一种交直流混合配电网电压控制方法技术

本发明专利技术属于电力系统运行控制，具体公开了一种交直流混合配电网电压控制方法

【技术实现步骤摘要】
一种交直流混合配电网电压控制方法、系统、设备及介质


[0001]本专利技术属于电力系统运行控制，具体涉及一种交直流混合配电网电压控制方法
、
系统
、
设备及介质
。

技术介绍

[0002]大规模分布式光伏等分布式资源接入配电网，对传统配电网的形态结构与运行特性产生了深刻影响
。
配电网形态呈现交直流混合的复杂特征，调控难度提升
。
含大规模分布式资源的交直流混合配电网需要通过包含多个电压等级的控制策略来实现区域间协调互济
、
区域内多要素协同互动，提升系统的安全性和运行效率提升
。
当前交直流混合配电网的电压协调控制方法根据参与电压控制实体之间的通信方式，可分为就地控制
、
集中控制和分布式控制三种
。
[0003]就地电压控制架构下，所有智能电子设备的控制器仅基于本地量测数据就地生成控制指令，能够快速响应分布式电源的出力变化，快速消除本地电压越限，但由于缺乏节点间的通信协调，就地电压控制方法无法充分利用其他节点可控资源的调压潜力，容易造成分布式电源发电损失等资源浪费
。
[0004]集中电压控制架构下，中央控制器基于通信网络采集电网所有智能电子设备的运行量测数据，然后通过全局优化计算获取最优控制指令，并统一下发
。
集中电压控制架构通过全局优化计算实现全网所有设备的经济优化运行，但其高度依赖全网量测数据和通信网络，受通信时延和通信故障的影响极大，且存在控制周期长
、
量测数据量大
、
通讯负担重和投资成本高等缺陷
。
[0005]分布式电压控制架构下，所有智能电子设备的控制器仅与相邻节点的控制器进行数据交互
。
基于本地的量测数据和相邻节点的通信数据，全网所有控制器协调配合，共同决策控制指令，具有更好的自治性和适应性，通信压力和计算规模更小
。
然而，目前分布式电压控制方法较多应用于同一电压等级的交直流混合配电网，缺乏关于多电压等级交直流混合配电网的电压协调优化方法的研究，无法发挥交直流混合配电网不同电压等级间分布式资源的相互电压支撑能力
。

