一种分布式光伏集群电压控制方法及相关设备技术

本发明专利技术针对高渗透率分布式光伏引起的配电网电压越限问题，提出一种分布式光伏集群电压控制方法及相关设备，该方法包括以下步骤：获取配电网线路电气参数

【技术实现步骤摘要】
一种分布式光伏集群电压控制方法及相关设备


[0001]本专利技术涉及区域连片高渗透率分布式光伏开发应用，属于分布式智能电网优化控制技术，具体涉及一种分布式光伏集群电压控制方法及相关设备
。

技术介绍

[0002]着眼于当下碳达峰
、
碳中和的国家宏观战略目标，作为光伏开发的重要形式之一，分布式光伏的整县连片开发受到了国家的高度重视
。
随着分布式光伏的连片推进建设，其对配电网的影响也开始日益凸显
。
高渗透率分布式光伏的大量接入，将改变传统电网的集中式输电格局，给配电网带来双向潮流的问题，导致台区出现反向的重过载现象，造成配电网中电压越限问题突出
。
[0003]为了解决高渗透率分布式光伏发电引起的电压越限问题，需要对配电网进行电压控制
。
传统的集中式控制基于中央控制器，综合考虑各影响因素，从全局角度对配电网电压进行优化，但这种方法对通信系统的依赖性较高，在电网结构复杂时，其决策变量维数较大，模型求解效率低，耗费时间长
。
而集群控制基于分布式光伏点多
、
面广的特点，将配电网划分为多个集群，集群内节点耦合紧密，集群间耦合程度较低
。
该方法通过集群间实时交换信息，在集群内进行独立控制，尽管不能获得全局的最优电压控制解，但能在各个区域内获得区域最优解
。
如此，集群控制将复杂的配电网优化问题转化为多个子问题，减少了求解空间的维数，能有效提升优化效率，在复杂配电网的优化控制领域，有着良好的应用前景
。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对高渗透率分布式光伏引起的配电网电压越限问题，提供了一种分布式光伏集群电压控制方法及相关设备，其基于功率电压灵敏度矩阵，使用
Louvain
算法对配电网进行集群划分，在每个集群内以电压偏差和网损最小作为优化目标，基于改进差分进化算法进行分布式光伏有功削减和逆变器容性无功补偿的协同优化
。
该方法相比于集中电压控制，能有效提升求解效率，是一种解决分布式光伏高渗透率复杂配电网电压控制的有效方法
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案
[0006]第一方面，本专利技术提供一种分布式光伏集群电压控制方法，包括以下步骤：
[0007]获取配电网的线路电气参数
、
负荷信息和分布式光伏信息；
[0008]对所述配电网进行潮流计算并建立功率电压的灵敏度矩阵；
[0009]根据灵敏度矩阵建立电气距离矩阵，根据电气距离矩阵建立边权矩阵，根据边权矩阵建立模块度，利用
Louvain
算法根据模块度对配电网的节点进行集群划分；
[0010]划分后的各个所述集群通过虚拟平衡节点与邻接集群交换潮流信息，并基于改进差分进化算法在各个所述集群内进行无功优化，实现对各节点电压的控制
。
[0011]第二方面，本专利技术还提供了一种电子设备，包括处理器以及存储器；
[0012]所述存储器用于存储程序；
[0013]所述处理器执行所述程序实现如前面所述的方法
。
[0014]第三方面，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有程序，所述程序被处理器执行实现如前面所述的方法
。
[0015]第四方面，本专利技术还提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中
。
计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行前面的方法
。
[0016]本专利技术与现有技术相比，其有益效果在于：
[0017](1)Louvain
算法不需要事先给定集群个数，可以根据配电网情况对集群数量做出最优安排
。Louvain
算法是公认性能最好的社区发现算法之一，以系统最大模块度为优化目标，可以对网络进行紧凑的集群划分
。
本专利技术提供的实施方案中，
Louvain
算法基于以功率电压灵敏度量化的模块度函数，对配电网进行集群划分
。
[0018](2)
集群电压控制相比集中控制，对通信的依赖程度较低
。
同时，基于群内节点的强耦合，群间的弱耦合，仅通过群间的部分信息交换便可实现对集群内部的独立控制，能大幅提升运算效率
。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图进行简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0020]图1为本专利技术实施例1提供的流程图；
[0021]图2为本专利技术实施例1中所述步骤
S3
的具体流程图；
[0022]图3为本专利技术实施例1中所述集群电压控制的方法示意图；
[0023]图4为本专利技术实施例2中集群划分结果示意图；
[0024]图5为本专利技术实施例2中进行电压控制后各节点的电压分布图
。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围
。
[0026]实施例：
[0027]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序
。
应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施
。
此外，本专利技术实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程
、
方法
、
系统
、
产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这
些过程
、
方法
、
产品或设备固有的其它步骤或单元
。
[0028]为了进一步对本专利技术的申请目的和技术方案进行清楚
、
完整的阐述，下面将结合本专利技术实施例中的附图进行阐述
。
显而易见地，以下所描述的实施例仅仅是本专利技术的部分实施例，而不是全部实施例，这些实施例也不全局限于本专利技术，对于从事本行业的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种分布式光伏集群电压控制方法，其特征在于，包括：获取配电网的线路电气参数
、
负荷信息和分布式光伏信息；对所述配电网进行潮流计算并建立功率电压的灵敏度矩阵；根据灵敏度矩阵建立电气距离矩阵，根据电气距离矩阵建立边权矩阵，根据边权矩阵建立模块度，利用
Louvain
算法根据模块度对配电网的节点进行集群划分；划分后的各个所述集群通过虚拟平衡节点与邻接集群交换潮流信息，并基于改进差分进化算法在各个所述集群内进行无功优化，实现对各节点电压的控制
。2.
根据权利要求1所述的分布式光伏集群电压控制方法，其特征在于，所述配电网的线路电气参数包括各支路阻抗及对地导纳
、
各节点无功补偿设备容量及对地阻抗
、
网络电压基准值
U
B
、
网络功率基准值
S
B
、
各节点处的负荷以及分布式光伏接入的情况
。3.
根据权利要求1所述的分布式光伏集群电压控制方法，其特征在于，根据无功电压灵敏度矩阵和有功电压灵敏度矩阵建立灵敏度矩阵其中，式中，为有功电压灵敏度矩阵，为无功电压灵敏度矩阵，
i,j
表示节点
。4.
根据权利要求1所述的分布式光伏集群电压控制方法，其特征在于，所述根据灵敏度矩阵建立电气距离矩阵，根据电气距离矩阵建立边权矩阵，根据边权矩阵建立模块度，利用
Louvain
算法根据模块度对配电网的节点进行集群划分，具体为：根据灵敏度矩阵建立电气距离矩阵：式中，
d
ij
表示节点
j
功率变化后其自身电压变化值与节点
i
电压变化值之比的常用对数值；根据电气距离矩阵建立边权矩阵：式中，
d
max
、d
min
分别为电气距离矩阵的最大元素和最小元素，
e
ij
为边权矩阵中各元素；根据边权矩阵建立模块度：式中，
ρ
为模块度，
e
ij
为边权矩阵中各元素，即连边权值；为各连边权值之和；为与节点
i
相连的所有边权值之和；当节点
i
和节点
j
属于同一社区时，
δ
(i,j)
＝1，否则
δ
(i,j)
＝
0。5.
根据权利要求1所述的分布式光伏集群电压控制方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒杰，张靖，陈炯聪，廖卓颖，田甜，
申请(专利权)人：中国科学院广州能源研究所，
类型：发明
国别省市：