中长时间尺度的分布式电源的源网协调控制方法技术

本发明专利技术公开了中长时间尺度的分布式电源的源网协调控制方法包括：根据配电网存在的突出问题及当地情况，选择合适的中长时间尺度源网协调控制模型；选择观察平面，完整刻画分布式电源安全域并计算分布式电源安全域的面积；通过控制参数空间刻画分布式电源安全域的投影，最大化拟合控制曲线初始模型，计算增广安全域在观察平面的面积，并调整控制参数使增广安全域的面积最大；输出中长时间尺度源网协调控制模型，实现对分布式电源的源网协调的控制；本发明专利技术提出的控制方案既能保证电网的安全运行，即接纳更多的工作点和新能源出力场景，又能在运行模拟阶段，为电网提供支撑作用，提高供电电能质量。高供电电能质量。高供电电能质量。

【技术实现步骤摘要】
中长时间尺度的分布式电源的源网协调控制方法


[0001]本专利技术涉及源网协调控制
，具体为中长时间尺度的分布式电源的源网协调控制方法。

技术介绍

[0002]分布式电源的接入给配电网的安全运行带来了不确定因素，但另一方面，以电力电子逆变器为接入元件的分布式光伏具有较为灵活的控制方式和有功、无功输出能力；在输出有功功率的基础上，还可以在允许容量的要求下提供无功支撑，本专利技术提出了使用最大化配电网安全域的投影拟合技术来整定逆变器控制参数。
[0003]有一些研究已经发现分布式电源对电网存在支撑作用，例如，季玉琦等人指出分布式电源大规模接入电网后的电压支撑能力可以提升系统供电能力，改善用户供电质量，并提出了三类电压支撑能力评价指标；李长城等人发现高密分布式电源对于故障恢复具有支撑作用，提出了利用分布式电源的输配电系统分区协同恢复方法；但是，这些支撑作用需要在容量配置合理、配套储能设备、出力可控等条件下才能实现，否则可能会带来其他问题。
[0004]分布式电源具有高度电力电子化、运行灵活化等特点，具有多种控制方案，但是，在目前的配电网规划方法中，分布式电源被简单建模，没有考虑到更加精细的控制方案；这将使得规划模型与实际运行特性产生较大偏差，也将进而影响规划方案的准确性；实际上，分布式电源可以实现源网协调控制，进而支撑电网运行，因此应当开发面向规划阶段的中长时间尺度的分布式电源源网协调控制模型和参数整定方法，进而为规划阶段提供更加符合运行实际的分布式电源模拟控制方案；这类源网控制模型应当是针对某区域电网特别设计选择的控制方案，并且满足长时间尺度下的各类随机场景的运行安全性和控制灵活性要求。
[0005]以分布式光伏为主的分布式电源主要通过电力电子逆变器接入电网，其具有较为灵活的控制方式和有功、无功输出能力，在输出有功功率的基础上，还可以在允许容量的要求下提供无功支撑；目前，IEEE1547.1
‑
2020标准规范了逆变器的有功无功控制、电压无功控制、功率因数控制和恒无功控制等基准控制方式；除此之外，还有学者提出了线性二次高斯最优控制，比例积分控制等控制方案，大多是为了解决某些实际问题而提出的，在实际中的使用并不广泛。

