[发明专利]一种计及广义无功源的配电网低电压综合治理方法

说明书

一种计及广义无功源的配电网低电压综合治理方法，将变压器的有载调压分接头、电容器、分布式电源和可调控负荷作广义无功源，构建多目标的中压线路电压治理的数学模型，以电压偏移量最小为目标函数，以广义无功源为控制变量，提出适用中压线路的电压治理方案。本发明提供了一种计及广义无功源的中压线路电压综合治理方案，其核心的内容是综合配电网的各种电压无功资源，实现电压无功资源的多时间尺度和多维运行场景下的优化调度，提升电网的分布式电源消纳能力和电网的安全稳定水平。

技术领域

本发明涉及一种计及广义无功源的配电网低电压综合治理方法，属电力电网运行技术领域。

背景技术

传统配电网中无功源主要包括有载调压变压器和无功补偿装置。大量分布式电源的接入在改变配电网有功流向的同时，也改变了配电网的无功分布，为中压线路的电压无功综合优化提供了新的方式；另一方面，配电网中负荷的种类更加丰富和多样化，具备调节能力的新型负荷的接入也为中压线路的电压调节提供了新的手段，在此背景下，如何整合多元化的广义无功源，实现在多时间尺度下和多维运行场景下的线路电压控制，对于提高分布式电源的消纳能力和电网的安全运行水平具有重要意义。

目前，多中压配电线路的电压调节手段较为单一，相应的调控算法也较为简单，大都是与基于线路的设备水平和负荷水平，选择合理的电压治理方案。小容量和大批量分布式电源不同接入位置、接入容量和接入方式对线路电压的影响情况分析也取得了较为丰硕的研究成果，然而如何综合考虑电网的运行状态和负荷水平，综合考虑变压器分接头、无功补偿装置的位置、分布式电源的接入以及多样化负荷的响应能力，构建中压线路电压综合治理分析模型，并构建以经济性和清洁性为目标，引入多维约束条件的相关成果鲜有报道。

发明内容

本发明的目的是，根据现有中压配电线路的电压调节手段和治理方案存在的问题，本发明提出一种计及广义无功源的配电网低电压综合治理方法。

实现本发明的技术方案是，一种计及广义无功源的配电网低电压综合治理方法，针对中压线路的设备状况和运行状况，分析分布式电源的种类、接入方式、接入容量；分析变压器有载调压分接头档位的变化和无功补偿装置容量变化对线路电压的调节能力；分析分布式电源的接入位置、接入形式和接入容量对中压线路电压的影响；分析中压线路负载率的变化对中压线路电压的影响；构建以电压波动最小为目标函数的中压线路电压动态治理方案分析模型。

所述分析模型目标函数的表达方式如下：

式中，f为电压偏移之和；M为节点个数；U_j为节点j的电压值，U_N为线路额定电压值；

相应的约束条件包含以下4个方面：配电网潮流约束、节点电压和支路电流约束、电容器无功补偿和有载调压分接头约束和分布式电源有功无功出力约束：

(1)配电网的潮流约束；

式中，P_is、Q_is分别为节点i注入的有功功率和无功功率，G_ij与B_ij分别为节点导纳矩阵的实部与虚部，δ_ij为节点i和节点j的相角差；

(2)电压、电流约束：

式中，U_jmin和U_jmax为节点j电压的下限和上限，I_jmax为支路j电流的上限；

(3)电容器无功补偿以及变压器分接头的约束：