[发明专利]考虑DG集群接入的主动配电网双层电压控制方法及系统

说明书

本公开涉及电网电压控制技术领域，提出了一种考虑DG集群接入的主动配电网双层电压控制方法及系统，分为配网层和分布式发电集群层两层控制。在上层的配网层控制中以主动配电网中DGC的无功出力作为控制对象，通过协调不同的分布式发电集群，实现了对配网层各节点电压的稳定控制，并且在协调控制的同时，减少了对通信性能以及控制器计算能力的要求。在下层的分布式发电集群层控制中以每一个DG的无功出力作为控制对象，在上层求得的DGC无功参考的基础上，进一步优化了DGC内部各DG单元的无功分配，使DGC内部各DG端电压的偏差最小。

技术领域

本公开涉及电网电压控制相关技术领域，具体的说，是涉及一种考虑DG集群接入的主动配电网双层电压控制方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，并不必然构成在先技术。

大力发展新能源电力、建设新型电力系统已是大势所趋，以太阳能、风能为主要能量来源的分布式发电(DG)技术迅速发展，这为减少传统火电出力，解决严峻的能源环境问题提供了可能。尤其是对于配网而言，分布式光伏电站的接入规模不断扩大，其渗透率逐渐提升，所发电能已经可以满足用户的日常负荷需求甚至可以反送给电网，这大大缓解了传统机组的供能压力。但是，大规模的分布式电源接入也会带来一系列的电能质量问题，为应对复杂多变的运行环境，配电网需要具备更好的调节能力，逐渐转型成为更为灵活的主动配电网。主动配电网中高渗透率DG的出力不确定性会引起配网电压频繁显著的波动，功率倒送也会引起馈线电压的抬升，尤其是对于低压用户端，受到的电压波动影响更为明显。由此对主动配电网内部分布式能源出力进行优化，研究电压的协调控制方法便显得尤为重要。

据发明人了解，基于电力电子接口并网的分布式电源能够进行快速连续的功率调节，可以参与到主动配电网中的电压控制中，对配网快速电压变化进行控制。针对DG参与调控的主动配电网的电压控制策略主要有三种：

1)集中控制方案。对配网整体信息进行测量，通过设置不同目标函数利用各种优化控制算法来协调DG出力，达到对配网电压调整的目的。这种方法较好地协调了主动配电网中各电压调控元件，实现了配网电压的最优控制，但需要监测全局信息，因此对中央控制器的计算能力和通信的性能有较高的要求；

2)分散式电压控制策略。也叫当地控制策略，实现起来最为简单，通过下垂控制或者功率因数控制等利用当地测量数据优化计算并对DG进行控制。这样的控制方法不需要中央控制器，对通信基本没有要求，但难以实现各种控制元件，无法实现对配网整体电压的最优控制。

3)分布式电压协调控制策略。将最优控制问题分解成多个子问题在分布式控制器中求解，减小了各控制器的计算压力，且有较好的控制效果，但是这种控制策略的控制效果依赖于分布式算法的设计以及不同元件之间协调方式的设计。

分布式控制方式更适合于主动配电网的电压调控，发明人在研究中发现，现有分布式电压控制方法仅关注中压配网层的电压调控，未考虑低压分布式单元集群内部节点的电压控制，即将低压分布式发电集群(DGC)等效成一个分布式电源下发功率指令，然后将下发的功率指令平均分配给各分布式发电(DG)单元，未对DGC内部具体的各实际分布式发电单元的功率分配进行优化，难以实现兼顾配网层和分布式发电集群层的电压稳定控制。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种考虑DG集群接入的主动配电网双层电压控制方法及系统，分为配网层和分布式发电集群层两层控制。在上层的配网层控制中以主动配电网中DGC的无功出力作为控制对象，通过协调不同的分布式发电集群，实现了对配网层各节点电压的稳定控制，并且在协调控制的同时，减少了对通信性能以及控制器计算能力的要求。在下层的分布式发电集群层控制中以每一个DG的无功出力作为控制对象，在上层求得的DGC无功参考的基础上，优化各DG单元的无功分配，进一步实现对DGC内部节点的电压控制。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：