综合服务站内部虚拟集群动态划分方法和系统技术方案

本发明专利技术提出了综合服务站内部虚拟集群动态划分方法和系统，该方法包括采集主导节点电压；主导节点为使得所有负荷节点的电压偏差最小的节点；根据主导节点电压的状态，确定配电网实时调控目标，基于不同的调控目标选取不同的划分指标；对不同的划分指标做归一化处理并设定不同指标的权重；利用划分指标计算分布式电源的相似性矩阵；利用分布式电源的相似性矩阵，建立分布式光伏网络，利用层次聚类的社团算法得到集群划分结果。基于该方法，还提出了综合服务站内部虚拟集群动态划分系统。本发明专利技术将多个分布式电源整合为满足实际控制需求的集群，从而优化运行问题，以减少网损、缩减调节成本，实现电压安全运行，解决了电压越限问题。解决了电压越限问题。解决了电压越限问题。

【技术实现步骤摘要】
综合服务站内部虚拟集群动态划分方法和系统


[0001]本专利技术属于综合服务站
，特别涉及综合服务站内部虚拟集群动态划分方法和系统。

技术介绍

[0002]综合服务站内分布式电源出力受环境影响比较明显，当某个区域内分布式电源渗透率比较高时，大幅度的分布式电源出力变化将会严重影响功率平衡，从而导致母线电压大幅度波动。传统一般采取分散或者集中控制的方式，分散控制中各个控制设备获取本地信息，独立的控制本地电压水平。这样的分散控制速度快，不依赖于控制中心，但由于控制器之间无法协调无功分布、电压水平产生不利的影响。集中控制需要系统范围内的各个节点的信息，由调度中心产生控制信号，这种控制方式对测量精度和数据通信有较高的要求，实施起来有一定的难度。
[0003]分布式电源通常由能量转换装置及相关控制系统组成，分布式发电技术的千差万别同时分布式电源及其控制系统的模型还在不断发展中，使得分布式电源具有不同的静态特性和动态特性、控制和并网方式多样，对每一种可能的分布式电源都建立详细的模型描述几乎是不可能的也是没有必要的。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提出了综合服务站内部虚拟集群动态划分方法和系统。将多个分布式电源整合为满足实际控制需求的集群，从而优化运行问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]综合服务站内部虚拟集群动态划分方法，包括以下步骤：
[0007]采集主导节点电压；所述主导节点为使得所有负荷节点的电压偏差最小的节点；
[0008]根据所述主导节点电压的状态，确定配电网实时调控目标，基于不同的调控目标选取不同的划分指标；
[0009]对所述不同的划分指标做归一化处理并设定不同指标的权重；
[0010]利用所述划分指标计算分布式电源的相似性矩阵；
[0011]利用所述分布式电源的相似性矩阵，建立分布式光伏网络，利用层次聚类的社团算法得到集群划分结果。
[0012]进一步的，所述在采集主导节点电压之前选择主导节点，其中主导节点选择的方法包括：
[0013]考虑分布式电源接入配电网的特点，以不可控分布式电源出力变化为扰动量，可控分布式电源出力变化为控制量，同时考虑分布式电源的运行场景选择主导节点；
[0014]或者利用主导节点选择的综合灵敏度对所述主导节点的可观性和可控性量化选择主导节点：所述可观性采用分区内除主导节点之外其他节点的耦合性表示；所述可控性采用无功电压灵敏度值表示；主导节点选择的综合灵敏度计算方法为：
[0015][0016]其中S
e
为分区内所有节点的集合，S
G
为分区内所有分布式电源的集合，γ为权重，α
km
表示可观性占的比例；β
kj
表示可控性占的比例；S
k
为综合灵敏度的目标函数；k表示分区内所有节点的编号；j表示分区内所有分布式电源的编号。
[0017]进一步的，所述基于不同的调控目标选取不同的划分指包括：
[0018]以减少网损为集群调控目标时，选取无功电压灵敏度、无功调节容量和调节成本为划分指标；
[0019]以电压的安全运行为集群调控目标时，选取有功电压灵敏度、无功电压灵敏度、有功调节容量、有功调节容量和调节速度为划分指标。
[0020]进一步的，所述基于不同的调控目标选取不同的划分指标之后还包括：判断分区内可调容量衡量指标和是否在设定范围之内，若不在，则根据配电网划分方法在相邻区域间重新均衡分布式电源可调容量，重新选择主导节点并重新进行分布式电源可调容量校验。
[0021]进一步的，所述则根据配电网划分方法在相邻区域间重新均衡分布式电源可调容量，重新选择主导节点并重新进行分布式电源可调容量校验的方法包括：
[0022][0023][0024]其中，表示分区当前运行状态下的主导节点优化设定值；表示当分区内所有发电机分别运行在可行上限的主导节点电压值；表示当分区内所有发电机分别运行在可行下限的主导节点电压值；u表示分布式电源运行在可行的无功和有功上限区域主导节点电压值与优化值的相对偏差；v表示分布式电源运行在可行的无功和有功下限区域主导节点电压值与优化值的相对偏差。
[0025]进一步的，所述对所述不同的划分指标做归一化处理并设定不同指标的权重的过程包括：
[0026]划分指标x具有不同的量纲，对各个指标作适当的处理使其归一化，压缩到[0，1]中，公式为：
[0027][0028]其中，x
i,k
