[发明专利]一种考虑多种控制模型下的分布式电源可注入域刻画方法

说明书

本发明涉及一种考虑多种控制模型下的分布式电源可注入域刻画方法，可注入域定义在非线性模型基础上，并且不违反电网安全运行约束，同时包含多种多种控制模型下的分布式电源可注入域分布式电源的模型；采用一种非双曲动力学系统方法，该动力学系统的常规稳定平衡流形与可注入域一一对应，能够对分布式电源的可注入域进行完整刻画。本发明不用求解雅克比矩阵的逆，从而避免了使用牛顿法中可能出现的病态。同时本发明能够完整刻画在不同控制模型下的可注入域，并且在不同控制方案下可注入域的非凸程度和范围也不一样。通过比较可注入域的范围，可以帮助运行人员选择合适的控制方案在运行过程中，同时边界的主动约束也刻画在可注入域图中。

技术领域

本发明属于配电网安全运行技术领域，尤其是一种考虑多种控制模型下的分布式电源可注入域刻画方法。

背景技术

随着环境问题的日益严峻，新能源得到了大力发展。风电光伏等新能源通过分布式电源接入配电网中，为配电网提供清洁能源。同时分布式电源的接入可以帮助电网改善电压分布、延迟输配电系统改造升级。但统计数据表明，光伏和风电的不确定性将给配电网运行带来巨大挑战。当分布式电源的功率注入超过配电网所能接纳的范围时，可能会影响配电网安全运行，包括节点电压越限甚至将不确定性的波动影响上级电网。因此计算分布式电源的准确可注入域，对于可再生能源渗透率大的配电网络的安全运行具有重要意义。本专利首先给出了分布式可注入域定义，其定义在分布式电源的有功功率空间。所述的分布式电源可注入域需满足配电网的AC潮流约束，电压约束，发电机功率约束，热极限约束以及逆变器控制模型约束。但是由于电网及分布式电源的非线性特性，完全刻画和计算分布式电源的可注入域非常具有挑战的工作。

目前，已有学者将安全约束模型简化为线性模型，例如用直流潮流模型或线性化的支路潮流代替交流潮流模型。以此将可注入域简化为一个凸的多面体求解。在线性模型基础上，已有论文采用线性规划和混合整数线性规划来计算风力发电可调度区域。或采用计算几何的程序计算凸的多面体。除此之外，这些求解模型将分布式电源模型简化为发电机模型，这可能会使计算出的可注入域过大，导致分布式电源可能会运行在不安全的区域。但随着分布式电源技术的日益成熟，可以利用逆变器的剩余容量来协调无功。目前常用的分布式电源无功控制方式有(1)有功无功控制；(2)电压无功控制；(3)功率因数控制；(4)恒无功控制等。但是尚未出现综合考虑四种分布式电源模型对发电机接入型分布式电源和逆变器接入型分布式电源的可注入域进行刻画的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种考虑多种控制模型下的分布式电源可注入域刻画方法，能够维持电网稳定运行，能够快速，准确给出最优的负荷转供方案，极大的提升调度员的工作效率，保障电网的安全稳定运行。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种考虑多种控制模型下的分布式电源可注入域刻画方法，包括以下步骤：

步骤1、输入配电网线路数据、分布式电源模型参数、电压约束、线路潮流约束、变压器与上级电网的功率交换约束参数；

步骤2、根据步骤1中参数构建分布式电源模型及其约束集H(x)，得到分布式电源可注入域，在约束集内利用拉丁超立方采样获得多个初点值；

步骤3、根据步骤2中创建的约束集H(x)构建所对应的动力学系统QH(x)；

步骤4、从步骤2中得到的每一个初始点开始对动力学系统QH(x)进行积分，直到收敛到一个稳定平衡流形上；

步骤5、判断|H(x)|≤ε(ε是一个极小的正整数)，若满足，则积分所得到的点是一个可行点，进行步骤6，否则更换初始点继续计算；

步骤6、判断是否寻找完边界，若寻找完边界，则结束，否则返回步骤4。

而且，所述步骤1中分布式电源模型参数包括其潮流方程：