[发明专利]一种基于同步向量信息的配电网馈线负荷实时控制方法

说明书

本发明涉及配电网分布式能源就地消纳技术，具体涉及一种基于同步向量信息的配电网馈线负荷实时控制方法，包括以下步骤，步骤1、基于配电网中负荷功率与母线电压之间耦合关系，建立电抗器的配电网馈线功率控制模型；步骤2、建立基于PMU测量信息的负荷控制模型；步骤3、通过设置死区以及计算增益系数实现配电网的反馈控制。该控制方法能够有效提高配电网的快速调节能力，以应对高比例光伏的功率波动性，从而，提高配电网的光伏消纳能力。通过PMU量测信息对光伏的瞬变进行平抑，在控制对象中利用电压‑有功功率耦合特性进行控制，避免了对负荷的启停控制。

技术领域

本发明属于配电网分布式能源就地消纳技术领域，尤其涉及一种基于同步向量信息的配电网馈线负荷实时控制方法。

背景技术

高比例分布式光伏的接入能够有效提高配电网的经济效益，同时大大降低碳排放，具有显著的环境保护效应。随着接入配电网的光伏容量大幅提升，新能源出力的波动性也对配电网的调节灵活性提出了新的要求。光伏的出力受到温度、光照强度等环境因素影响，其出力具有较强的随机性与波动性。在大量接入光伏前，配电网中仅在负荷侧存在波动性，而负荷波动的规律性较强，且负荷功率预测技术已相对成熟，因此现有配电网的灵活性调节的需求并不大。分布式光伏的大量接入给源侧也带来了随机性。而且，光伏出力的预测精度目前尚不高。光伏出力的强瞬变性将导致配电网的运行点范围显著扩大。如果配电网缺乏有效的灵活调节手段应对光伏的出力波动，就会出现设备利用率偏低、电压频繁越界等问题。该问题甚至会导致配电网中出现弃光，造成新能源的浪费。而现有的配电网在规划阶段并未考虑配电网中会接入大量的分布式光伏，因此，分布式光伏的接入会给配电网的正常运行带来严峻的挑战。

丰富配电网的灵活调节手段，提升配电网的灵活性用以应对比例日益增高的分布式光伏的出力波动性，对于提高配电网的运行经济性和新能源消纳能力至关重要。然而，与主网不同，配电网中并没有大量的发电机，其可调节的手段相对主网而言十分匮乏。分布式电源如柴油发电机和CHP机组的调节是配电网调节的重要手段。然而，柴油发电机、CHP机组和储能的造价都十分昂贵。专门的加装这些设备应对光伏波动性并不合算。

此外，有研究提出可以调节光伏的出力，作为配电网的调节手段。但是这种调节负荷开关的调节手段为离散性的调节手段，通常是用在较长时间尺度的潮流优化，对于光伏功率的快速连续波动并不适用。

事实上，配电网的负荷具有十分可观的调节潜力。如果能够挖掘负荷的调节潜力，能够大幅提升配电网的调节灵活性。配电网的负荷侧需求响应也是目前的研究重点。传统方法都是依靠电价激励实现配电网的需求侧响应。在配电网需要负荷降低时提高电价，引导用户少用电。在配电网需要负荷增加时，降低电价，刺激用户多用电。但是，这类基于电价激励的负荷需求侧响应，受负荷的调节意愿影响较大。电网侧发出调节需求后，并无法确定会有多少负荷参与响应。而且，这种负荷需求侧响应的速度慢。因此，该方法适合解决长时间尺度的潮流优化问题。而对于提高配电网的调节灵活性解决新能源功率波动的实时平抑问题，该方法并不适用。

随着分布式光伏比例的大幅提高，提高配电网的调节灵活性以实现分布式光伏出力波动的实时平抑至关重要。分布式光伏出力快速波动会导致配电网的运行点大幅度偏移，不确定性强，增高了变压器的过载风险。电网为了确保设备不过载，会为设备预留较多裕度，设备负载率低。另外，光伏出力的快速波动也会导致配电网的电压频繁越界。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现配电网中高比例光伏功率波动的实时就地平抑的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于同步向量信息的配电网馈线负荷实时控制方法，包括以下步骤：

步骤1、基于配电网中负荷功率与母线电压之间耦合关系，建立电抗器的配电网馈线功率控制模型；

步骤2、建立基于PMU测量信息的负荷控制模型；

步骤3、通过设置死区以及计算增益系数实现配电网的反馈控制。