[发明专利]协调CVR调节设备和逆变器的电压-无功双层优化方法及装置

说明书

本发明涉及一种协调CVR调节设备和逆变器的电压‑无功双层优化方法及装置，其方法包括以下步骤：包括以下步骤：第一步、建立基于支路潮流的三相潮流模型；第二步、根据所述支路潮流的三相潮流模型建立基于支路潮流的近似三相潮流模型和线性化三相潮流模型；第三步、分别对调压器、电容器组、逆变器和电压敏感型负荷进行建模；第四步、采用线性化三相潮流模型确定传统CVR调节设备和逆变器的整定值建立上层MILP模型，以及根据所述近似非线性最优潮流模型修正逆变器的整定值，获得逼近最优可行解，获得下层NLP模型；求解所述上层MILP模型和下层NLP模型，根据结果进行电压‑无功双层优化。本发明能够降低用户用电需求，降低复杂性和实现扩展性，具有良好扩展性和高效率。

技术领域

本发明涉及配电系统无功优化以及节能领域，更具体地说，涉及一种协调CVR调节设备和逆变器的电压-无功双层优化方法及装置。

背景技术

降压节能(Conservation voltage reduction，CVR)是通过馈线电压调节来降低用户电力需求，从而起到节能技术。馈线电压调节是基于负荷对馈线电压的敏感性，通过调节电压一方面降低配电系统总损耗，另一方面降低需求负荷需求电量。

目前，配电系统CVR设备主要是采用两类无功调节设备来实现，第一类是有载调压器，主要通过调节其分接头来实现馈线电压调节；另一类则是电容器组，其主要目的是为配电系统提供足够的无功功率，降低损耗。但随着基于逆变器的分布式电源、储能等设备的大量并网，配电系统的馈线电压调节愈发多样化，典型的CVR方法通常使用有载调压器、电容器组等设备来实现，而这些无功调节设备均有一定时间的延迟，属于慢时间尺度的调节，而对于配电系统的大量并网的分布式电源和储能，其逆变器的切换更加频繁和迅速，属于快时间的调节。然而，现有的CVR技术缺乏对逆变器与传统 CVR调节设备的协调，在时间尺度上也缺少考虑。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种协调CVR调节设备和逆变器的电压-无功双层优化方法及装置；其能够实现时间尺度上的协调，通过同时协调传统CVR调节设备和逆变器来实现三相配电系统的节能效益，降低用户用电需求，提高节能效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种协调CVR调节设备和逆变器的电压-无功双层优化方法，包括以下步骤：

包括以下步骤：

第一步、建立基于支路潮流的三相潮流模型；

第二步、根据所述支路潮流的三相潮流模型建立基于支路潮流的近似三相潮流模型和线性化三相潮流模型；

第三步、分别对调压器、电容器组、逆变器和电压敏感型负荷进行建模；

第四步、采用线性化三相潮流模型确定传统CVR调节设备和逆变器的整定值建立上层MILP模型，以及根据所述近似非线性最优潮流模型修正逆变器的整定值，获得逼近最优可行解，获得下层NLP模型；求解所述上层 MILP模型和下层NLP模型，根据结果进行电压-无功双层优化。

按上述方案，基于支路潮流的三相潮流模型为：

秩-1正半定(PSD)矩阵

式中，为p相的复功率，为p相复电压，为为p相电流，Φ_i表示母线i的相集合，z_ij为相序阻抗矩阵，G＝(N,ε)，其中N表示母线集合，ε表示支路集合，每条支路 (i,j)表示两个相邻节点i和j之间的连接形式，{a,b,c}表示系统的三相，对于每个母线；