[发明专利]计及信息设备故障的分布式电压控制系统风险评估方法

说明书

本发明公开了属于信息物理系统技术领域的一种计及信息设备故障的分布式电压控制系统风险评估方法。包括步骤1：建立分布式配电信息物理电压控制系统；步骤2：选择光伏逆变器无功Q_i^(k)作为一致性变量，更新本地节点的控制变量；步骤3：判断光伏并网节点集合Θ_PV中最先监测到的节点o的电压是否越限；步骤4：建立考虑信息可达性的改进分布式一致性电压控制方程；步骤5：建立基于曲线聚类的光伏时序日出力场景模型和设备故障下的信息可达性模型，对分布式配电信息物理电压控制系统进行电压越限风险评估。本发明对各种通信拓扑下考虑信息设备故障的场景具有普适性；大大减少了变更故障信息设备时需要修改的工作量，提高了计算效率。

技术领域

本发明涉及信息物理系统技术领域，尤其涉及一种计及信息设备故障的分布式电压控制系统风险评估方法。

背景技术

现代社会快速发展的高精尖产业对电能质量提出了更高的要求，随着大量分布式电源(Distributed Generation，DG)接入配电网，其不确定出力引起馈线潮流双向流动，导致节点电压越限风险增加。为抑制DG并网的负面影响，并提高电网对可控资源的接纳能力，配电网主动控制应运而生。通过对电网信息实时采集和处理，实现对DG等可控资源的优化控制，降低电网运行风险并提高运行经济性。然而主动控制在有效抑制电网的运行风险^[1]的同时，由于其对信息系统深度依赖，也为配电网的运行带来了新的安全隐患^[2-5]。

为此，开展信息设备故障下系统运行风险的研究将为配电网运行控制系统设计与风险控制提供有效支撑。

目前，DG并网带来的首要问题是并网点电压越限，ADN中通常通过电压控制使得各节点电压偏差维持在允许范围内。现有电压控制模式主要包括就地式、集中式和分布式三种^[6-9]。由于控制机理差异，使得三种模式对信息采集、传递和处理的需求各不相同，对信息设备的依赖程度也呈现较大差别。就地式控制是监测本地节点电压，仅以本地电压作为控制输入量实现调节，调压装置通过吸收或注入功率以达到抑制或抬升电压的目的。因各节点间不需要相互通信，对通信系统没有依赖，且能够快速响应电压波动，但由于信息交互缺失导致全局各节点和设备之间协调性较差，无法实现控制的全局最优^[10]；集中式控制需要获取全局数据及设备状态信息，通过优化算法生成控制指令并通过信息系统下发至各终端设备。集中式控制能够实现全局协同控制，具有最佳控制效果，尤其是在规模较小或非单向潮流的配电系统中^[11]。然而，集中式控制的前提是实现全面量测，这就要求配置完善的通信系统^[12,13]。文献[14]建立了一种配电CPS协调规划框架，考虑信息系统随机故障对物理系统调控能力的影响，以经济性和DG消纳为多目标，信息物理双侧故障下电压越限概率为约束，提出DG和通信系统的协调规划方法，实现了CPS最佳经济性。文献[15]考虑多种信息失效因素，分析了不同信息失效对集中式控制电压波动影响，为后续研究打下了基础。针对信息随机失效引入的风险，文献[5]为降低通信故障下电网的状态波动，提出一种主动配电网DG应急运行策略优化方法，研究表明，通信故障下分布式能源采用限制出力上限的注入策略，可以有效降低系统运行风险。可见，针对集中控制系统信息设备随机失效的相关研究在规划、运行、风险控制已初具规模。