一种考虑风能太阳能不确定性的源网荷储分布协同调度系统

本发明涉及一种考虑风能太阳能不确定性的源网荷储分布协同调度系统，属于供电及配电的电路装置。

背景技术：

1、当前配电网中源侧、网侧、负荷侧以及储能侧各元件的功率平衡调节方式，目前通常采用中心站的预测算法生成调度指令，这种方式假定功率波动在预设周期内具有统计平稳性，通过计算有功与无功的调度目标值来维持母线电压与系统频率的稳定；随着分布式能源接入比例提高，功率波动呈现宽频阶跃特征，在缺乏同步机支撑的低惯量网络中，功率跌落导致电压降低的时间尺度处于周波级，中心调度模式受物理信道带宽以及算力收敛速度限制，产生调节时延，调节指令到达执行机构时，系统状态已发生偏移，为应对此类状态偏移，系统通常需配置冗余储能容量。

2、通过提升预测算法复杂度或建设高带宽通信网络可缩短响应周期，但预测精度受气象特征限制，通信链路存在物理时延风险，仅增加硬件投入无法解决分布式节点缺乏本地物理自愈能力的结构矛盾；硬件层面物理自愈能力不足，现有控制与监测算法难以兼顾实时性与拓扑适应性，例如，公开号cn117791853a的中国发明专利公开一种基于高频潮流的配电网末端系数矩阵故障监测方法，利用高频潮流信息构建拉普拉斯矩阵提升末端故障监测灵敏度，侧重事后诊断而非事前调度，无法针对风光出力波动执行主动导纳补偿，构建系数矩阵依赖电缆特征阻抗预设模型参数，未考虑线路阻抗随环境热效应、接触电阻老化产生的动态漂移，导致调度模型易与真实物理拓扑产生基准失配，现有技术缺乏异构能源节点响应时间常数差异考量，应对极端扰动时，易因调节速度失配诱发功率振荡。

3、因此，如何构建一种使源网荷储各节点能够根据本地母线物理状态偏差产生功率平衡闭环的机制，以消除调度决策滞后于物理现象导致的系统失稳风险，成为本发明所要解决的技术问题。

技术实现思路

1、为解决背景技术中提出的问题，本发明的技术方案如下：一种考虑风能太阳能不确定性的源网荷储分布协同调度系统，系统包括功率调节子系统、纹波特征检测模块、阻抗分布修正模块、动态响应滤波模块以及协同调度控制模块：

2、功率调节子系统，部署于配电网络的母线节点，每个功率调节子系统均包括双向功率变换模块以及本地控制模块；

3、纹波特征检测模块，被配置为提取双向功率变换模块在开关动作过程中产生的高频电流纹波，并根据高频电流纹波在相邻两个母线节点间的传输幅值衰减量，确定母线节点间的支路互导参数；

4、阻抗分布修正模块，被配置为获取支路互导参数，并据此对预设的灵敏度映射矩阵中的阻抗权重系数进行更新，以生成反映配电网络实际物理阻抗分布的修正灵敏度矩阵；

5、动态响应滤波模块，被配置为获取储能变流器与热惰性负荷的响应时间常数，并根据响应时间常数对本地控制模块的调节功率指令执行迟滞滤波处理，以将瞬态调节功率由快速响应节点向慢速响应节点执行时域转移；

6、协同调度控制模块，被配置为依据修正灵敏度矩阵以及动态响应滤波模块的滤波结果，通过本地控制模块改变双向功率变换模块的物理相角控制参数产生偏移，利用母线节点在电压边界处的功率流向自动换向，形成功率调节子系统间的闭环电压调节；其中，协同调度控制模块在改变物理相角控制参数时，以母线节点的实测电压与预设电压阈值的偏差量作为反馈控制梯度，动态调整双向功率变换模块的输出等效导纳，以使配电网络在分布式电源出力波动工况下维持电压稳态。

