[发明专利]一种智能软开关的集中和就地联合控制策略整定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能软开关的运行控制策略。特别是涉及一种智能软开关的集中和就地联合控制策略整定方法。

背景技术

对能源和环境的高度关注使得配电网的发展面临着新的压力和挑战，这些压力和挑战同时也是推动传统配电网向有源配电网发展的重要机遇。近年来，包括光伏(Photovoltaic，PV)、风机等在内的分布式电源(Distributed Generation，DG)渗透率的不断提高使有源配电网面临一系列新问题，如双向潮流、电压越限、网络阻塞等，其中电压越限情况尤为突出。在传统配电系统中，其调节手段有限，尤其是针对一次系统的控制手段严重匮乏，现有装备多是针对无功功率的调节，如电容器组、静止无功补偿器等。然而在配电网中，有功和无功功率之间的关系是相互耦合的，有功功率对电压分布的影响同样显著。因此，尤其对于含高渗透率分布式电源的配电网，单纯依靠无功调节很难消除电压越限问题。智能软开关(soft open point，SOP)是在上述背景下衍生出的取代传统联络开关的一种基于电力电子技术的新型配电装置。智能软开关能够实现有功功率和无功功率的联合调整，而且功率控制简单、可靠，从而有效应对包括电压越限在内的一系列问题。

目前，智能软开关主要采用集中式控制策略来实现其运行控制。集中式控制策略利用全局信息对智能软开关、分布式电源等可控资源进行全局优化，但过大的数据量会带来沉重的通信和数据处理负担，增大时间延迟；另外，有时出于隐私以及安全方面的考虑而难以获取全局的详细信息，此时将不适合采用集中式控制。而就地控制仅仅依靠本地测量信息，虽然无法实现全局最优，但不需要节点间的信息交流或远程量测，从而减少了通信的数据量，降低了控制变量的维度；并且，当分布式发电波动较大时，就地控制策略可以迅速响应，从而快速抑制波动。

目前关于智能软开关运行优化问题的研究，多是针对其功率输出量的集中控制策略展开的。但考虑到智能软开关两个变流器的无功输出因直流环节的隔离而互不影响的特点，可对其有功、无功输出分别进行集中、就地控制，实现智能软开关的集中与就地联合控制，从而在减小计算负担的前提下尽可能实现全局最优。

由于智能软开关的运行优化具有很强的时序特征，因此必须要以时序的有源配电网智能软开关的集中和就地联合控制策略整定模型作为优化问题的求解基础。该模型数学本质上是混合整数非线性规划问题，给计算求解带来较大挑战。因此，需要一种能够快速求解上述混合整数非线性规划问题的模型与算法，用以求解有源配电网智能软开关的集中和就地联合控制策略整定模型，从而制定出智能软开关的集中和就地联合控制策略，包括智能软开关的有功集中控制策略和就地电压无功控制策略。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种建立有源配电网智能软开关的集中和就地联合控制策略整定模型，制定智能软开关的集中和就地联合控制策略的智能软开关的集中和就地联合控制策略整定方法。

本发明所采用的技术方案是：一种智能软开关的集中和就地联合控制策略整定方法，包括如下步骤：

1)根据选定的有源配电系统，输入线路参数、负荷水平、网络拓扑连接关系，系统安全运行电压约束和支路电流限制，分布式电源的接入位置和容量，分布式电源及负荷的日运行特性预测曲线，智能软开关的接入位置、容量及参数，系统基准电压和基准功率的初值；

2)依据有源配电系统结构及参数，考虑分布式电源出力和负荷的时序特性，建立有源配电网智能软开关的集中和就地联合控制策略整定模型，包括：选取根节点为平衡节点，设定有源配电系统损耗和电压偏差之和最小为目标函数，分别考虑系统潮流约束、系统安全运行约束、智能软开关运行与容量约束；

3)将步骤2)所述模型中的目标函数和非线性约束进行线性化或二阶锥转换，从而使有源配电网智能软开关的集中和就地联合控制策略整定模型转化为二阶锥模型；

4)采用二阶锥规划算法对二阶锥模型进行计算求解得到：智能软开关的集中和就地联合控制策略的相关参数、系统中的电压分布情况、智能软开关的有功调节情况和无功补偿情况；

5)输出步骤4)的求解结果。

步骤2)中：

(1)所述的有源配电系统损耗和电压偏差之和最小为目标函数表示为

min f＝αf_L+βf_V (1)