技术实现思路

[0006]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0007]鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
[0008]本专利技术实施例的第一方面，提供中长时间尺度的分布式电源的源网协调控制方
法，包括：获取当前配电系统数据，并根据所述当前配电系统数据和配电网存在的突出问题及当地情况，选择合适的中长时间尺度源网协调控制模型；选择观察平面，完整刻画分布式电源安全域并计算所述分布式电源安全域的面积；通过控制参数空间刻画所述分布式电源安全域的投影，最大化拟合控制曲线初始模型，计算增广安全域在所述观察平面的面积，并调整控制参数使所述增广安全域的面积最大；输出所述增广安全域的面积最大时的控制参数和对应的中长时间尺度源网协调控制模型，实现对分布式电源的源网协调的控制。
[0009]作为本专利技术所述的中长时间尺度的分布式电源的源网协调控制方法的一种优选方案，其中：所述中长时间尺度源网协调控制模型的获取包括，
[0010]当逆变器参与电网调控时，所述电网调控输出的有功功率和无功功率需满足所述逆变器的容量约束，而且一般优先输出有功功率，在容量运行范围内再为电网提供无功功率，支撑电网电压；
[0011]所述逆变器的容量约束的计算包括，
[0012][0013]其中，P
INV
表示逆变器的有功出力值，表示逆变器有功出力值得最大值，Q
INV
表示逆变器的无功出力值，表示逆变器容量的最大值。
[0014]作为本专利技术所述的中长时间尺度的分布式电源的源网协调控制方法的一种优选方案，其中：还包括，
[0015]当输出的有功功率大于预设参数值时，采用PQ下垂控制，此时分布式电源的无功出力值随着有功出力值增大而不断减少，当输出的有功功率小于预设参数值时，无功功率最大值恒定为一个值，可以根据系统实际情况为系统提供无功功率，有助于配电网运行，具体的数学模型的计算如下，
[0016][0017]其中，和分别表示模型无功的两个设置参数变量，表示逆变器有功出力值的最小值，表示模型有功参数变量。
[0018]作为本专利技术所述的中长时间尺度的分布式电源的源网协调控制方法的一种优选方案，其中：所述完整刻画分布式电源安全域的过程包括，
[0019]将配电网运行安全约束纳入配电系统运行安全域的考虑范畴，所述配电网运行安全约束包括配电网潮流约束、变电站容量上下限约束、发电机出力上下限约束、新能源出力上限约束、储能荷电状态约束、节点电压约束以及线路容量约束；
[0020]所述配电网潮流约束的计算包括，
[0021][0022]其中，P
subi,t,s
表示变电站在场景s时刻t的有功功率，P
Gi,t,s
表示发电机在场景s时刻t的有功出力值，P
Ri,t,s
表示新能源机组在场景s时刻t的有功功率，P
ESi,t,s
表示i节点负荷在场景s时刻t的储能有功功率，P
Li,t,s
表示i节点负荷在场景s时刻t的有功功率，V
i,t,s
表示s场景t时刻i节点的电压幅值，V
j,t,s
表示s场景t时刻j节点的电压幅值，G
ij
表示线路i～j的等路电导，θ
ij,t,s
表示s场景t时刻i节点的电压相角值，B
ij
表示线路i～j的等路电纳，Q
subi,t,s
表示变电站在场景s时刻t的无功功率，Q
Gi,t,s
表示发电机在场景s时刻t的无功出力值，Q
Ri,t,s
表示在场景s时刻t的无功功率，Q
ESi,t,s
表示i节点负荷在场景s时刻t的储能无功功率，Q
Li,t,s
表示i节点负荷在场景s时刻t的无功功率，N
B
表示系统节点数；
[0023]所述变电站容量上下限约束的计算包括，
[0024][0025]其中，和分别表示变电站的有功功率容量的上下限值，和分别表示变电站的无功功率容量的上下限值，N
Sub
表示变电站节点数；
[0026]所述发电机出力上下限约束的计算包括，
[0027][0028]其中，和分别表示发电站的有功出力的上下限值，和分别表示发电站的无功出力的上下限值，N
G
表示发电机节点数。