技术实现思路

[0006]为了克服现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种交直流混合配电网电压控制方法
、
系统
、
设备及介质，以解决缺少对多电压等级交直流混合配电网的电压进行协调控制，不能充分利用多电压等级的交直流混合配电网可控资源的问题
。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种交直流混合配电网电压控制方法，包括：
[0009]确定交直流混合配电网的各个运行成本，根据各个运行成本构建上层级电压协调控制模型
、
中层级电压协调控制模型和下层级电压协调控制模型；
[0010]其中，所述上层级电压协调控制模型以运营成本最小为目标函数，确定所述上层
级电压协调控制模型的约束条件；
[0011]所述中层级电压协调控制模型以区域内的运行成本最小为目标函数，确定所述中层级电压协调控制模型的约束条件；
[0012]所述下层级电压协调控制模型以馈线的运行成本最小为目标函数，确定所述下层级电压协调控制模型的约束条件；
[0013]基于上层级电压协调控制模型的约束条件，对所述上层级电压协调控制模型进行求解；基于中层级电压协调控制模型的约束条件，对所述中层级电压协调控制模型进行求解；基于下层级电压协调控制模型的约束条件，对所述下层级电压协调控制模型进行求解；得到最优解；
[0014]将最优解作为控制策略
。
[0015]进一步的，所述上层级电压协调控制模型的约束条件为：区域间交换功率约束
、
区域与电网交换功率约束
、
配电网功率平衡约束和备用约束；
[0016]所述中层级电压协调控制模型的约束条件为：馈线交换功率约束和馈线功率平衡约束；
[0017]所述下层级电压协调控制模型的约束条件为：可调资源运行约束和功率平衡约束
。
[0018]进一步的，所述上层级电压协调控制模型以运营成本最小为目标函数，各区域与交直流混合配电网的交换功率，以及区域与区域之间的交换功率作为决策变量，具体为：
[0019][0020][0021][0022][0023][0024]式中，
F
D
表示交直流混合配电网的运行总成本；表示在
t
时段区域
i
的储能运行成本；表示在
t
时段区域
i
的可控负荷控制成本；表示区域与区域间的功率交互成本；表示区域与交直流混合配电网在
t
时段的交易成本；
I
表示接入区域数目；
N
t
表示日前调度时段数；表示区域
i
的储能系统在
t
时段的充电功率；表示区域
i
的储能系统在
t
时段的放电功率；
c
ESS,i
表示区域
i
的储能系统调节成本系数，单位为元
/kWh
；
c
cLD,i
表示区域
i
的可控负荷单位调整电量补偿费用；表示区域
i
的可控负荷在
t
时段的功率；表示区域
i
的可控负荷在
t
时段的原计划功率；表示在
t
时段区域与区域间的购电电价；表示在
t
时段区域与区域间的售电电价；表示在
t
时段区域与区域间的购电功率；表示在
t
时段区域与区域间的售电功率；表示区域
i
与交直流混合
配电网在
t
时段的购电电价；表示区域
i
与交直流混合配电网在
t
时段的售电电价；表示区域
i
与交直流混合配电网在
t
时段的购电功率；表示区域
i
与交直流混合配电网在
t
时段的售电功率；
[0025]所述上层级电压协调控制模型的约束条件为：
[0026]区域与交直流混合配电网间交换功率约束：
[0027][0028]式中，
P
Di,min
表示区域与交直流混合配电网的联络线允许的最小交换功率；
P
Di,max
表示区域与交直流混合配电网的联络线允许的最大交换功率；表示区域在
t
时段向上级配网的售电状态；表示区域在
t
时段向上级配网的购电状态；
[0029]区域间交换功率约束：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种交直流混合配电网电压控制方法，其特征在于，包括：确定交直流混合配电网的各个运行成本，根据各个运行成本构建上层级电压协调控制模型
、
中层级电压协调控制模型和下层级电压协调控制模型；其中，所述上层级电压协调控制模型以运营成本最小为目标函数，确定所述上层级电压协调控制模型的约束条件；所述中层级电压协调控制模型以区域内的运行成本最小为目标函数，确定所述中层级电压协调控制模型的约束条件；所述下层级电压协调控制模型以馈线的运行成本最小为目标函数，确定所述下层级电压协调控制模型的约束条件；基于上层级电压协调控制模型的约束条件，对所述上层级电压协调控制模型进行求解；基于中层级电压协调控制模型的约束条件，对所述中层级电压协调控制模型进行求解；基于下层级电压协调控制模型的约束条件，对所述下层级电压协调控制模型进行求解；得到最优解；将最优解作为控制策略
。2.
根据权利要求1所述的一种交直流混合配电网电压控制方法，其特征在于，所述上层级电压协调控制模型的约束条件为：区域间交换功率约束
、
区域与电网交换功率约束
、
配电网功率平衡约束和备用约束；所述中层级电压协调控制模型的约束条件为：馈线交换功率约束和馈线功率平衡约束；所述下层级电压协调控制模型的约束条件为：可调资源运行约束和功率平衡约束
。3.
根据权利要求1所述的一种交直流混合配电网电压控制方法，其特征在于，所述上层级电压协调控制模型以运营成本最小为目标函数，各区域与交直流混合配电网的交换功率，以及区域与区域之间的交换功率作为决策变量，具体为：率，以及区域与区域之间的交换功率作为决策变量，具体为：率，以及区域与区域之间的交换功率作为决策变量，具体为：率，以及区域与区域之间的交换功率作为决策变量，具体为：率，以及区域与区域之间的交换功率作为决策变量，具体为：式中，
F
D
表示交直流混合配电网的运行总成本；表示在
t
时段区域
i
的储能运行成本；表示在
t
时段区域
i
的可控负荷控制成本；表示区域与区域间的功率交互成本；表示区域与交直流混合配电网在
t
时段的交易成本；
I
表示接入区域数目；
N
t
表示日前调度时段数；表示区域
i
的储能系统在
t
时段的充电功率；表示区域
i
的储能系统在
t
时段的放电功率；
c
ESS,i
表示区域
i
的储能系统调节成本系数，单位为元
/kWh
；
c
cLD,i
表示区域
i
的可控负荷单位调整电量补偿费用；表示区域
i
的可控负荷在
t
时段的功率；表示区域
i
的可控负荷在
t
时段的原计划功率；表示在
t
时段区域与区域间的购电电价；表示在
t
时段区域与区域间的售电电价；表示在
t
时段区域与区域间的购电功率；表示在
t
时段区域与区域间的售电功率；表示区域
i
与交直流混合配电网在
t
时段的购电电价；表示区域
i
与交直流混合配电网在
t
时段的售电电价；表示区域
i
与交直流混合配电网在
t
时段的购电功率；表示区域
i
与交直流混合配电网在
t
时段的售电功率；所述上层级电压协调控制模型的约束条件为：区域与交直流混合配电网间交换功率约束：式中，
P
Di,min
表示区域与交直流混合配电网的联络线允许的最小交换功率；
P
Di,max
表示区域与交直流混合配电网的联络线允许的最大交换功率；表示区域在
t
时段向上级配网的售电状态；表示区域在
t
时段向上级配网的购电状态；区域间交换功率约束：式中，
P
A,i,min
表示区域间交换功率的下限，
P
A,i,max
表示区域间交换功率的上限；表示区域在
t
时段的购电状态，表示区域在
t
时段的售电状态；交直流混合配电网功率平衡约束：
式中，表示区域
i
内
t
时段的分布式光伏出力，表示交直流混合配电网内
t
时段的不可控负荷功率；表示区域与区域间在
t
时段的交换功率；表示区域与交直流混合配电网在
t
时段的交换功率；备用约束：式中，表示区域
i
的储能系统在
t
时段的旋转备用容量，
Rsys
表示该储能系统旋转备用率
。4.
根据权利要求3所述的一种交直流混合配电网电压控制方法，其特征在于，所述中层级电压协调控制模型对区域内部各馈线间的交换功率进行优化出力调度，优化目标是区域内的运行成本最小，目标函数为：内的运行成本最小，目标函数为：内的运行成本最小，目标函数为：内的运行成本最小，目标函数为：式中，
F
k
，
i
表示区域
i
的运行总成本；
N
t
表示日前调度时段数；
J
表示接入馈线数目；表示区域
i
内馈线
j
在
t
时段的运行成本；表示区域
i
内馈线
j
在
t
时段的可控负荷成本；表示区域
i
内馈线
j
在
t
时段的联络线间的电能交易成本；表示馈线
j
上储能系统在
t
时段的放电功率；表示馈线
j
上储能系统在
t
时段的充电功率；
c
ESS,j
表示储能系统运行维护费用；
c
cLD,j
表示可控负荷单位调整电量补偿费用；表示馈线...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅哲，刘博文，杨洋，李熙钦，张志远，蔡智慧，郭家栋，郭原湖，喻晖，高建宇，詹惠瑜，刘科研，贾东梨，
申请(专利权)人：国家电网有限公司中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：