三相不平衡主动配电网双时标分布式电压控制方法及系统技术方案

本公开提出了三相不平衡主动配电网双时标分布式电压控制方法及系统，包括：构建用于实现不平衡树状配电系统多目标电压控制的数学模型；使用基于模型预测控制的双时标优化框架，将电压控制问题划分为快时间尺度与慢时间尺度两个优化问题分别处理；使用交替方向乘子法实现分布式的电压控制。该方案将具有不同时间特性的装置分别进行调节，提高了装置的使用寿命，具有更好的经济性。具有更好的经济性。具有更好的经济性。

【技术实现步骤摘要】
三相不平衡主动配电网双时标分布式电压控制方法及系统


[0001]本公开属于主动配电网电压控制
，尤其涉及三相不平衡主动配电网双时标分布式电压控制方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]近年来，化石燃料的大量使用所造成的环境问题愈发严重，其本身也面临着储量堪忧的问题，因此，可再生清洁能源的开发和利用得到了广泛关注。基于光伏、风力等可再生能源的分布式电源的集成可以很好地缓解人类对化石燃料的依赖，在实现环境友好的同时，满足日益增长的电力需求。但随着越来越多分布式电源的接入，配电网面临着一系列新的技术和经济上的挑战，电压分布便是其中最值得注意的问题之一。因为，可再生能源的随机性和不确定性可能导致电压波动，同时，高比例新能源接入引起的反向潮流也可能导致严重的电压上升问题。
[0004]尽管国内外已经对电压控制进行了大量的研究，但其中大部分都基于三相平衡系统，依赖于单相等效模型，并不适用于三相不平衡系统。而由于不均匀的单相负载、非等边的导线间隔和不平衡电源等原因，配电网本身具有内在的不平衡性。现有的方法不能对不平衡系统的电压进行高效的控制。
[0005]同时，随着分布式系统在配电网中的日益普及，传统的集中式控制方法存在的一些重大缺陷暴露出来。首先，分布式电源、可控负载等设备的大规模接入，使中央控制器和通信网络需要收集和处理的信息大大增加，容易导致系统的故障。其次，由于集中式方法需要收集整个系统的数据，分布式电源的隐私信息很难得到保护，可能会给其所有者带来麻烦。
[0006]配电网中的电压控制装置具有不同的时间特性，应当在不同的时间尺度上协调运行，但现有的控制方法大多是在同一时间尺度下设计的，经济性有待提高，不平衡主动配网缺少经济高效的分布式电压控制策略。