[0029]作为本专利技术所述的中长时间尺度的分布式电源的源网协调控制方法的一种优选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.中长时间尺度的分布式电源的源网协调控制方法，其特征在于，包括：获取当前配电系统数据，并根据所述当前配电系统数据和配电网存在的突出问题及当地情况，选择合适的中长时间尺度源网协调控制模型；选择观察平面，完整刻画分布式电源安全域并计算所述分布式电源安全域的面积；通过控制参数空间刻画所述分布式电源安全域的投影，最大化拟合控制曲线初始模型，计算增广安全域在所述观察平面的面积，并调整控制参数使所述增广安全域的面积最大；输出所述增广安全域的面积最大时的控制参数和对应的中长时间尺度源网协调控制模型，实现对分布式电源的源网协调的控制。2.如权利要求1所述的中长时间尺度的分布式电源的源网协调控制方法，其特征在于：所述中长时间尺度源网协调控制模型的获取包括，当逆变器参与电网调控时，所述电网调控输出的有功功率和无功功率需满足所述逆变器的容量约束，而且一般优先输出有功功率，在容量运行范围内再为电网提供无功功率，支撑电网电压；所述逆变器的容量约束的计算包括，其中，P
INV
表示逆变器的有功出力值，表示逆变器有功出力值的最大值，Q
INV
表示逆变器的无功出力值，表示逆变器容量的最大值。3.如权利要求2所述的中长时间尺度的分布式电源的源网协调控制方法，其特征在于：还包括，当输出的有功功率大于预设参数值时，采用PQ下垂控制，此时分布式电源的无功出力值随着有功出力值增大而不断减少，当输出的有功功率小于预设参数值时，无功功率最大值恒定为一个值，可以根据系统实际情况为系统提供无功功率，有助于配电网运行，具体的数学模型的计算如下，其中，和分别表示模型无功的两个设置参数变量，表示逆变器有功出力值的最小值，表示模型有功参数变量。4.如权利要求3所述的中长时间尺度的分布式电源的源网协调控制方法，其特征在于：所述完整刻画分布式电源安全域的过程包括，将配电网运行安全约束纳入配电系统运行安全域的考虑范畴，所述配电网运行安全约束包括配电网潮流约束、变电站容量上下限约束、发电机出力上下限约束、新能源出力上限约束、储能荷电状态约束、节点电压约束以及线路容量约束；所述配电网潮流约束的计算包括，
其中，P
subi,t,s
表示变电站在场景s时刻t的有功功率，P
Gi,t,s
表示发电机在场景s时刻t的有功出力值，P
Ri,t,s
表示新能源机组在场景s时刻t的有功功率，P
ESi,t,s
表示i节点负荷在场景s时刻t的储能有功功率，P
Li,t,s
表示i节点负荷在场景s时刻t的有功功率，V
i,t,s
表示s场景t时刻i节点的电压幅值，V
j,t,s
表示s场景t时刻j节点的电压幅值，G
ij
表示线路i～j的等路电导，θ
ij,t,s
表示s场景t时刻i节点的电压相角值，B
ij
表示线路i～j的等路电纳，Q
subi,t,s
表示变电站在场景s时刻t的无功功率，Q
Gi,t,s
表示发电机在场景s时刻t的无功出力值，Q
Ri,t,s
表示在场景s时刻t的无功功率，Q
ESi,t,s
表示i节点负荷在场景s时刻t的储能无功功率，Q
Li,t,s
表示i节点负荷在场景s时刻t的无功功率，N
B
表示系统节点数；所述变电站容量上下限约束的计算包括，其中，和分别表示变电站的有功功率容量的上下限值，和分别表示变电站的无功功率容量的上下限值，N
Sub
表示变电站节点数；所述发电机出力上下限约束的计算包括，其中，和分别表示发电站的有功出力的上下限值，和分别表示发电站的无功出力的上下限值，N
G
表示发电机节点数。5.如权利要求4所述的中长时间尺度的分布式电源的源网协调控制方法，其特征在于：还包括，所述新能源出力上限约束的计算包括，其中，表示新能源机组的有功功率容量的上限值，表示新能源机组的无功功率容量的上限值，表示新能源机组的视在功率容量的上限值，N
R
表示新能源机组节...

【专利技术属性】
技术研发人员：程军照，刘宝林，黄炜，冯磊，赵贯超，刘虹吟，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司曲靖供电局，
类型：发明
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