[发明专利]基于主动机制的分层分布式配电网电压调控系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能电网电压控制技术领域，尤其涉及一种基于主动机制的分层分布式配电网电压调控系统及方法。

 

背景技术

近年来，随着分布式能源（DER，Distributed Energy Resource），尤其是风能、太阳能等新的可再生能源（RES，Renewable Energy Resources）的接入，潮流单向流动的传统辐射状配电网开始逐渐转变为一个潮流双向流动的复杂网络。针对此现状，国际大电网会议（CIGRE）配电及分布式发电（C6）技术委员会WG C6.19~WG C6.22工作组提出了主动配电网（active distribution systems）的概念。主动配电网是一个由微电源、负荷、储能系统和控制装置构成的系统，它对于大电网表现为一个单一可控的单元，可实现多种能源形式的高可靠供给。

目前，对主动配电网电压控制技术主要存在以下两种方法：

（1）基于“触发式”的电压控制，其特点是根据实时采集到的值，通过死区与阀值的设置，直接触发预定的控制流程来进行调整；

（2）基于整体协调的电压控制，这种控制策略是根据实时采集到的值，同时兼顾考虑网络结构等特点，通过一定的算法先统一输出所有控制设备的动作方式，随后再进行控制指令的下发。

但是现阶段所述两种技术都存在相当的约束，“触发式”电压控制策略具有动作速度快、消耗的资源少的显著优势，但是死区范围难以选择。灵敏度过高会导致设备发生反复震荡，死区范围设定过大，将导致部分电压越限等情况不能及时做出反应，而且“触发式”电压控制策略核心思路仍然是被动的，无法适应于主动配电网“基于主动机制的优化控制”这一特点。而基于整体协调的控制策略需要对整个电网进行控制，所以需要网络拓扑信息、各节点实时电压值、分布式电源（DG，Distributed Generation）、电容器、有载调压变压器（OLTC）分接头的当前状态和可调范围等大量数据的支持，这将导致计算量过大，难以满足实时性的要求。同时主动配电网中的可控元素远远多于传统的配电网，其中DG和无功补偿（SVC，Static Var Compensator）是连续变化的，而电容器和OLTC的状态又是离散的，所以整体协调控制问题是一个非常复杂的混合整数规划问题，这给算法的选择带来了极大的困难。

因此，有必要对分布式配电网电压调控方法及系统进行改进。

 

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于主动机制的分层分布式配电网电压调控系统及方法，以优化对主动配电网电压的整体协调控制。

为了实现以上目的，本发明提供一种基于主动机制的分层分布式配电网电压调控系统，该系统包括：无功电压控制器、协调电压控制器以及主动配电网电压管理子系统，所述无功电压控制器面向配电网中的单条支路，所述协调电压控制器面向配电网中包括多条支路的局部区域，所述主动配电网电压管理子系统面向整个配电网；其中，

所述主动配电网电压管理子系统用于根据配电网的当前有功功率及网络拓扑计算电压控制指标，并与所述无功电压控制器交互所述电压控制指标；

所述无功电压控制器用于在电压越限、且支路顶点电压值在所述电压控制指标范围内时对电压进行就地控制调节，使支路所有节点电压值位于所要求的范围内；若所述支路顶点电压值不在所述电压控制指标范围内，则向所述主动配电网电压管理子系统发送协助控制指令；

所述协调电压控制器用于当所述支路顶点电压值不在所述电压控制指标范围内时，配合所述无功电压控制器完成电压协调控制，使配电网的所有支路的所有节点电压值位于所要求的范围内；其中，所述协调电压控制器的电压调整值由所述主动配电网电压管理子系统进行计算并下发给所述协调电压控制器。

较佳地， 所述无功电压控制器通过一第一可控单元对电压进行就地控制调节。

较佳地，所述第一可控单元为无功单元。

较佳地，所述第一可控单元包括分布式发电单元、无功补偿装置以及可控负载。

较佳地，所述协调电压控制器通过一第二可控单元完成电压协调控制。

较佳地，所述第二可控单元为可调变压器，所述可调变压器的分接头的调整只影响所有位于该第二可控单元下的所有支路的电压值而不影响其无功值。

较佳地，所述协调电压控制器的电压调整值由所述主动配电网电压管理子系统基于主动机制算法进行计算，并通过对电压波动的预测、同时综合考虑间歇式能源并网离网计划来选择合适的调整值，实现对整个配电网的电压优化控制。