【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于配电网电压控制，尤其涉及一种基于功率预测的配电网无功电压控制方法。
技术介绍
1、配电网是城市的关键基础设施，是连接电网与用户的重要纽带。配电网正在由传统的无源网络成为有源网络，功能和形态正在发生显著变化，对供电安全性、可靠性、适应性的要求越来越高。
2、分布式光伏因其本身拥有成本低、效益好以及对建设场景要求低等特点，配电网中适当的加入部分分布式光伏，有利于提升电压质量、减小线路传输损失、提升环境水平、缓解电力不足以及增强系统可靠性；然而分布式光伏接入位置错误或不加限制地接入也会给配电网带来谐波污染、电压波动、经济效益差等不利影响。
3、对于含光伏发电的配电网中，通过对逆变器进行合理的控制也能使其发出无功功率。目前绝大部分逆变器的无功输出仅为给定值运行或无输出，若使光伏逆变器充分发挥其无功调节的作用，还需要对电网运行状态的精确把控及成熟的控制策略。
4、因此，对多源配电网日前功率精准预测并协调光伏并网逆变器参与无功电压控制对于配电网安全可靠运行十分重要，亟需进一步的技术更新和改进。
技术实现思路
1、针对上述现有技术中存在的不足之处，本专利技术提供了一种基于功率预测的配电网无功电压控制方法。其目的是为了实现通过日前基于arima时间序列法的台区无功功率预测，提前确定无功补偿电容器组投切策略，减少电容器组投切频率，提高使用寿命；利用光伏逆变器无功出力实时对剩余的无功缺额进行补偿，充分发挥光伏逆变器无功变化快、能够感性容性调节的特性，实
2、本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：
3、一种基于功率预测的配电网无功电压控制方法，包括以下步骤：
4、收集目标台区的无功功率历史数据，基于arima时间序列法计算得到配电台区日前无功功率预测值；
5、基于计算得到的配电台区日前无功功率预测值，进行分组电容器投切；
6、基于配电台区日前无功功率预测值，构建光伏逆变器辅助补偿策略。
7、更进一步的，所述收集目标台区的无功功率历史数据，基于arima时间序列法计算得到配电台区日前无功功率预测值，包括以下步骤：
8、步骤1-1.收集目标台区三个月以上无功功率历史数据，若无直接历史数据，则根据每一时刻无功补偿装置出力情况、台区视在功率、台区功率因数进行计算；
9、步骤1-2.将获取的全部台区实际无功功率缺额历史数据按时间顺序排列后，整理得到arima预测模型数据集；
10、步骤1-3.对arima预测模型数据集进行平稳化检验，确定差分阶数d1、d2；
11、步骤1-4.利用偏自相关系数图pacf确定模型参数p1、p2可能性；
12、步骤1-5.利用自相关系数图acf确定模型参数q1、q2可能性；
13、步骤1-6.利用信息准则或热力图定阶，遍历搜索aic和bic最小的参数组合，确定模型参数p1、p2、q1、q；
14、步骤1-7.根据上述步骤1-3至步骤1-6确定模型参数arima(p,d,q)；
15、步骤1-8.利用该模型参数及数据集延伸预测后96个数据点qf(t)，作为次日台区无功功率预测结果。
16、更进一步的，所述基于计算得到的配电台区日前无功功率预测值，进行分组电容器投切，其在投切策略设定时需要考虑以下因素：
17、目标函数及约束条件如下：
18、
19、s.t.0≤qc≤qf
20、
21、其中，num(t)为预测日中电容器组投切次数，t取值范围为0-96，即前一日24时0分至预测日24时0分，每15分钟一点的96点曲线；qf为某一时刻台区预测的无功功率缺额，qc为某一时刻电容器组无功补偿容量；xor为异或运算函数，即两个变量相同时输出为0，两个变量不同时输出为1；sn(t)为第n个电容器投切状态，1为投入，0为未投入；sn(t-1)为第n个电容器上一时刻投切状态。
22、更进一步的，所述基于配电台区日前无功功率预测值，构建光伏逆变器辅助补偿策略，其实时补偿容量计算方法如下式：
23、qi(t)＝qf(t)-qc(t)
24、其中，qi(t)为目标台区下t时刻逆变器无功出力的和，qf(t)为t时刻台区预测的无功功率缺额，qc(t)为t时刻电容器组无功补偿容量；若存在多个逆变器，其发出的无功功率应根据逆变器最大无功输出功率成比例分配，其中，多个光伏逆变器无功分配方式如下式：
25、
26、其中，为台区下第m个逆变器t时刻无功功率，为台区下第m个逆变器最大输出无功功率，为台区下全部逆变器最大无功输出功率的和。
27、一种基于功率预测的配电网无功电压控制装置，利用任一项所述的方法来实现，包括：
28、收集和计算模块，用于收集目标台区的无功功率历史数据，基于arima时间序列法计算得到配电台区日前无功功率预测值；
