[发明专利]一种应用于柔性负荷实时调压的智能搜索算法

说明书

本发明公开了一种应用于柔性负荷实时调压的智能搜索算法，该算法基于星形配电网的线路压降特征而设计，包括以下步骤：通过实时潮流计算检测配电网内所有节点的电压，将电压从小到大排序；当有节点欠电压或过电压情况发生时，搜索节点内所有可调控的柔性负荷，考虑所有柔性负荷开关的开断组合，生成所有的功率组合从小到大排序的列表。采用本发明的技术方案，通过配电网内节点电压的排序，搜索最小的柔性负荷功率组合，最小限度地改变用户的负荷运行计划。通过柔性负荷的开断，控制配电网节点电压在合理范围内。解决了大量分布式发电并网带来的电压升高问题和大量电动汽车同时充电产生的电压降落问题，维护配电网的安全稳定运行。

技术领域

本发明涉及配电网电压控制技术领域，具体而言，是一种应用于柔性负荷实时调压的智能搜索算法。

背景技术

随着智能电网的不断发展，近年来配电网也迎来巨大的变化。可再生能源的分布式发电系统，如屋顶光伏发电，越来越多地在配电网中装载。在传统配电网中，电力潮流是从变电站流向终端用户。而当大量分布式发电的剩余电力并入配电网后，使得配电网的潮流变成双向潮流。剩余电力会抬升配电网内节点的电压，严重时会造成过电压的情况。另一方面，纯电动汽车在近年得到了快速地发展。而当大量电动汽车在配电网内同时充电时，会产生新的负荷高峰，也会导致配电网电压下降，严重时会导致欠电压问题。分布式发电并网和大量电动汽车充电接入配电网，使得配电网电压控制变得更加复杂且困难，给配电网带来电压的不稳定。分布式发电由于受天气影响较大，发电存在间歇性的特点，也使得配电网的电压变化更加剧烈，若单靠传统的电压调节设备进行控制，将导致这些设备频繁动作，影响其寿命。而且，传统调压设备动作有时间延迟，也难以应对快速的电压变化。

用户侧需求响应被认为是智能电网的一个重要组成部分，随着智能家居的发展，用户侧用电设备具备远程控制、自动控制等功能，可为需求响应提供更多的便利。在配电网中，由于电容和电阻的比值(即X/R)小，柔性负荷有功功率的变化会很大程度影响配电网中的电压。近年来，国内外有很多研究利用柔性负荷的功率调整来协助配电网的电压控制。当使用用户侧的柔性负荷时，应当尽量减少对用户负荷使用时间的影响，然而，利用柔性负荷进行实时调压时，包含非线性的电力潮流计算，因此是一种整数的组合非线性优化，需要很大的计算资源。遗传算法等启发式算法是常用的解决非线性组合优化的算法，但是这些方法需要长时间的迭代，不适合实时优化。电压敏感系数法是广泛采用的实时电压控制算法，它是通过牛顿/拉夫逊法潮流计算中雅克比矩阵的逆矩阵得到敏感系数矩阵，然后通过敏感系数矩阵直接计算每个节点所需的功率调节量。然而，电压敏感系数法不考虑节点是否有能进行调整的柔性负荷，其电压调整是对所有节点的调整，而不是针对电压越限节点的电压调整。

故，针对现有技术的缺陷，实有必要提出一种技术方案以解决现有技术存在的技术问题。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种应用于柔性负荷实时调压的智能搜索算法，通过该算法搜索最小的柔性负荷功率组合，最小地影响用户的柔性负荷工作时间，从而实现配电网的电压调节，从而可以减少电网侧的设备建设和维护费用的投入，节省配电网电压稳定的维护成本。

为了克服现有技术的缺陷，本发明的技术方案如下：

一种应用于柔性负荷实时调压的智能搜索算法，包括以下步骤：

步骤S1：通过实时潮流计算检测配电网内所有节点的电压，将电压从小到大排序。

步骤S2：当有节点欠电压或过电压情况发生时，搜索节点内所有可调控的柔性负荷，考虑所有柔性负荷开关的开断组合，生成所有的功率组合从小到大排序的列表。

步骤S3：当最小的节点电压低于电压下限时，选取最小的柔性负荷功率组合，关断柔性负荷调整最低电压到允许范围内；当最大的节点电压高于电压上限时，选取最小的柔性负荷功率组合，开启柔性负荷调整最高电压到允许范围内。