一种多能源系统发生电压越限故障的功率调节方法及系统技术方案

本发明专利技术提出一种多能源系统发生电压越限故障的功率调节方法及系统，其中方法包括如下步骤：将多能源系统中各节点的运行参数代入预先构建的切负荷控制优化模型中，求解模型得到各节点的最优有功功率；基于各节点的最优有功功率，采用基于内点法的广域无功

【技术实现步骤摘要】
一种多能源系统发生电压越限故障的功率调节方法及系统


[0001]本专利技术涉及电网安全运行策略领域，具体涉及一种多能源系统发生电压越限故障的功率调节方法及系统。

技术介绍

[0002]含多能源系统中由于发电和负荷功率的不确定性可能使工作点偏离安全范围，针对光伏渗透下N
‑
1故障后的功率流和电压越限问题，需要恰当的系统控制方案避免连锁故障的发生。含多能源系统的控制主要有分布式和集中式控制两种。分布式控制中本地分布式电源自主运行，该控制基于当地测量，不需要额外的通信设施，由于不使用全局信息，不会因为中央控制器损坏或通信链路的丢失而影响其控制性能。针对光伏板集成到低压配电网可能产生的过电压问题，学界提出了一种通过调整逆变器无功功率和有功功率来防止或缓解这类问题的分布式控制，与基于最优潮流问题的集中式方案相比，显著减少了信息和通信需求。但为了获得更好的性能，在考虑优化算法的情况下需要由中央控制器进行管理，即集中控制，通过分层控制结构实现，由于使用了来自被控系统的大量信息，从而提供了更有效的解决方案。
[0003]综上所述，含多能源系统的故障解决控制需要从切负荷的经济性和安全裕度以及电压安全着手，开展进一步控制。

