[发明专利]一种分布式光伏集群电压双层优化下垂控制方法

权利要求书

1.一种分布式光伏集群电压双层优化下垂控制方法，其特征在于：该方法包括分布式光伏集群下垂曲线优化层和分布式光伏本地无功控制层，两个层级各自同时执行，其中分布式光伏集群下垂曲线优化层周期性地将下垂斜率优化结果发送给各分布式光伏，分布式光伏本地无功控制层则根据收到的下垂斜率进行本地无功快速控制，包括以下步骤：

(1)分布式光伏集群下垂曲线优化层控制流程：

(1-1)控制流程开始，启动集群测量计时器t_u和集群对外辨识计时器t_p；

(1-2)初始化时，设定集群测量执行次数初值k＝0；

(1-3)令k＝k+1，分布式光伏集群测量并网点电压并网点流向外部电力系统的有功功率和无功功率

(1-4)设定一个集群对外辨识周期T_p，T_p取值范围为60～300秒，对集群对外辨识计时器t_p进行判断，若此刻t_p未达到集群对外辨识周期T_p，则转入步骤(1-5)，若t_p达到集群对外辨识周期T_p，则转入步骤(1-6)；

(1-5)设定一个集群测量周期T_u，T_u取值范围为1～10秒，对集群测量计时器t_u进行判断，若此刻t_u未达到集群测量周期T_u，则重新执行本步骤，若此刻t_u达到集群测量周期T_u，则转入步骤(1-3)；

(1-6)分布式光伏集群采用最小二乘法，求解以下优化模型，得到外部电力系统的等值电压E、等值电阻R和等值电抗X，即：

其中，分别为第t次测量的并网点电压、流向外部电力系统的有功功率和无功功率；

(1-7)分布式光伏集群通过求解下列方程，计算得到并网点流向外部电力系统的无功功率目标值即：

其中，为分布式光伏集群并网点电压参考值，取值为1；

(1-8)建立分布式光伏集群优化下垂控制的目标函数如下：

其中，N为除并网点外分布式光伏集群中节点的数量，U_i为N个节点中的第i个节点的电压，为第i个节点的参考电压，参考电压的取值为1；

(1-9)建立分布式光伏集群无功功率平衡约束：

其中，Q_i为第i个节点流入分布式光伏集群的无功功率；

(1-10)建立分布式光伏集群内部网络的潮流约束：

其中，r_ij为连接第i个节点和第j个节点的支路电阻，x_ij为ij支路的电抗，为当前流过ij支路的有功功率，为当前流过ij支路的无功功率，为当前第i个节点的电压，P_ij为流过ij支路的有功功率，Q_ij为流过ij支路的无功功率，P_j为第j个节点流入分布式光伏集群的有功功率，l∈j表示l为与第j个节点相连节点的编号；

(1-11)建立分布式光伏集群与外部电力系统的潮流约束：

其中，U_c为分布式光伏集群并网点电压，P_c为分布式光伏集群并网点流向外部电力系统的有功功率，Q_c为分布式光伏集群并网点流向外部电力系统的无功功率；

(1-12)建立分布式光伏无功功率和电压幅值约束：

-Q_imax≤Q_i≤Q_imax (9)

U_imin≤U_i≤U_imax (11)

其中，Q_imax为第i个节点的分布式光伏流入分布式光伏集群或第i个节点的分布式光伏从分布式光伏集群吸收的无功功率最大值，S_i为第i个节点的分布式光伏额定容量，U_imin和U_imax分别为第i个节点的电压下限和电压上限；

(1-13)建立分布式光伏无功-电压下垂关系约束：

其中，m_i为第i个节点的分布式光伏无功-电压下垂曲线斜率；

(1-14)利用内点法，求解以(3)为目标函数、以(4)-(13)为约束条件所构成的优化模型，得到N个节点中各节点的分布式光伏无功-电压下垂曲线斜率m_i，将m_i值下发给各分布式光伏；

(1-15)令k＝0，并将t_u、t_p重置为0，返回步骤(1-3)；

(2)分布式光伏本地无功控制层控制流程：

(2-1)第i个节点的分布式光伏测量本节点的电压U_i^mea；

(2-2)第i个节点的分布式光伏计算流入分布式光伏集群的无功功率Q_i^reg：

其中，

(2-3)第i个节点的分布式光伏按照计算得到的Q_i^reg，调节本节点流入分布式光伏集群的无功功率，并返回步骤(2-1)，实现分布式光伏集群电压双层优化下垂控制。