[发明专利]基于MPC的含分布式光伏配电网馈线级快速电压控制方法

摘要

本发明涉及含配电网运行与控制技术，涉及基于MPC的含分布式光伏配电网馈线级快速电压控制方法。该方法建立DVR及光伏逆变器等效模型，在此基础上结合PMU量测信息及预测信息建立改进的状态估计模型；通过计算电压‑有功及电压‑无功灵敏度在线提取馈线电压控制最优梯度，并基于MPC建立线性化电压预测模型，综合考虑电压偏差、设备调节量及网损等多项目标，基于灵敏度估计馈线最高、最低电压并在线更新电压跟踪值，利用PMU反馈信息提出了协调广域范围内多种连续型调压设备的馈线级电压全局控制策略，有效防止光伏出力波动造成的电压越限问题。通过对改进的IEEE33节点系统算例仿真验证了全局电压控制策略的有效性和快速性。

主权项

1.一种基于MPC的含分布式光伏配电网馈线级快速电压控制方法，其特征是，包括串联型调压设备DVR、光伏逆变器、装设在馈线首端及部分光伏接入节点的DPMU量测单元；基于DPMU快速反馈信息，通过协调广域范围内多台DVR及分布式光伏逆变器实现秒级电压控制；具体是首先基于DPMU量测信息对于含分布式光伏及DVR配电网的状态估计，然后进行馈线电压最优控制梯度的在线提取，馈线电压跟踪基准值的在线更新，最后基于MPC的馈线级电压闭环控制；具体步骤如下：/nS1.基于DPMU量测信息的改进状态估计步骤：根据DVR简化拓扑结构建立两节点功率注入等效模型，利用DPMU量测的部分节点电压、支路电流数据，引入负荷、光伏预测值等伪量测量，根据计算的DVR接入支路及光伏接入节点等效注入功率修正量测信息，构造改进的量测函数，采用加权最小二乘法利用MATLAB软件对含分布式光伏及DVR的配电网进行快速状态估计，在线监测配电网运行状态；/nS2.馈线电压控制最优梯度在线提取步骤：基于S1中通过状态估计获取的配电网实时运行状态，计算馈线电压关于可控节点有功、无功灵敏度，结合S1建立的DVR及光伏等效模型计算馈线电压关于光伏逆变器输出无功及DVR补偿电压的灵敏度信息，确定馈线电压控制的最优梯度；/nS3.馈线电压基准值在线更新步骤：以馈线首端电压偏差作为控制目标，基于S1状态估计获取的馈线电压及S2计算的灵敏度信息，建立线性化压降估算模型，估计馈线首端节点至馈线下游节点的压降；在线更新保证馈线下游各节点电压均不发生电压越限时的馈线首端电压基准值；/nS4.基于MPC的快速电压控制步骤：基于S2中获取的馈线电压控制梯度构造线性化电压预测模型，并推导配电网网损关于各设备调节量的灵敏度关系，构造网损预测模型，考虑有限时域内电压、设备调节量及网损的变化情况，建立滚动优化模型，并利用DPMU数据进行反馈校正，实现闭环电压控制，采用MATLAB软件对建立的电压控制模型进行求解，获取全局最优电压控制策略。/n