29、分组模块，用于基于计算得到的配电台区日前无功功率预测值，进行分组电容器投切；
30、构建模块，用于基于配电台区日前无功功率预测值，构建光伏逆变器辅助补偿策略。
31、更进一步的，所述收集和计算模块，用于收集目标台区的无功功率历史数据，基于arima时间序列法计算得到配电台区日前无功功率预测值，包括以下步骤：
32、步骤1-1.收集目标台区三个月以上无功功率历史数据，若无直接历史数据，则根据每一时刻无功补偿装置出力情况、台区视在功率、台区功率因数进行计算；
33、步骤1-2.将获取的全部台区实际无功功率缺额历史数据按时间顺序排列后，整理得到arima预测模型数据集；
34、步骤1-3.对arima预测模型数据集进行平稳化检验，确定差分阶数d1、d2；
35、步骤1-4.利用偏自相关系数图pacf确定模型参数p1、p2可能性；
36、步骤1-5.利用自相关系数图acf确定模型参数q1、q2可能性；
37、步骤1-6.利用信息准则或热力图定阶，遍历搜索aic和bic最小的参数组合，确定模型参数p1、p2、q1、q；
38、步骤1-7.根据上述步骤1-3至步骤1-6确定模型参数arima(p,d,q)；
39、步骤1-8.利用该模型参数及数据集延伸预测后96个数据点qf(t)，作为次日台区无功功率预测结果。
40、更进一步的，所述分组模块，用于基于计算得到的配电台区日前无功功率预测值，进行分组电容器投切，其在投切策略设定时需要考虑以下因素：
41、目标函数及约束条件如下：
42、
43、s.t.0≤qc≤qf
44、
45、其中，num(t)为预测日中电容器组投切次数，t取值范围为0-96，即前一日24时0本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于功率预测的配电网无功电压控制方法，其特征是：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于功率预测的配电网无功电压控制方法，其特征是：所述收集目标台区的无功功率历史数据，基于ARIMA时间序列法计算得到配电台区日前无功功率预测值，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种基于功率预测的配电网无功电压控制方法，其特征是：所述基于计算得到的配电台区日前无功功率预测值，进行分组电容器投切，其在投切策略设定时需要考虑以下因素：
4.根据权利要求1所述的一种基于功率预测的配电网无功电压控制方法，其特征是：所述基于配电台区日前无功功率预测值，构建光伏逆变器辅助补偿策略，其实时补偿容量计算方法如下式：
5.一种基于功率预测的配电网无功电压控制装置，其特征是：利用如权利要求1-6任一项所述的方法来实现，包括：
6.根据权利要求5所述的一种基于功率预测的配电网无功电压控制方法，其特征是：所述收集和计算模块，用于收集目标台区的无功功率历史数据，基于ARIMA时间序列法计算得到配电台区日前无功功率预测值，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于功率预测的配电网无功电压控制方法，其特征是：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于功率预测的配电网无功电压控制方法，其特征是：所述收集目标台区的无功功率历史数据，基于arima时间序列法计算得到配电台区日前无功功率预测值，包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的一种基于功率预测的配电网无功电压控制方法，其特征是：所述基于计算得到的配电台区日前无功功率预测值，进行分组电容器投切，其在投切策略设定时需要考虑以下因素：
4.根据权利要求1所述的一种基于功率预测的配电网无功电压控制方法，其特征是：所述基于配电台区日前无功功率预测值，构建光伏逆变器辅助补偿策略，其实时补偿容量计算方法如下式：
5.一种基于功率预测的配电网无功电压控制装置，其特征是：利用如权利要求1-6任一项所述的方法来实现，包括：
6.根据权利要求5所述的一种基于功率预测的配电网无功电压控制方法，其特征是：所述收集和计算模块，用于收集目标台区的无功功率历史数据...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾泰宇，田野，朱义东，胡大伟，史可鉴，张新宇，杜威，李海峰，王智博，原峰，代继成，刘兆宸，李斌，韩月，范维，杨璐羽，赵振扬，刘桁宇，孙家正，张哲，张智，王珊珊，呼笑笑，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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