【技术实现步骤摘要】
基于无功/有功电压灵敏度解耦的电网分群方法及系统
本专利技术涉及配电网控制
，并且更具体地，涉及一种基于无功/有功电压灵敏度解耦的电网分群方法及系统。
技术介绍
在大电网侧，根据电压灵敏度矩阵对大电网进行分群时，考虑大电网的网络阻抗特性(电阻远远小于电抗)，往往忽略有功变化对电网电压的影响，只对大电网进行无功分群与无功电压控制。但在配电网侧，由于配电网的阻抗比值较大，且电压控制策略涉及光伏逆变器有功功率控制，所以有功功率变化对电网分群的影响不可忽略。因此，针对未来高比例分布式光伏接入配电网的过电压与控制复杂性问题，以及采用集中控制方式存在的不足，需要一种基于无功/有功电压灵敏度解耦的电网分群方法。
技术实现思路
本专利技术提出一种基于无功/有功电压灵敏度解耦的电网分群方法及系统，以解决如何实现配电我那个分群以及对分群电压进行控制的问题。为了解决上述问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种基于无功/有功电压灵敏度解耦的电网分群方法，所述方法包括：S1，确定配电网的分群原则，将配电网中的每个节点作为一个单独的子分群，并根据分群原则计算每个子分群的改进的第一分群模块度函数；S2，对于任一个节点i，从其他节点中随机选择一个节点j组合形成一个新的子分群(i,j),重新计算新的子分群(i,j)对应改进的第二分群模块度函数；S3，根据所述改进的第一分群模块度函数和改进的第二分群模块度函数计算每种组合情况下该任一个节点i对应的分群模块度函数变化量，并当分群模块度函数...
【技术保护点】
1.一种基于无功/有功电压灵敏度解耦的电网分群方法，其特征在于，所述方法包括：/nS1，确定配电网的分群原则，将配电网中的每个节点作为一个单独的子分群，并根据分群原则计算每个子分群的改进的第一分群模块度函数；/nS2，对于任一个节点i，从其他节点中随机选择一个节点j组合形成一个新的子分群(i,j),重新计算新的子分群(i,j)对应改进的第二分群模块度函数；/nS3，根据所述改进的第一分群模块度函数和改进的第二分群模块度函数计算每种组合情况下该任一个节点i对应的分群模块度函数变化量，并当分群模块度函数变化量达到最大正值时，将与分群模块度函数变化量达到最大正值时对应的两个节点(i，j)划分到同一子分群内，并更新此时的改进的分群模块度函数；/nS4，将新形成的子分群看作一个独立的节点，并返回S2重新计算，直至没有任何节点能进行合并且改进的第二分群模块度函数达到最大值时，分群过程停止，，确定当前的分群为最优分群结果；其中，所述分群原则包括：有功分群原则和无功分群原则。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于无功/有功电压灵敏度解耦的电网分群方法，其特征在于，所述方法包括：
S1，确定配电网的分群原则，将配电网中的每个节点作为一个单独的子分群，并根据分群原则计算每个子分群的改进的第一分群模块度函数；
S2，对于任一个节点i，从其他节点中随机选择一个节点j组合形成一个新的子分群(i,j),重新计算新的子分群(i,j)对应改进的第二分群模块度函数；
S3，根据所述改进的第一分群模块度函数和改进的第二分群模块度函数计算每种组合情况下该任一个节点i对应的分群模块度函数变化量，并当分群模块度函数变化量达到最大正值时，将与分群模块度函数变化量达到最大正值时对应的两个节点(i，j)划分到同一子分群内，并更新此时的改进的分群模块度函数；
S4，将新形成的子分群看作一个独立的节点，并返回S2重新计算，直至没有任何节点能进行合并且改进的第二分群模块度函数达到最大值时，分群过程停止，，确定当前的分群为最优分群结果；其中，所述分群原则包括：有功分群原则和无功分群原则。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法在当所述分群原则为无功分群时，利用如下方式计算子分群的改进的无功分群模块度函数，包括：
其中，为改进的无功分群模块度函数；ρVQ为未改进的无功分群模块度函数；N为子分群的个数；为子分群Ck对应的无功平衡度指标；为子分群Ck对应的无功分群区内耦合度指标；分别为所有与节点i、节点j相连边的无功权重之和；mQ为网络中所有边的无功权重之和；为进行无功层面分群时，V-Q权重；SQU为无功电压灵敏度矩阵，通过对潮流雅可比矩阵进行变换得到；Qsupplied为子分群Ck内所有光伏能够提供的无功功率；Qneed为在在子分群Ck内，最小无功需求量；ΔVi为节点i的电压增量；为在子分群Ck内，第α个光伏单元对第i个节点的有功电压灵敏度；avg表示求均值运算；m为网络中边的数目。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法在当所述分群原则为有功分群时，利用如下方式计算子分群的改进的有功分群模块度函数，包括：
