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专利号: 2019100115525
申请人: 南京邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种配电网光伏电压协调控制方法,其特征在于,包括如下步骤:S1:根据光伏配电网的结构及线路参数确定各光伏节点的电压灵敏度,所述电压灵敏度包括无功灵敏度及有功灵敏度;

S2:评估各光伏节点电压,根据各光伏节点电压的评估情况,制定功率补偿方法,以将电压调至正常范围,所述功率补偿方法包括无功补偿方法及有功削减方法,且无功补偿方法及有功削减方法相配合将电压调至正常范围;

S3:根据无功补偿方法及有功削减方法,确定通信时延下的预测补偿方案,所述预测补偿方案包括如下步骤:S31:预测各光伏节点的输出有功功率,并评估有功功率在通信时延范围内的变化幅度;

S32:根据各光伏节点电压对光伏输出无功灵敏度及有功灵敏度,求得步骤S2中的无功补偿方法及有功削减方法对通信时延的容忍范围。

2.根据权利要求1所述的一种配电网光伏电压协调控制方法,其特征在于:所述步骤S1中确定各光伏节点的电压灵敏度包括如下步骤:S11:确定光伏节点电压与注入电流的方程;

假设有N个光伏节点,已知第一个光伏节点,且其它节点均视为PQ节点,根据光伏配电网的网络结构及线路参数,确定节点阻抗矩阵,并各节点注入电流与电压的方程为:式中,Ik=(Sk/Vk)*=((Pk+jQk)/Vk)*是第k个节点的注入电流,Sk=Pk+jQk是第k个节点的注入功率,Vk是第k个节点的电压,Vn是第1个节点的电压或参考电压,η21,…ηk1,...ηN1是一系列常数增益,Rkm+jXkm是第k个节点与第m个节点间的线路阻抗;

S12:确定光伏节点电压变化与注入功率变化的方程;

各光伏节点注入功率与节点电压间的关系如下:

式中, 是第k个节点电压对第m个节点输出无功的灵敏度, 是第k个节点电压对第m个节点输出有功的灵敏度;

S13:根据步骤S11及步骤S12确定各光伏节点的无功灵敏度及有功的灵敏度。

3.根据权利要求2所述的一种配电网光伏电压协调控制方法,其特征在于:所述步骤S13中各光伏节点电压对光伏输出的无功灵敏度的方法包括如下步骤:首先,假设除了第k个节点,其它节点注入电流均为零,则由(1)可得:令Vηk=ηk1Vn,展开(3)可得:

式中,上标re代表该变量实部,上标im代表该变量虚部;

Δf*(j)=f*(j)-f*(j-1)=-Δf(j)   (5)然后,分别对式(4)中无功求偏导数,可得第k个节点电压对第k个节点输出无功的灵敏度及第k个节点电压对第m个节点输出无功的灵敏度:式中,

其中,上标re和im分别代表实部和虚部,Vk和Vm是分别是第k个节点和第m个节点的电压,Vηk=ηk1Vn,ηk1是常数,Vn是参考电压,Qk和Qm分别是第k个节点和第m个节点的输出无功,Rkm+jXkm是第k个节点与第m个节点间的线路阻抗。

4.根据权利要求3所述的一种配电网光伏电压协调控制方法,其特征在于:所述步骤S13中各光伏节点电压对光伏输出的有功灵敏度的方法包括:分别对(4)式中有功求偏导数,可得第k个节点电压对第k个节点输出有功的灵敏度及第k个节点电压对第m个节点输出有功的灵敏度:式中,

式中,其中,上标re和im分别代表实部和虚部,Vk和Vm是分别是第k个节点和第m个节点的电压,Vηk=ηk1Vn,ηk1是常数,Vn是参考电压,Pk和Pm分别是第k个节点和第m个节点的输出有功,Rkm+jXkm是第k个节点与第m个节点间的线路阻抗。

5.根据权利要求1所述的一种配电网光伏电压协调控制方法,其特征在于:所述步骤S2中评估各光伏节点电压的电压指标为:各节点电压的可允许偏差的范围为5%-10%。

6.根据权利要求5所述的一种配电网光伏电压协调控制方法,其特征在于:所述各节点电压的可允许偏差范围为5%,且第k个节点电压的评估方程如下:式中,ΔVk是节点电压偏差,ε是光伏节点电压评估指标。

7.根据权利要求1所述的一种配电网光伏电压协调控制方法,其特征在于:所述步骤S2中的无功补偿方法包括如下步骤:S211,将具有最大电压偏差的光伏节点作为控制对象,假设第k个节点的电压偏差最大,该节点相邻光伏节点的受控功率必须满足以下约束:式中,ΔQi和ΔPi是相邻光伏节点的受控功率,Qi和Pi是相邻光伏的输出功率,Qiload和Piload是相邻光伏的局部负荷需求功率, 和 是第k个节点与相邻光伏节点间的功率损耗,第h个节点是距离第k个节点最远的相邻节点;

S212,选择距离第k个节点最近的受控光伏为其提供无功补偿,判断第k个节点电压是否满足或

S213,当第k个节点电压满足(14)或(15),受控光伏的无功补偿将第k个节点的电压调至正常范围,当第k个节点电压不满足(14)和(15),受控光伏将执行有功消减方法。

8.根据权利要求7所述的一种配电网光伏电压协调控制方法,其特征在于:所述步骤S2中的有功削减方法包括如下步骤:S221,将具有最大电压偏差的光伏节点作为控制对象,假设第k个节点的电压偏差最大,第k个节点最近的受控光伏的剩余无功在其有功控制时将发生变化,且具体变化值如下:式中,PFmin是光伏最小可控有功时的功率因数;只要有足够的视在功率来补偿第k个节点的电压,受控光伏的可控有功就被最小化,这样可为负荷提供最大的有功功率;

S222,当最近的受控光伏的剩余有功足以补偿第k个节点电压时,第k个节点电压将满足受控光伏的有功补偿将第k个节点的电压调至正常范围;

S223,当所有的受控光伏的剩余有功足以补偿第k个节点电压时,第k个节点电压将满足受控光伏的有功补偿将第k个节点的电压调至正常范围。

9.根据权利要求1所述的一种配电网光伏电压协调控制方法,其特征在于:所述步骤S31中有功功率在通信时延范围内的变化幅度为

10.根据权利要求1所述的一种配电网光伏电压协调控制方法,其特征在于:所述步骤S32中无功补偿方法及有功削减方法对通信时延的容忍范围为其中,在一段时间内第k个光伏输出有功波动为 该时间段为可允许的通信时延范围