[发明专利]一种可再生能源分散接入配电网的监控装置

说明书

所属技术领域

本发明涉一种可再生能源分散接入配电网的监控装置。

背景技术

能源和环境危机已经成为影响人类持续发展的重要问题，清洁、分布式再生能源的利用是解决这一问题的根本途径。随着风力发电、光伏发电、波浪发电等分布式再生能源发电技术的成熟，越来越多的分布式再生能源配电系统以分布式形式接入电网，满足人们日常生产、生活用电的需求。

近些年，风力发电和光伏发电等分布式电源接入电网的规模和容量正逐步地增长，有效提高了新能源的利用效率，减少了环境污染，增加了输配电系统的传输裕度。但风力发电和光伏发电具有间歇性、随机性和波动性，这种不确定性对电网造成了一定的冲击。当分布式电源的渗透率到达一定的程度时，甚至会进一步影响系统的安全稳定运行。

目前，大批分布式能源系统接入低压配电系统，低压配电系统建设和光伏发电系统的建设不同步，一般是低压配电系统建成运行多年后，分布式系统要接入；低压配电系统和分布式系统建设的不同，由于分布式能源在接入电压配电系统时，由于分布式能源存在多处谐波，电压波动和闪变等问题，对系统安全运行带来很大的危害；而且降低了整个系统的负载功率因数，使系统线损增加。

在分布式再生能源运行过程中，风机的运行方式有恒功率因数、恒电压控制和恒无功控制三种运行方法。目前配电系统安装的分布式再生能源为变速恒频分布式再生能源，其中双馈分布式再生能源有恒功率因数与恒电压控制两种运行方式，其本质在于对配电系统的无功调度与电压控制策略的不同，由于国内大部分风场都采用该种机型的分布式再生能源，因此对该类型机组的无功自动补偿的研究具有重大意义。

发明内容

本发明提供一种可再生能源分散接入配电网的监控装置，该监控装置实现了针对各种情况下的电源灵活性及其运行成本的最优组合的获取，且其优化过程简单且可靠；优化结果准确且有效，进而提高了电力系统运行的稳定性；该监控装置在分布式再生能源恒定有功功率控制模式下结合配电系统内有功损耗影响的多目标优化的无功功率分配方法，提高配电系统经济运行。

为了实现上述目的，本发明提供一种可再生能源分散接入配电网的监控装置，所述分布式再生能源为风电场，所述监控装置采用如下策略优化配电网：采集配电网的电力数据，并进行优化潮流计算，选取分布式再生能源灵活性评估时间尺度参数，建立分布式再生能源灵活性优化模型；根据所述优化潮流计算的结果及所述分布式再生能源灵活性优化模型，获得并输出分布式再生能源侧灵活性最优结果，然后根据该最优结果控制分布式再生能源的出力。

优选的，根据所述分布式再生能源灵活性评估时间尺度参数，建立分布式再生能源灵活性优化模型中的评价目标函数；

确定所述分布式再生能源灵活性优化模型中的所述评价目标函数的约束条件。

优选的，该监控装置包括：

分布式再生能源监控模块，用于实时监测和控制分布式再生能源的运行；

并网监控模块，用于监测配电网的运行情况，并用于控制分布式再生能源的接入配电网运行；

SVG监控模块，用于实时监控SVG设备；

中控模块，用于确定配电网的运行方法，并向上述监控装置中的各模块发出指令，以执行该运行方法；

通信总线，用于该监控装置的各个模块的通信联络。

优选的，该监控装置包括：

分布式再生能源灵活性优化模型中的评价目标函数为：

式(1)中，f₁为以运行成本最小为目标的评价目标函数；P_i为配电网内常规机组出力；a、b、c分别为机组的二阶运行成本函数对应的系数；N为配电网内常规机组的总数；f₂为以分布式再生能源出力变化量最大为目标的评价目标函数；ΔP_wi为配电网内分布式再生能源i的出力变化，且配电网内分布式再生能源i的出力变化仅考虑向上方向并对应分布式再生能源出力增加的情况；Nw为配电网内分布式再生能源的个数。

优选的，该监控装置包括：

所述约束条件包括通用约束和灵活性约束。

优选的，该监控装置包括：

所述通用约束包括节点功率平衡约束、电压约束和线路约束：

对于分布式再生能源节点，其节点功率平衡约束为：

对于非分布式再生能源节点，其节点功率平衡约束为：