数之前，所述方法还包括：基于前一时刻t-1的增益矩阵Φt-L,t-1，应用递归公式计算得到t时刻增益矩阵Φt-L+1,t；其中增益矩阵的初值Φ1,L＝(XLBLXLT+λI)-1，Θ为过渡增益矩阵，βL为衰减因子，I为维度为G×G的单位矩阵，xt是当前时刻t所有逆变器的无功功率向量，G为逆变器数量，为第g个逆变器在当前时刻t的无功功率；xtT是当前时刻t所有逆变器的无功功率向量的转置；xt-L是t-L时刻所有逆变器的无功功率向量，为第g个逆变器在t-L时刻的无功功率，xt-LT是t-L时刻所有逆变器的无功功率向量的转置。可选地，所述方法还包括：在对所述待控制配电网进行控制之前，应用公式计算第m个关键节点在初始时刻L的控制参数，获得第1个关键节点至第M个关键节点在初始时刻L的控制参数；其中，XL是逆变器初始无功功率矩阵，XL＝[x1,...,xL]，x1,...,xL是1时刻至L时刻的所有逆变器无功功率向量，BL是信息衰减矩阵，β为衰减因子，β的取值范围为0.9～0.95，是第m个关键节点从1时刻到L时刻的电压量测向量，是第m个关键节点在1时刻到L时刻的电压量测值，λ为正则项参数，λ的取值范围为10-3～10-5，I为维度为G×G的单位矩阵。第二方面，本专利技术实施例提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电压控制方法，其特征在于，包括：/n基于待控制配电网中所有关键节点的电压量测值及所有关键节点前一时刻的控制参数，获得所有关键节点当前时刻的控制参数；/n基于所述所有关键节点当前时刻的控制参数，获得所述配电网中所有逆变器当前时刻的无功功率增量；/n将所有逆变器当前时刻的无功功率增量分别发送到对应逆变器，以使所述所有逆变器根据各自当前时刻的无功功率增量获得即将在下一时刻输出的无功功率；/n其中，所述关键节点是所述逆变器的接入点或所述配电网中的公共连接点。/n

【技术特征摘要】
1.一种电压控制方法，其特征在于，包括：
基于待控制配电网中所有关键节点的电压量测值及所有关键节点前一时刻的控制参数，获得所有关键节点当前时刻的控制参数；
基于所述所有关键节点当前时刻的控制参数，获得所述配电网中所有逆变器当前时刻的无功功率增量；
将所有逆变器当前时刻的无功功率增量分别发送到对应逆变器，以使所述所有逆变器根据各自当前时刻的无功功率增量获得即将在下一时刻输出的无功功率；
其中，所述关键节点是所述逆变器的接入点或所述配电网中的公共连接点。


2.根据权利要求1所述的电压控制方法，其特征在于，所述基于待控制配电网中所有关键节点的电压量测值及所有关键节点前一时刻的控制参数，获得所有关键节点当前时刻的控制参数，具体包括：
基于各关键节点在当前时刻t的电压量测值及t-L时刻的电压量测值，分别对应计算获得各关键节点在当前时刻t的残差及t-L时刻的残差；
基于所述各关键节点在当前时刻t的残差及t-L时刻的残差，及所述所有关键节点前一时刻的控制参数，获得所有关键节点当前时刻的控制参数；
其中，所述t-L时刻为电压量测采样时间窗口的前一时刻，L为电压量测采样时间窗口长度，L大于G，G为逆变器数量。


3.根据权利要求2所述的电压控制方法，其特征在于，所述基于所述各关键节点在当前时刻t的残差及t-L时刻的残差，及所述所有关键节点前一时刻的控制参数，获得所有关键节点当前时刻的控制参数，具体包括：
基于第1个关键节点至第M个关键节点在前一时刻t-1的控制参数应用公式计算第m个关键节点在当前时刻t的控制参数获得第1个关键节点至第M个关键节点在当前时刻t的控制参数
其中，是第m个关键节点在前一时刻t-1的控制参数，β为衰减因子，Φt-L+1,t是当前时刻t的增益矩阵；是第m个关键节点从1时刻到L时刻的电压量测向量；
xt是当前时刻t所有逆变器的无功功率向量，G为逆变器数量，为第g个逆变器在当前时刻t的无功功率；
xt-L是t-L时刻所有逆变器的无功功率向量，为第g个逆变器在t-L时刻的无功功率；
et为第m个关键节点在当前时刻t的残差，et-L为第m个关键节点在t-L时刻的残差。


4.根据权利要求2所述的电压控制方法，其特征在于，所述基于各关键节点在当前时刻t的电压量测值及t-L时刻的电压量测值，分别对应计算获得各关键节点在当前时刻t的残差及t-L时刻的残差，具体包括：
应用公式计算第m个关键节点在当前时刻t的残差et；其中，为第m个关键节点在当前时刻t的电压量测值，xtT是当前时刻t所有逆变器的无功功率向量的转置，G为逆变器数量，为第g个逆变器在当前时刻t的无功功率；
应用公式计算第m个关键节点在t-L时刻的残差et-L；其中，为第m个关键节点在t-L时刻的电压量测值，xt-LT是t-L时刻所有逆变器的无功功率向量的转置，为第g个逆变器在t-L时刻的无功功率；
其中，是第m个关键节点在前一时刻t-1的控制参数。


5.根据权利要求1所述的电压控制方法，其特征在于，所述基于所述所有关键节点当前时刻的控制参数，获得所述配电网中所有逆变器当前时刻的无功功率增量，具体包括：
应用公...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴文传，许桐，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11