[发明专利]基于负荷转供和储能调节的配电网电压控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于负荷转供和储能调节的配电网电压控制方法及系统，其中方法包括：首先，基于配电网的拓扑参数进行潮流计算，得到配电网各节点电压对节点输出有功及无功的灵敏度；再根据所述灵敏度对每条支线进行排序，基于混杂Petri网构建配各条支线的负荷转移模型，通过支线负荷的灵活转供来调节主母线电压直至安全范围内为止，若不安全则根据所述灵敏度构建系统预测控制模型，调节各分布式储能实现母线电压的最优控制，若仍无法解决则依据所述灵敏度计算得到各条支线的弃水量，根据所述弃水量对各水电发电单元进行序贯式弃水。本发明实现了母线电压调节的两级优化控制，保证母线电压调节的可靠性和经济性。

技术领域

本发明涉及一种含大规模水电的配电网电压控制方法及系统，尤其涉及一种基于负荷转供和储能调节相结合的配电网电压控制方法及系统。

背景技术

水力发电作为一种可再生能源，不仅发电成本小、发电启动快、节能减排、操作灵活，而且可以控制洪水泛滥、提供灌溉用水、改善河道。我国已逐步建立起众多跨流域、跨区域的大规模水电站群。

但水电站的有功出力取决于河流的径流量，具有极大的不确定性。在丰水期，水电群大多以满负荷运行，由于网架相对薄弱，往往容易造成过电压现象；在枯水期，由于水电站出力太小而容易导致欠电压现象。水电发电机的功率相当大，需要先通过水轮机进行水量调整，再通过直流励磁系统改变电场的强度。当在电机高速运行时，若全桥逆变器功率管发生故障，逆变器中的二极管会逐渐变成三相不可控整流，从而导致水机机组具有不可控性，如不采取相应的电压控制措施，则会导致设备损耗加剧，设备故障风险提高，甚至会出现系统崩溃解列的严重后果。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种有效解决电压越限问题的配电网电压控制方法。本发明的另一目的在于提供基于该方法的配电网电压控制系统。

技术方案：本发明所述的基于负荷转供和储能调节的配电网电压控制方法，包括步骤：

(1)基于配电网的拓扑参数进行潮流计算，得到配电网各节点电压对节点输出有功及无功的灵敏度；

(2)根据所述节点电压对节点输出有功及无功的灵敏度对每条支线进行排序，基于混杂Petri网构建配各条支线的负荷转移模型，通过支线负荷的灵活转供来调节主母线电压直至安全范围内为止。

进一步地，所述配电网电压控制方法还包括步骤：

(3)当步骤(2)仍无法解决配电网母线电压的越限问题时，依据所述节点电压对节点输出有功及无功的灵敏度，构建系统预测控制模型，调节各分布式储能实现母线电压的最优控制。

进一步地，所述配电网电压控制方法还包括步骤：

(4)当步骤(3)仍无法解决配电网母线电压的越限问题时，依据所述节点电压对节点输出有功及无功的灵敏度计算得到各条支线的弃水量，根据所述弃水量对各水电发电单元进行序贯式弃水。

进一步地，所述步骤(1)包括：

(11)除第一个参考节点已知外，其它节点均视为PQ节点，建立配电网各节点注入电流与电压的方程：