[发明专利]一种配电网负荷状态调节控制器

权利要求书

1.一种配电网负荷状态调节控制器，其特征在于，由顺序连接的负荷状态调节单元(1)、分布式发电功率采集单元(2)以及上报单元(3)组成；分布式发电功率采集单元(2)由与电力主干网相连的整流单元，逆变单元，隔离单元，直流母线，比较单元组成；分布式发电功率采集单元(2)实时监测配电网与负荷端的有功功率流向，负荷状态调节单元(1)对配电网电压的影响由分布式发电功率采集单元(2)来判定；

由能量守恒定律可得到直流母线上有功功率为P_c：

P_c＝P_G-(P_w-P_B-P_L) (1)

其中，P_W、P_B、P_L分别为分布式发电的有功功率、储能单元的供电有功功率与电网净供电有功功率，P_G为配电网输送功率；

根据式(1)，比较单元对功率进行比较，当直流母线电压稳定时，分布式发电功率采集单元能够稳定的工作；当直流母线电压上升时，表示输入分布式发电功率采集单元功率大于分布式发电功率采集单元的输出功率，需要进行负荷调节；电压下降则表示输入分布式发电功率采集单元功率小于分布式发电功率采集单元的输出功率，需要进行负荷调节；

所述负荷状态调节单元(1)中可控负荷是根据价格信号对用户的有功量进行调整，从而调整负荷功率；

寻找对可控负荷进行功率调整，使得最终负荷用户成本最低，描述为：

约束条件为G_min≤G_t≤G_max；F_l^min≤F_t,l≤F_l^max；

式(2)中，T是总的仿真时长，为负荷调整后的价格，β_i是不同类型负荷的成本系数；ΔP_i为不同类型负荷的功率调整量；a_i为不同类型负荷的基本价格，G_t为电力企业总的理想有功功率，λ为电力企业在电力市场的购电价格；F_l^min与F_l^max分别是线路l的潮流的潮流上限和下限约束；是节点潮流平衡方程。

2.如权利要求1所述的配电网负荷状态调节控制器，其特征在于，负荷状态调节单元(1)中，为了表达负荷数据间的奇异性，定义负荷数据集合为P＝{p₁,p₂…,p_n}，设有数据集P含有n个数据，样本数据为p_i，以p_i为球心，距离小于R的球体内的数据点的个数，称为数据样本p_i的密度，标记为Den(p_i)：

其中，k是聚类的类别数目，α是可调参数，为1，dis(p_i,p_j)为点p_i与p_j的欧式距离，根据定义，样本的密度越高，样本对象数据对象周围的数据对象越密集，这个点就作为聚类中心点；

由于电力系统中负荷根据ZIP负荷模型进行分类，ZIP负荷模型类别看成数据的维度；由于负荷数据值范围波动较大，因此，在每个分类中的按照数据奇异性表示为：

其中k表示ZIP模型中的负荷模型分类数，p_i,k与p_j,k分别是p_i与p_j在k类上的取值，p_k表示整个数据集在第k维上的平均值；p_maxk与p_mink分别是整个数据集在第k维上的最大值和最小值；从而得到重新定义的数据间奇异性：

构造出奇异矩阵为：

通过公式(7)构建Huffman树，从而找到k-means算法的初始聚类中心。

3.如权利要求2所述的配电网负荷状态调节控制器，其特征在于，负荷状态调节单元(1)的计算步骤为：

(1)输入负荷矩阵，其中n为负荷曲线个数，根据欧式距离公式计算负荷矩阵中的两个对象的距离；并根据公式(3)，(4)计算负荷矩阵中的每条负荷的密度；

(2)根据公式(6)，(7)计算出负荷数据中的奇异性矩阵，并构造Huffman树；

(3)发现奇异性矩阵的不相似度最小两个对象合并成一个对象，新对象的属性值为两个属性值对象的原始平均值；左子树的权值小于右子树的权值；用新对象替换原始数据集里的两个相异度最小的两个对象，重新生成奇异性矩阵；

(4)重复第3步，反序删除哈夫曼树的k个节点对象，直到只有一个对象，这个对象作为k-means算法的初始聚类中心，并进行负荷聚类；

(5)根据负荷聚类划分的结果，通过以用户成本最低为目标函数式(2)进行优化，实现对可控负荷的调度。