其中，为改进的有功分群模块度函数；ρVP为未改进的有功分群模块度函数；N为子分群的个数；为子分群Ck对应的有功平衡度指标；为子分群Ck对应的有功分群区内耦合度指标；分别为所有与节点i、节点j相连边的有功权重之和；mP表示网络中所有边的有功权重之和；为进行有功层面分群时，V-P权重；SPU为有功电压灵敏度矩阵，通过对潮流雅可比矩阵进行变换得到；Pcurtailed为子分群Ck内所有光伏允许剪切的有功功率；Pneed为在在子分群Ck内，最小有功需求量；ΔVi为为节点i的电压增量；为在子分群Ck内，第α个光伏单元对第i个节点的有功电压灵敏度；avg表示求均值运算；m为网络中边的数目。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据预设的无功/有功分群内部的电压控制策略，按照“优先最大程度地利用光伏逆变器无功调节能力，再最小化地进行光伏有功剪切”的原则，对高比例分布式光伏的集群进行控制。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设的无功/有功分群内部的电压控制策略，包括：
在无功/有功子分群内部，将可调无功/有功容量有剩余的光伏记为可调光伏节点集群，将可调无功/有功容量为0的光伏记为不可调光伏节点集群，同时将各负荷节点分为过电压节点集合和正常节点集合；
确定过电压节点集合中的电压幅值最大的节点为关键负荷节点，根据无功/有功电压灵敏度矩阵，在可调光伏集群中找出与关键负荷节点的无功/有功电压灵敏度值最大的光伏PVi作为关键光伏节点；
根据无功/有功电压灵敏度，利用公式ΔVmax/Smax计算将所述关键光伏节点的灵敏度Vmax调回正常范围内所需要的PVi无功输出量/有功剪切量；其中，ΔVmax为所述关键负荷节点的电压幅值与节点电压上限值的差值；
若PVi无功可调节容量/有功可调节容量大于无功输出量/有功剪切量，则根据无功输出量/有功剪切量对Vmax进行无功补偿，然后进行一次分群内的潮流计算，若潮流计算后仍存在过电压节点，则重复上述过程，直至PVi无功/有功可调节容量小于无功输出量/有功剪切量，用无功/有功可调节容量对Vmax进行补偿，并将该光伏节点划分到不可调光伏节点集群中，在更新过的可调光伏节点集群中，寻找最大无功灵敏度对应的光伏继续进行上述过程的无功补偿，当子分群CkQ内所有电压节点电压都在可调范围之内或者子分群内无可调光伏时，则区内无功/有功电压控制过程结束。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述按照“优先最大程度地利用光伏逆变器无功调节能力，再最小化地进行光伏有功剪切”的原则，对高比例分布式光伏的集群控制，包括：
步骤1，根据无功分群原则进行无功电压分群，以确定无功子分群序列{C1Q,C2Q,…,CkQ,…,CNQ}，其中N为子分群的个数；
步骤2，检测所有子分群内节点是否过电压，若所有电压节点都合格，则结束；如果有过电压节点，则将所有过电压节点对应的子分群记为可调节分群集合M，其他的子分群记为不可调节分群集合T，并进入步骤3；
步骤3，在可调节分群集合M中选取电压幅值最大的节点i，设其所对应的子分群为CjQ；
步骤4，按照无功分群内部的电压控制策略在子分群CjQ内进行区内无功电压控制，对CjQ内光伏进行无功补偿后的整个配电网进行一次潮流计算，若全网电压均合格，则结束，否则，进入下一步；
步骤5，将子分群CjQ划分到不可调节分群集合T内，并判断可调节分群集合M中是否存在过电压节点；其中，如果存在，则对可调节分群集合M内的无功分群重复步骤3～4；若可调节分群集合M中不存在过电压节点而不可调节分群集合T内存在过电压节点时，则进行下一步；
步骤6，根据有功分群原则进行有功电压分群，以确定有功子分群序列{C1P,C2P,…,CkP,…,CNP}；
步骤7，在所有过电压节点中选取电压幅值最大的节点g，设其所对应的子分群为ChP；
步骤8，按照有功分群内部的电压控制策略在子分群CjQ内进行区内有功电压剪切控制，使ChP内所有电压均合格，对ChP内光伏进行有功剪切后的整个配电网进行一次潮流计算；
步骤9，若全网电压均满足电网要求，则结束控制；若全网电压仍存在过电压节点，则对未进行电压调节的子分群重复步骤7～8，直至所有节点电压均位于电网要求的范围内。
7.一种基于无功/有功电压灵敏度解耦的电网分群系统，其特征在于，所述系统包括：
第一分群模块度函数计算单元，用于确定配电网的分群原则，将配电网中的每个节点作为一个单独的子分群，并根据分群原...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏二号，吕志鹏，宋振浩，韩筛根，周珊，刘文龙，杨晓霞，刘峰，薛琳，杜许峰，王岗，刘梦，
申请(专利权)人：国网上海能源互联网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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