7、优选的，阻抗分布修正模块执行阻抗权重系数更新时遵循以下计算规则：，其中，为修正后的母线节点与母线节点间的灵敏度权重系数，为预设的初始权重系数，为母线节点处发射的高频电流纹波的初始幅值，为母线节点处接收到的高频电流纹波的剩余幅值。

8、优选的，系统还包括运行状态监控模块，运行状态监控模块被配置为从双向功率变换模块的输出电流中提取宽频纹波残差分量，在宽频纹波残差分量呈现非对称谐波特征时判定为物理故障，并输出闭锁指令至协同调度控制模块以关断动态响应滤波模块。

9、优选的，运行状态监控模块在判定为物理故障后，通过调节双向功率变换模块的无功输出电流执行对故障点的物理隔离，并发送闭锁指令至协同调度控制模块。

10、优选的，纹波特征检测模块的采样频率与双向功率变换模块的开关频率同步，纹波特征检测模块通过滤波电路滤除母线节点中的50hz基波分量。

11、优选的，动态响应滤波模块根据储能变流器的响应时间与热惰性负荷的响应时间，为储能变流器所在的母线节点配置受控低通滤波器的截止频率，以确保各功率调节子系统呈现统一的功率调节同步特征。

12、优选的，系统还包括扰动注入模块，扰动注入模块被配置为向双向功率变换模块注入物理微扰信号，通过检测母线节点对物理微扰信号的电压响应梯度，对灵敏度映射矩阵的计算精度进行校验。

13、优选的，协同调度控制模块通过物理相角控制参数的偏移使功率调节子系统在不引入外部探测链路的前提下执行模型参数更新，并依据更新后的阻抗权重系数分配各母线节点间的无功补偿量。

14、优选的，每个功率调节子系统还包括储能状态采集子模块，协同调度控制模块在计算物理相角控制参数的偏移时，将储能状态采集子模块输出的荷电状态数值作为功率调节子系统参与电压调节的容量约束条件。

15、优选的，协同调度控制模块依据修正灵敏度矩阵定位电压越限风险节点，并根据阻抗权重系数确定参与协同调节的各功率调节子系统的执行次序，依序下达物理相角控制参数的偏移指令。

16、相比于现有技术，本发明的有益效果是：

17、1、在源网荷储分布协同调度中，通过建立反映节点功率扰动与电压向量关联的灵敏度映射矩阵，并将其转化为分布式执行单元的物理调节权重，实现了功率不确定性向节点等效导纳补偿的直接映射，在此机制下，储能侧与负荷侧的接入阻抗随母线电压及频率的微观变化进行毫秒级调整，将原本依赖广域通信和预测算法的外部调度逻辑内化为受控导纳单元的内生响应，这种物理层面的瞬时补位机制，不仅消解了预测误差导致的功率缺口，还利用电路系统自身的导纳分布特性达成了各节点间的自发功率重分配，提升了配电网络对宽频扰动的抗干扰恢复能力。

18、2、利用受控节点在调节容量接近物理阈值时的阻抗矢量重定向机制，解决了分布式调节中常见的容量饱和冲击问题，当储能装置或柔性负荷的调节空间受限时，重定向模块通过调节本地接口的阻抗相角，利用基尔霍夫电流定律中阻抗对电流的引导作用，将过剩的功率流主动向具备调节余量的相邻节点转移，这种方式无需依赖中心算力重新分配任务，而是通过物理相角的微观偏移实现功率流向的自动换向，使系统各节点在容量边界处呈现出柔性接力特征，有效避免了因局部调节失效引发的电压越限风险。

19、3、通过提取并利用逆变器伴生的高频开关纹波信号，构建出一种算法模型与物理拓扑实时对齐的自校准闭环，利用纹波信号在支路传输过程中的衰减特性，系统能够实时反演各物理节点间的实际耦合强度，并据此修正灵敏度映射矩阵中的权重系数，实现了对线路阻抗漂移、接触电阻老化等物理环境变化的感知，确保了调度逻辑始终锚定于真实的电网拓扑。