技术实现思路

[0007]为克服上述现有技术的不足，本公开提供了三相不平衡主动配电网双时标分布式电压控制方法，能够实现在不同的时间尺度上协调运行。
[0008]为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
[0009]第一方面，公开了三相不平衡主动配电网双时标分布式电压控制方法，包括：
[0010]构建用于实现不平衡树状配电系统多目标电压控制的数学模型；
[0011]使用基于模型预测控制的双时标优化框架，将电压控制问题划分为快时间尺度与慢时间尺度两个优化问题分别处理；
[0012]使用交替方向乘子法实现分布式的电压控制。
[0013]进一步的技术方案，所述用于实现不平衡树状配电系统多目标电压控制的数学模型能正确表达变压器、电容器组接入配网产生的影响。
[0014]进一步的技术方案，将电压控制问题划分为快时间尺度与慢时间尺度两个优化问题分别处理；
[0015]在快时间尺度下，对分布式电源的有功功率和无功功率输出进行优化，使系统能够控制快速波动电压，同时捕获更多的可再生能源；
[0016]在慢时间尺度下，调整变压器、电容器组分接头位置，以纠正长期电压偏差，同时减少动作次数。
[0017]进一步的技术方案，使用交替方向乘子法实现分布式的电压控制时，可将电压控制问题分布在配电网的各个区域中，每个区域之间通过导线连接，每个区域都有一个信息处理器，用于与相邻区域交换信息。
[0018]进一步的技术方案，在快时间尺度下，约束条件主要为系统稳态运行约束、分布式电源出力约束和安全运行约束。
[0019]进一步的技术方案，在慢时间尺度下，约束条件包括：系统稳态运行约束、分布式电源出力约束、安全运行约束、变压器和储能装置的分接头位置约束。
[0020]进一步的技术方案，在快时间尺度下，目标函数由电压项、有功出力项、无功出力项、网损项四部分构成，以实现在减少电压偏差的同时，优化分布式电源出力，捕获更多的可再生能源。
[0021]进一步的技术方案，在慢时间尺度下，目标函数由电压项、电容器组分接头项、网损项三部分构成，以实现在减少电压偏差的同时，减少调压装置与储能装置分接头的动作次数，延长使用寿命。
[0022]第二方面，公开了三相不平衡主动配电网双时标分布式电压控制系统，包括：
[0023]模型构建模块，用于构建用于实现不平衡树状配电系统多目标电压控制的数学模型；
[0024]双时标电压控制模块，用于使用基于模型预测控制的双时标优化框架，将电压控制问题划分为快时间尺度与慢时间尺度两个优化问题分别处理；
[0025]使用交替方向乘子法实现分布式的电压控制。
[0026]以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
[0027]本公开技术方案构建了一个可用于实现不平衡树状配电系统多目标电压控制的数学模型，此模型准确、高效，为实现不平衡树状配网的电压控制提供了有力的工具。
[0028]同时，在此模型上实现了基于模型预测控制的双时标电压协调控制方案，该方案将具有不同时间特性的装置分别进行调节，提高了装置的使用寿命，具有更好的经济性。
[0029]该方案将具有不同时间特性的装置分别进行调节，每个区域的信息处理器只需负责收集本区域的信息和与相邻区域交换信息即可。可以很好地保护用户的隐私权，同时减轻通信系统和信息处理器的负担。
[0030]在此基础上，利用交替方向乘子法对数学模型进行分解和求解，将电压控制问题分布在配电网的各个区域中，实现了电压的分布式控制。每个区域的信息处理器只需负责收集本区域的信息和与相邻区域交换信息即可。可以很好地保护用户的隐私权，同时减轻通信系统和信息处理器的负担。
[0031]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0032]构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
[0033]图1本公开实施例子提供的电压协调控制方法总体流程图；
[0034]图2本公开实施例子提供的电压协调控制方法中慢时间尺度部分流程图；
[0035]图3本公开实施例子提供的电压协调控制方法中快时间尺度部分流程图；
[0036]图4本公开实施例子提供的电压协调控制方法中分接头调整部分流程图；
[0037]图5本公开实施例子提供的123节点配网系统图。
具体实施方式
[0038]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0039]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.三相不平衡主动配电网双时标分布式电压控制方法，其特征是，包括：构建用于实现不平衡树状配电系统多目标电压控制的数学模型；使用基于模型预测控制的双时标优化框架，将电压控制问题划分为快时间尺度与慢时间尺度两个优化问题分别处理；使用交替方向乘子法实现分布式的电压控制。2.如权利要求1所述的三相不平衡主动配电网双时标分布式电压控制方法，其特征是，所述用于实现不平衡树状配电系统多目标电压控制的数学模型能正确表达变压器、电容器组接入配网产生的影响。3.如权利要求1所述的三相不平衡主动配电网双时标分布式电压控制方法，其特征是，将电压控制问题划分为快时间尺度与慢时间尺度两个优化问题分别处理；在快时间尺度下，对分布式电源的有功功率和无功功率输出进行优化，使系统能够控制快速波动电压，同时捕获更多的可再生能源；在慢时间尺度下，调整变压器、电容器组分接头位置，以纠正长期电压偏差，同时减少动作次数。4.如权利要求1所述的三相不平衡主动配电网双时标分布式电压控制方法，其特征是，使用交替方向乘子法实现分布式的电压控制时，可将电压控制问题分布在配电网的各个区域中，每个区域之间通过导线连接，每个区域都有一个信息处理器，用于与相邻区域交换信息。5.如权利要求1所述的三相不平衡主动配电网双时标分布式电压控制方法，其特征是，在快时间尺度下，约束条件主要为系统稳态运行约束、分布式电源出力约束和安全运行约束。6.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李子谦，吴秋伟，陈健，潘博，齐世强，刘刚，
申请(专利权)人：嘉兴国电通新能源科技有限公司北京国电通网络技术有限公司国网信息通信产业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：