[发明专利]基于模块化指数的分布式光伏集群划分方法

说明书

本发明涉及一种基于模块化指数的分布式光伏集群划分方法，包括：计算节点之间电气距离；计算节点间邻接矩阵；计算节点的度；计算模块化指数；计算集群内无功资源对过电压的解决能力；计算集群内储能对剩余过电压的解决能力；计算集群内光伏对剩余过电压的解决能力；计算集群调压能力指标；计算基于模块化指数和区域电压调节能力的分布式光伏发电集群综合性能指标；依据上述指标进行集群划分。

技术领域

本发明涉及一种基于模块化指数和区域电压调节能力的分布式光伏发电集群划分方法。

背景技术

随着分布式光伏发电在配电网中渗透率的提高，配电网稳定运行面临诸多挑战，其中潮流倒送和电压越限问题尤为严重。过电压不仅限制了配电网接纳分布式光伏渗透率的能力，而且严重威胁到配电网的安全稳定运行。目前，在一些地区的配电网中接入了大量的分布式光伏，使得当地配电网运行中面临的调压问题日趋严重。

目前的电压控制方式主要分为三大类：集中控制方式，以全局优化为目标，但投资成本高、通讯负担重；就地控制方式，具有快响应速度和低投资成本优势，但调压能力有限；分布式控制方式，通过区域协调，改善了电压调节能力和投资成本，但是优化效果有限。

针对上述不足，将分布式光伏发电进行集群划分，以此为基础进行电压控制，能够通过分群自治和群间协调综合集中控制、就地控制和分布式控制的优势，具有巨大潜力。针对集群划分控制，现有集群划分指标主要有以下两种：

(1)多属性集群综合性能指标，利用分区算法能够确定最优分区方案。但是这一指标中未考虑节点间的电压功率耦合关系。

(2)基于社团检测算法，改进模块化指标，考虑无功电压灵敏度和区域无功平衡度。但是该指标忽略有功功率对节点电压的影响。

此外，上述集群划分方式都缺乏区域电压调控能力和调控成本的考虑，因而集群划分的合理性不足，集群控制效果有限。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是克服现有技术的不足，结合分布式光伏特点，提出一种分布式光伏发电集群划分方法，采用本发明的集群划分方法进行全局电压快速，可以能够充分考虑电气距离和区域电压可控能力，有效降低电压控制成本。本发明的技术方案如下：

一种基于模块化指数的分布式光伏集群划分方法，包括如下步骤：

(1)设τ为权重系数，τ/(1-τ)表征有功参与电压调节和单纯利用无功补偿的比例，S_VP和S_VQ分别为节点间的有功和无功电压灵敏度矩阵，计算节点i和j之间电气距离同理；

(2)计算节点间邻接矩阵：节点间的邻接矩阵A_ij为节点间电气距离e_ij的函数，A_ij＝1-e_ij/maxe_ij，其值位于[0,1]之间；

(3)计算节点的度：k_i＝∑_jAi_j，为节点i的度，m＝∑_i∑_jAi_j/2，为所有节点权重之和的一半；

(4)计算模块化指数：模块化指数ρ₀是群内关联度和群间关联度综合指标，ρ₀能够保证群内节点间的强电气联系，

其中，

(5)计算集群内无功资源对过电压的解决能力：

其中，ΔV_i为集群k内电压最高节点i的电压越上限量，电压不越限时其值为0，Q_l(j)为节点j的无功裕度；

(6)计算集群内储能对剩余过电压的解决能力；