[发明专利]基于案例推理的配电网主动电压控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种主动配电网安全运行及预防控制方法。特别是涉及一种基于案例推理的配电网主动电压控制方法。

背景技术

随着经济发展，负荷逐年增加以及全球节能减排战略的不断推进，分布式能源(Distributed Energy Resource,DER)，特别是可再生/间歇式能源，微网(Micro Grid,MG)以及分布式储能系统(Energy Storage System,ESS)，不断地渗透至配电网，使得配电网面临越来越多的机遇与挑战[1-4]，主要表现在：DER的并网运行，使得配电网成为具有多源属性的有源配电网络，系统运行调控难度将增加。各种随机因素和不确定因素在不同的时间和空间尺度上相互叠加，使得智能配电系统成为相互耦合的强非线性复杂系统。新技术的应用，使得配电网可控性，可观测性和交互性有了显著提升[1-2]。

现阶段，已有的配网控制管理系统无法完全适应上述变化，只能采取就地消纳和局部控制相结合的方式被动地接纳DER。如：若DER所发电力过剩，系统只能降低或切断DER出力来平衡本地负载，DER无法参与配电网的最优潮流运行；当配电网出现故障时，DER将退出运行或采用孤岛运行，无法与配电自动化实现协调控制；各个MG之间独立运行，缺乏协调，对配电网经济运行和安全性提升效果有限，使得MG自身优势难以充分发挥；需求侧响应以及智能量测体系(Advance Metering Infrastructure,AMI)，由于缺乏有效的综合控制决策系统而难以参与配电网的优化运行。一些配电网运营商不得不采用“last in first off”的手段，即根据DER并网时间的先后来硬性控制DER的运行状态[3-4]。

随着配电管理和配电自动化系统的不断完善，使得配电网具有了主动性的特征。主动配电网(Active Distribution Network，ADN)是一种新型的、区别于微网的大规模分布式电源接入配电网的方式，一方面可以协调控制包括分布式电源、储能装置、可控负荷、需求侧管理等在内的多种分布式能源，加大配电网对可再生能源的接纳能力，提升配电网的资产利用率；另一方面可以满足更加高级的配电自动化应用，可以动态选择经济、可靠的运行方式、拓扑结构，呈现出比传统的配电网更加灵活的运行特征[5]。2010年CIGRE提出了将主动配电网作为未来配网发展的主要技术方向之一。主动配电网的定义是由CIGRE的C6.11工作组提出的[6]，包括：

●能够根据实时的量测信息，主动地控制配网中的DER(包括：分布式电源,负荷以及ESS等)的运行状态；

●配电网运营商(distribution network operator,DNO)可以通过改变网络拓扑结构来控制网内潮流；

●能够使DER融合到配电网中而不是简单的连接到配电网络，在适当的监管和协议下DER可以承担系统支持/管理的责任。

近年来，欧盟提出将自动化、通信以及先进的电力电子等技术引入到配电网的主动管理(Active Distribution Network Management，ADM)之中，主导了ADM相关示范工程[7]；美国在主动配电网及其相关领域也开展了大量的研究工作；在我国由国网公司牵头实施的国家高技术研究发展计划(863计划)“主动配电网关键技术研究及示范”也正在开展针对主动配电网条件下的协同优化调度、交互控制技术等方面的研究。

电压的稳定对配电网优化运行，消纳间歇性能源起到主导作用。利用主动配电网的主动性可对不断变化的配电网运行状态进行实时监控及控制，以给出当前运行方式下配电网最优运行状态，在到达配网电压运行限制时采取相应的控制措施，及时调整运行方式，可以极大的提高网络运行的安全性，具有重要现实意义。