[发明专利]一种计及源荷协调的配电网电压调控方法

说明书

一种计及源荷协调的配电网电压调控方法，计算配电网中各节点电压，如果各节点电压在规定范围内则直接输出并结束调压；否则判断电压是否越上限，如果该时刻内的电压值超出规定电压上限值则利用含光伏、电动汽车、有载调压变压器的源荷协调电压调控模型进行电压调控；否则为超出下限值，则将电容器纳入调控措施中，利用含光伏、电动汽车、有载调压变压器及电容器的源荷协调电压调控模型进行电压调控；以求解得出的源荷协调电压调控模型最优解进行电压调控。它结合负荷侧与电源侧、电网侧的互动关系，计及其不确定性条件和需求侧响应特性，解决了考虑光伏并网在不同气象因素下所产生的配电网电压越限问题。

技术领域

本发明涉及电力系统配电网电压控制技术领域，具体地说是一种计及源荷协调的配电网电压调控方法。

背景技术

在传统配电网电压中，影响电压水平的不确定因素大多为负荷波动，而在含有分布式电源(DG)的配电网电压控制中，由于分布式电源机组的输出功率受天气和地域等自然影响，配电网中的不确定因素增多。同时，对含DG的配电网电压控制中各母线电压是电压控制的对象，若接入的DG容量过大、布点过多，则会产生功率倒送现象，导致配电网电压过高，电压控制问题逐渐复杂化。因此，为避免控制DG发电量，提高清洁能源利用率，首选的电压控制方法为利用DG的无功调节能力进行就地调节，而由于配电网的可变拓扑增加了网架和潮流的复杂程度，以及需求侧响应问题的增加，无疑加大了控制中的变量和维度。因此，DG的无功控制只能在一定程度上改善配电网的电压水平，无法达到配电网合理电压水平的要求，需要更为有效的控制方式。

对于含光伏并网的配电网电压越限问题，一些研究提出了光伏并网有功削减的电压控制策略，但以减少可再生能源发电量为代价完成配电网电压控制，难以有效保证其利用率及消纳能力，也缺乏对欠电压情况的考虑。通过光伏逆变器无功控制实现调压则更为经济有效。有些学者对德国提出的针对并网点电压越限的光伏逆变器无功控制策略进行了分析，并提出了一种基于并网点电压幅值和光伏有功出力的控制策略。也有提出利用光伏有功削减及逆变器的无功调节能力，结合传统调压设备协调实现配电网的电压控制方法，并对其调节顺序做出了规则排序。在现有大规模和分布式可再生能源并网之外，电动汽车(EV)充放换电设施的不断接入以及储能和微电网的发展，对配电网也会造成不同程度的冲击。在应对此问题的解决方法上，目前仍以发电跟踪负荷的常规电网运行控制理论来解决，而由于电网一次能源的动态特性不一，需为实现能源与可控负荷资源综合高效的优化利用进行深入研究。在目前的研究中有通过对“源荷储”的不确定性建模，建立含可再生能源与电动汽车的随机优化模型进行的分析。还有学者构建了含光伏、插入式混合电动汽车和不同负荷的并网分布式电源系统，结合德国当地数据说明电动汽车入网(V2G)模式在作为备用电源和负荷峰值调节上有很大前景。上述文献主要对含电动汽车和分布式电源的配电网协调运行进行了研究，未针对电压调控方式与资源协调进行具体说明。

对于含光伏电源的配电网电压控制方式中，进行光伏有功削减不利于保证能源利用率；增加储能和无功补偿装置成本较高，在大量分布式电源接入的环境下，经济性问题需要进一步考虑；仅通过光伏逆变器的无功调节能力进行调压的方法受其有功输出和逆变器容量的限制，欠缺对电压越下限情况的统筹；考虑需求侧响应的配电网电压调节不能只进行负荷削减，需要结合DG进行经济效益、电压质量改善和损失以及成本之间的关系进行权衡。

因此，对于含有分布式电源的配电网电压控制需要将已有的控制方式与不断发展出现的新型产物相结合，并考虑负荷侧与电网的互动特点，需要提出一种更加符合当前配电网运行的控制方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种计及源荷协调的配电网电压调控方法，其结合负荷侧与电源侧、电网侧的互动关系，计及其需求侧响应特性，能够解决光伏并网产生的配电网电压越限问题。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是：