[发明专利]光伏发电出力不确定性的主动配电网鲁棒电压控制方法

说明书

本发明提出了一种光伏发电出力不确定性的主动配电网鲁棒电压控制方法，为了增加波动时的电压安全性，建立主动配电网确定性电压控制模型。通过IGDT理论可以在不确定参数存在的情况下得到鲁棒解。基于IGDT理论考虑光伏出力不确定的电压控制建立两层鲁棒电压控制模型，上层目标函数为光伏发电出力的波动幅度，下层目标函数为电压偏移量。为方便求解，利用KKT条件把双层模型转换成单层模型。本方法可增加光伏出力波动时的电压安全性。

技术领域

本发明涉及一种配电网电压安全控制的技术领域，具体的是，一种考虑光伏发电出力不确定性的主动配电网鲁棒电压控制方法。

背景技术

随着化石能源的枯竭和生态环境的恶化，基于光伏的分布式电源(DistributedGeneration,DG)在主动配电网的渗透率迅速增长，配电网将从被动单向的供电网络转变为功率双向流动的有源网络。光伏发电受光照强度影响其出力易于波动，会对主动配电网的安全运行造成威胁，特别是配电网电压安全难以保证，电压偏移成为主动配电网运行的重要约束有载调压变压器和投切电容器等传统电压控制手段可有效调节配电网电压，但是在光伏发电渗透率较高的主动配电网中，这些控制难以灵活地适应由于光伏出力频繁波动带来的电压偏移问题。如果采用控制性能更好的SVG等先进的无功补偿技术，但投资成本往往较大。因此，考虑光伏出力波动性大，基于确定性光伏出力预测值的配电网电压控制可靠性差，提出新的控制方法实现鲁棒电压控制很有必要。

目前，针对主动配电网电压控制的研究已有报道。有文献提出一种以控制变量变化最小为目标的日内调节DG出力的控制策略，并保证电压满足日前给定运行范围。有文献将基于自动电压控制(AVC)的集中式电压协调控制策略应用于含分布式电源的高压配电网络，并取得了相当的成果，但这种控制策略需要统一处理主动配电网大量设备参数的大量数据，过程复杂且计算量大。又有文献提出通过识别网络电压波动情况推理出相似度最高且切实可行的电压控制方案，然后进行在线验证以评估方案的可靠性。但当DG数量较多时，控制系统网络通信压力大，无法做到实时响应。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种考虑光伏发电出力不确定性的主动配电网鲁棒电压控制方法，在光伏发电出力在波动情况下，增加主动配电网的电压安全性。

本发明按以下技术方案实现：

一种光伏发电出力不确定性的主动配电网鲁棒电压控制模型，建立了考虑光伏发电出力不确定性的主动配电网两层鲁棒电压控制模型，并将两层鲁棒电压控制模型转换为单层鲁棒电压控制模型以便求解。

具体实施步骤如下：

步骤一：输入主动配电网节点信息、潮流约束、电压约束、分布式电源出力约束、分布式电源和主网交换功率约束、无功补偿约束、光伏出力的波动幅度等数据。

步骤二：根据主动配电网节点信息，为了便于有效地对电压进行约束控制，选取浴盆曲线函数为控制目标函数，建立主动配电网确定性电压控制模型。

步骤三：IGDT理论是在求解过程中保证目标值在可接受范围内，最大化光伏发电出力波动，从而获得一组鲁棒决策解。

步骤四：基于IGDT理论，建立考虑光伏出力不确定的电压控制两层模型，其中，上层目标函数为光伏发电出力的波动幅度，下层目标函数为电压偏移量。

步骤五：利用KKT条件，把双层控制模型转换成单层模型。

优选的是，步骤二所述的建立主动配电网确定性电压控制模型，避免电压出现越界，当电压没有越界时，控制目标函数值较小，当电压出现越界时，目标函数的值能急剧增大，以便有效的对电压进行控制。为达到这一目的，本发明采用浴盆曲线为控制目标函数，约束条件为潮流约束、节点电压约束、支路电流约束、分布式电源和主动配电网之间的功率交换约束、无功补偿约束。