技术实现思路

[0004]为了克服上述缺陷，本专利技术提出了一种基于N
‑
1安全域的多能源系统故障穿越控制方法及系统。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种多能源系统发生电压越限故障的功率调节方法，其改进之处在于，包括如下步骤：
[0006]将多能源系统中各节点的运行参数代入预先构建的切负荷控制优化模型中，求解模型得到各节点的最优有功功率；
[0007]基于各节点的最优有功功率，采用基于内点法的广域无功
‑
电压控制得到使各节点电压偏差最小的无功功率；
[0008]基于各节点电压偏差最小的无功功率，通过调节无功功率或者通过调节无功功率和有功功率使各节点的电压恢复至安全范围内。
[0009]优选的，所述切负荷控制优化模型的构建，包括：
[0010]基于系统中负载均衡度和切负荷成本，采用权重方法建立优化模型的目标函数，计算式如下：
[0011][0012]式中，第一项为切负荷成本，ΔP
i
为与源i连接负载的有功功率变化量，C
i
为切除源i下负载时的单位功率成本，第二项表示负载均衡度，P
i
为与源i连接负载的有功功率，为P
i
的平均值，w1、w2分别为第一项和第二项的权重系数，N为多能源系统中源的个数；
[0013]构建目标函数的约束条件。
[0014]优选的，所述约束条件包括等式约束和不等式约束；
[0015]所述等式约束包括系统潮流约束；所述不等式约束包括节点电流约束、N
‑
1安全域约束和安全裕度。
[0016]优选的，所述求解模型得到各节点的最优有功功率采用粒子群优化算法或改进的粒子群算法。
[0017]优选的，所述源包括变压器、光伏单元和/或储能单元。
[0018]优选的，所述基于各节点电压偏差最小的无功功率，通过调节无功功率或者通过调节无功功率和有功功率使各节点的电压恢复至安全范围内，包括：
[0019]若使各节点电压偏差最小的无功功率不大于感性无功功率最大值，则根据使各节点电压偏差最小的无功功率对多能源系统中各节点的无功功率进行调控；否则进一步削减有功功率输出使多能源系统中各节点的电压恢复至安全范围内。
[0020]第二方面，本专利技术还提出一种多能源系统发生电压越限故障的功率调节系统，其改进之处在于，包括：
[0021]求解模块，用于将多能源系统中各节点的运行参数代入预先构建的切负荷控制优化模型中，求解模型得到各节点的最优有功功率；
[0022]计算模块，用于基于各节点的最优有功功率，采用基于内点法的广域无功
‑
电压控制得到使各节点电压偏差最小的无功功率；
[0023]调控模块，用于基于各节点电压偏差最小的无功功率，通过调节无功功率或者通过调节无功功率和有功功率使各节点的电压恢复至安全范围内。
[0024]第三方面，本专利技术还提出一种处理器，其改进之处在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行如上任一项所述的多能源系统发生电压越限故障的功率调节方法。
[0025]第四方面，本专利技术还提出一种执行设备，其改进之处在于，包括处理器，所述处理器和存储器耦合，所述存储器存储有程序指令，当所述存储器存储的程序指令被所述处理器执行时实现如上任一项所述的多能源系统发生电压越限故障的功率调节方法。
[0026]第五方面，本专利技术还提出一种计算机可读存储介质，其改进之处在于，包括程序，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如上任一项所述的多能源系统发生电压越限故障的功率调节方法。
[0027]本专利技术上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种有益效果：通过切负荷控制保证功率不越限；考虑了电压安全的安全域变化，能够实现供电能力的最大化；维持整体电压安全，保障了多能源系统的安全稳定运行。
附图说明
[0028]图1是本专利技术实施例提供的多能源系统发生电压越限故障的功率调节方法的流程
示意图；
[0029]图2是本专利技术实施例提供的改进的粒子群算法示意图；
[0030]图3是本专利技术实施例提供的广域无功
‑
电压控制的框架示意图；
[0031]图4是本专利技术实施例提供的系统故障对安全域的影响示意图；
[0032]图5是本专利技术实施例提供的光伏渗透率对安全域的影响示意图；
[0033]图6是本专利技术实施例提供的Q
‑
U特性曲线示意图；
[0034]图7是本专利技术实施例提供的PV能力曲线示意图；
[0035]图8是本专利技术实施例提供的光伏有功输出限值预测示意图。
具体实施方式
[0036]针对光伏渗透下N
‑
1故障后的功率流和电压越限问题，需要恰当的系统控制方案避免连锁故障的发生。本专利技术涉及一种多能源系统发生电压越限故障的功率调节方法及系统，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。
[0037]第一方面，本专利技术提供一种多能源系统发生电压越限故障的功率调节方法，如附图1所示，所述方法包括如下步骤；
[0038]步骤S1：将多能源系统中各节点的运行参数代入预先构建的切负荷控制优化模型中，求解模型得到各节点的最优有功功率(即最优减载量)；
[0039]步骤S2：基于各节点的最优有功功率，采用基于内点法的广域无功
‑
电压控制得到使各节点电压偏差最小的无功功率；
[0040]步骤S3：基于各节点电压偏差最小的无功功率，通过调节无功功率或者通过调节无功功率和有功功率使各节点的电压恢复至安全范围内。
[0041]上述步骤S1中各节点的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多能源系统发生电压越限故障的功率调节方法，其特征在于，包括如下步骤：将多能源系统中各节点的运行参数代入预先构建的切负荷控制优化模型中，求解模型得到各节点的最优有功功率；基于各节点的最优有功功率，采用基于内点法的广域无功
‑
电压控制得到使各节点电压偏差最小的无功功率；基于各节点电压偏差最小的无功功率，通过调节无功功率或者通过调节无功功率和有功功率使各节点的电压恢复至安全范围内。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述切负荷控制优化模型的构建，包括：基于系统中负载均衡度和切负荷成本，采用权重方法建立优化模型的目标函数，计算式如下：式中，第一项为切负荷成本，ΔP
i
为与源i连接负载的有功功率变化量，C
i
为切除源i下负载时的单位功率成本，第二项表示负载均衡度，P
i
为与源i连接负载的有功功率，为P
i
的平均值，w1、w2分别为第一项和第二项的权重系数，N为多能源系统中源的个数；构建目标函数的约束条件。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述约束条件包括等式约束和不等式约束；所述等式约束包括系统潮流约束；所述不等式约束包括节点电流约束、N
‑
1安全域约束和安全裕度。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述求解模型得到各节点的最优有功功率采用粒子群优化算法或改进的粒子群算法。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述源包括变压器、光伏单元和/或储能单元。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周颖，田世明，陈宋宋，宫飞翔，袁金斗，石坤，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：