[发明专利]确定电力网多个测量节点之间互感电压灵敏度系数的方法

说明书

提供了一种用于确定电力网(1)的多个测量节点(M1，…，M7)之间的互感电压灵敏度系数的方法，该方法不依赖于对网络参数的了解(例如：分支的串联电导和电纳，节点的并联电导和电纳等)。该方法利用包括在每个测量节点处的计量单元的监控基础设施，并且该方法包括：同时在每个所述测量节点(M1，…，M7)处、在整个时间窗口(τ)上反复地测量包括电流值、电压值和相位差值的数据组的步骤，由每组测量出的数据计算有功功率值和无功功率值的步骤，以及对每个测量节点处的电压的变化量进行多元参数回归分析的步骤。

技术领域

本发明总体上涉及配电网络的监控。更具体地，本发明涉及一种在不需知道网络参数的情况下确定电力网(electric power network)中的若干测量节点之间的互感电压灵敏度系数的方法。一旦确定了电压灵敏度系数的值，就可以利用该数据的可用性以技术上安全和经济的方式来使电力网运行。特别地，电压灵敏度系数的可用性可以用于电压控制。

背景技术

主要由可再生能源组成的高间歇性分布式发电在电力电网中不断增加的连接导致违反了运行限制，并且需要建立专门的监控和控制机制。特别地，电压控制是预期配置在配电系统中的典型控制之一。

已经提出了用于控制电网(或微电网)中的电压的方案。特别地，专利文件US 7,687,937公开了所谓的用于电压控制的下垂控制方法的示例性实施例。下垂控制方法包括局部感测电网和可控资源之间的连接点处的电压，以及根据特定电压下垂特性调节各种资源的无功功率和/或有功功率注入。这些方法依赖于本地可用数据，并且不考虑电网拓扑结构和参数。这样是有问题的，因为下垂控制方法往往导致次优解决方案，并且在某些情况下，该方法导致不可行的操作条件或甚至导致系统崩溃。

例如，专利文件WO2015/193199中描述了一种用于控制电网(或微电网)中的电压的已知替代方法。该文介绍了应用离线潮流分析，以便在一方面配电网络中每个发电机的电压值、有功功率值和无功功率值与另一方面网络的远程系统条件之间的关系进行建模。这种建模是首先基于网络的拓扑结构(例如节点的总数量)和网络参数(即，分支的串联电导和电纳，节点的并联(shunt)电导和电纳)的先验知识、通过计算灵敏度系数来完成。第二步，将非线性回归技术应用于计算出的灵敏度系数，以导出上述关系。然后可以利用建模的关系来控制配电网络的电压。

根据第二种方法，控制配电网络的电压包括为有功节点功率注入和无功节点功率注入限定明确的设置点，以便直接控制电网。这些功率设置点通常作为在线优化问题的解决方案进行计算，以保证电网的最佳运行。与下垂控制方法相比，这种方法具有保证一定程度的最优性的优点。但是，这种方法的准确性依赖于对网络的精确且最新的模型的访问。这种最新的模型并不总是可用的。特别地，在低压网络的情况下，网络的拓扑结构经常进行调整。此外，例如馈线参数和断路器的状态等，如果这些信息不及时到达配电网运营商(DNO)或配电系统运营公司(DSO)，则可能发生变化。

发明内容

因此，本发明的目的是通过提供一种用于计算配电网的电压灵敏度系数的方法来缓解上述现有技术中的问题，根据该方法，不需要知道网络的电参数。本发明通过提供一种用于确定电力网中的若干测量节点之间的互感电压灵敏度系数的方法来实现该目的和其他目的。

表述“下游”应被理解为表示远离与主电网的连接。

如果在电力网中的特定位置注入的或消耗的功率量改变，则导致网络中的每个位置的电压也发生改变。然而，功率的变化对网络中某些节点的影响比其他节点更大。本发明的方法可计算电力网中的多个测量节点之间的互感电压灵敏度系数的矩阵，而不需要知道网络参数(例如：分支的串联电导和电纳，节点的并联电导和电纳等)。当在相同节点或任何其他特定节点注入的或消耗的功率量改变时，了解这些电压灵敏度系数的转而又能预测任意特定节点处的电压变化。然后，可以利用这种了解，以例如确定连接到网络的可控资源的明确功率设置点或压降特性。