为第i个分布式光伏的第k个划分指标，为第k个指标的平均值，s
k
为第k个指标的标准差；x'
i,k
为第i个分布式光伏的第k个划分指标归一化值。
[0029]进一步的，所述利用所述划分指标计算分布式电源的相似性矩阵的过程包括：
[0030]相似度矩阵的公式为：
[0031]其中，α
k
为第k个指标的权重，m为指标数目；C表示控制方式，T表示通讯方式；δ为0
‑
1函数，若控制方式和通讯方式相同则为1，否则为0。
[0032]进一步的，所述利用所述分布式电源的相似性矩阵，建立分布式光伏网络的方法包括：
[0033]将系统中单个分布式光伏视为节点，各个节点之间具有连边，连边的权值为分布式光伏的相似度，构造分布式光伏网络。
[0034]进一步的，利用层次聚类的社团算法得到集群划分结果的方法包括:
[0035]将网络每个节点划分为一个社团，计算网络模块化度量值；
[0036]随机选择相邻节点、进行组合得到第一社团，计算网络模块化增量值，即执行社团凝聚，当增量值为正，则把网络模块化放在一个社团，否则位置不变；
[0037]分层重复进行社团结构凝聚，将已划分社团作为节点，构成第二网络，重复执行社团凝聚，并让网络权重累加进已划分社团内部；
[0038]当所有节点遍历后值均不再增加，则终止凝聚，得到最终社团分区结果。
[0039]本专利技术还提出了综合服务站内部虚拟集群动态划分系统，所述系统包括：采集模块、选取模块、处理模块、计算模块和建立模块；
[0040]所述采集模块用于采集主导节点电压；所述主导节点使得所有负荷节点的电压偏差最小；
[0041]所述选取模块用于根据所述主导节点电压的状态，确定配电网实时调控目标，基于不同的调控目标选取不同的划分指标；
[0042]所述处理模块用于对所述不同的划分指标做归一化处理并设定不同指标的权重；
[0043]所述计算模块用于利用所述划分指标计算分布式电源的相似性矩阵；
[0044]所述建立模块用于利用所述分布式电源的相似性矩阵，建立分布式光伏网络，利用层次聚类的社团算法得到集群划分结果。
[0045]
技术实现思路
中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是专利技术所有的全部效果，上述技术方案中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.综合服务站内部虚拟集群动态划分方法，其特征在于，包括以下步骤：采集主导节点电压；所述主导节点为使得所有负荷节点的电压偏差最小的节点；根据所述主导节点电压的状态，确定配电网实时调控目标，基于不同的调控目标选取不同的划分指标；对所述不同的划分指标做归一化处理并设定不同指标的权重；利用所述划分指标计算分布式电源的相似性矩阵；利用所述分布式电源的相似性矩阵，建立分布式光伏网络，利用层次聚类的社团算法得到集群划分结果。2.根据权利要求1所述的综合服务站内部虚拟集群动态划分方法，其特征在于，所述在采集主导节点电压之前选择主导节点，其中主导节点选择的方法包括：考虑分布式电源接入配电网的特点，以不可控分布式电源出力变化为扰动量，可控分布式电源出力变化为控制量，同时考虑分布式电源的运行场景选择主导节点；或者利用主导节点选择的综合灵敏度对所述主导节点的可观性和可控性量化选择主导节点：所述可观性采用分区内除主导节点之外其他节点的耦合性表示；所述可控性采用无功电压灵敏度值表示；主导节点选择的综合灵敏度计算方法为：其中S
e
为分区内所有节点的集合，S
G
为分区内所有分布式电源的集合，γ为权重，α
km
表示可观性占的比例；β
kj
表示可控性占的比例；S
k
为综合灵敏度的目标函数；k表示分区内所有节点的编号；j表示分区内所有分布式电源的编号。3.根据权利要求1所述的综合服务站内部虚拟集群动态划分方法，其特征在于，所述基于不同的调控目标选取不同的划分指包括：以减少网损为集群调控目标时，选取无功电压灵敏度、无功调节容量和调节成本为划分指标；以电压的安全运行为集群调控目标时，选取有功电压灵敏度、无功电压灵敏度、有功调节容量、有功调节容量和调节速度为划分指标。4.根据权利要求1所述的综合服务站内部虚拟集群动态划分方法，其特征在于，所述基于不同的调控目标选取不同的划分指标之后还包括：判断分区内可调容量衡量指标和是否在设定范围之内，若不在，则根据配电网划分方法在相邻区域间重新均衡分布式电源可调容量，重新选择主导节点并重新进行分布式电源可调容量校验。5.根据权利要求4所述的综合服务站内部虚拟集群动态划分方法，其特征在于，所述则根据配电网划分方法在相邻区域间重新均衡分布式电源可调容量，重新选择主导节点并重新进行分布式电源可调容量校验的方法包括：新进行分布式电源可调容量校验的方法包括：
其中，表示分区当前运行状态下的主导节点优化设定值；表示当分区内所有发电机分别运行在可行上限的主导节点电压值；表示当分区内所有发电机分别运行在可行下限的主导节点电...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯亮，鉴庆之，李文升，赵龙，郑志杰，孙东磊，刘蕊，孙毅，石冰珂，刘冬，王宪，杨波，朱毅，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：