一种电网分区控制及区域供电管理方法与流程

1.本发明涉及电网区域控制领域，具体涉及一种电网分区控制及区域供电管理方法。


背景技术：

2.基于分层分区原则的地区电网规划是指从负荷预测开始建立在分区以及区内分块的概念上，因地制宜采用先进方法，将地区电网分成若干相对独立的分区，结合不同电压等级电源布点和容量的优化调整，使负荷分区分布趋于平衡。使地区电网有相对明确、基本稳定的供电范围。
3.在此基础上分别对各分区内的电网网架进行设计，最终将各分区网架相互联络，形成可靠的网状结构。合理的分层、分区电网结构是建设一个既安全又能平稳供电的智慧电网的基础。


技术实现要素：

4.为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，本发明一种电网分区控制及区域供电管理方法，包括。
5.s1.分区电压管理，根据分区配置进行无功电压分区和有功电压分区。
6.s2.并网协调控制，用于进行光伏并网逆变器的电压控制。
7.s3.机房区域供电管理，根据同时系数计算机房用电设备负荷的总功率。
8.优选地，所述根据分区配置进行无功电压分区，包括。
9.(1)根据分区配置进行无功电压分区，分区集合记为cq={cq1,cq2,
…
,cqn}。
10.(2)检测所有分区内节点是否过电压，若所有电压节点都合格，则结束。如果有过电压节点，将所有过电压节点对应的分区记为可调节分区集合m，其他的子分区记为不可调节分区集合t，转到(3)。
11.(3)在可调节分区集合m中选取电压幅值最大的节点i，其所对应的分区为cqj。
12.(4)在分区cqj内进行区内无功电压控制，对cqj内光伏进行无功补偿后的整个配电网进行一次潮流计算，当全网电压均合格，则结束；否则，转到下一步。
13.(5)将分区cqj划分到不可调节分区集合t内。判断可调节分区集合m中是否存在过电压节点，如果存在，对可调节分区集合m内的无功分区重复(3)-(4)。当可调节分区集合m中不存在过电压节点而不可调节分区集合t内存在过电压节点时，则转入有功电压分区。
14.优选地，所述根据分区配置进行有功电压分区，包括。
15.(6)根据分区配置进行有功电压分区，分区集合记为cp={cp1,cp2,
…
,cpn}。
16.(7)在所有过电压节点中选取电压幅值最大的节点g，其所对应的分区为cph。
17.(8)在分区cph内进行区内有功电压剪切控制，使分区cph内所有电压均合格，对cph内光伏进行有功剪切后的整个配电网进行一次潮流计算。
18.(9)当全网、电压均满足要求，结束控制。若全网电压仍存在过电压节点时，对未进
行电压调节的分区重复(7)-(8)，直至所有节点电压均在预设范围之内。
19.优选地，所述分区配置包括。
20.(1)将配电网节点网络中每个节点作为一个单独的初始分区，计算模块函数f的值f1。
21.(2)随机选择配电网中的节点u和节点v形成新的分区，计算模块函数f的值f2，并计算函数差值df，df=f2-f1，当df超过预设的差值阈值时，将节点u和节点v划分到同一分区c内。
22.(3)将形成的分区c作为一个独立的节点，重复步骤(2)，不断形成新的分区。
23.(4)当所有节点都已经分区完毕时，输出分区结果。
24.优选地，对于节点i和j，模块函数f为。
25.。
26.其中，m为节点网络中所有边的权重之和，s为无功电压或有功电压的灵敏度矩阵，sij为该矩阵中对应节点的矩阵值，ki为节点网络中所有与节点i相连的边的权重之和。
27.优选地，所述并网协调控制，包括。
28.(1)当检测到并网点正序电压跌落到90%以下时，在电流内环直接给定正序有功、无功电流指令id和iq。
29.(2)在电网故障期间，根据电压跌落幅度，对正序无功电流指令iq进行自适应调整。
30.(3)在逆变器不过流的情况下发岀最大允许的有功功率，调整有功电流指令id。
31.(4)当故障后逆变器的输出功率小于故障前功率时，不平衡功率使光伏逆变器直流侧电压升高到超过一定值并导通直流侧卸荷电路。
32.优选地，所述机房区域供电管理，包括。
33.(1)在机房区域制冷、照明设备已确定情况下，获取包括制冷电机和照明设备在内的用电设备的额定参数。
34.(2)将己确定需使用的电机以及它们使用情况进行负荷分为三类。
35.(3)计算各用电设备实际消耗的功率。
36.(4)计算各类负荷的总功率，按其同时系数计算总负荷。
37.优选地，第一类负荷为连续使用的负载，第二类负荷为短时或重复短时使用的负荷，第三类负荷为偶然短时使用的负荷以及在尖峰负荷时间外使用的负荷。
38.优选地，对于第一类负荷，基于机房用电量设备最大负荷的不同时性，同时系数取0.8
〜
0.9；对于第二类负荷，在计算时将第二类负荷总加起来后再乘以同时系数，同时系数在0.3
〜
0.5的范围中选择。对于第三类负荷，同时系数可取0
〜
0.001。
39.本发明的一种电网分区控制及区域供电管理方法，根据耦合性大小将配电网络分割成多个相互独立的区域，当针对某个区域进行电压调节时，该区域参数的变化对其他区域影响可忽略不计，便于解耦控制；同时采用分区电压控制，各个分区之间可采用并行计算，有效提升电压控制的时效性，使得过电压控制能及时跟踪外界环境的变化，有效管理并网时的电压穿越。然后基于同时系数计算机房区域不同类负荷的用电功率，实现精准和平稳供电管理。
附图说明
40.图1为本发明一种电网分区控制及区域供电管理方法的流程图。
具体实施方式
41.如图1所示，本发明一种电网分区控制及区域供电管理方法，包括。
42.s1.分区电压管理，包括。
43.(1)根据分区配置进行无功电压分区，分区集合记为cq={cq1,cq2,
…
,cqn}。
44.(2)检测所有分区内节点是否过电压，若所有电压节点都合格，则结束。如果有过电压节点，将所有过电压节点对应的分区记为可调节分区集合m，其他的子分区记为不可调节分区集合t，转到(3)。
45.(3)在可调节分区集合m中选取电压幅值最大的节点i，其所对应的分区为cqj。
46.(4)在分区cqj内进行区内无功电压控制，对cqj内光伏进行无功补偿后的整个配电网进行一次潮流计算，当全网电压均合格，则结束；否则，转到下一步。
47.(5)将分区cqj划分到不可调节分区集合t内。判断可调节分区集合m中是否存在过电压节点，如果存在，对可调节分区集合m内的无功分区重复(3)-(4)。当可调节分区集合m中不存在过电压节点而不可调节分区集合t内存在过电压节点时，则进行下一步。
48.(6)根据分区配置进行有功电压分区，分区集合记为cp={cp1,cp2,
…
,cpn}。
49.(7)在所有过电压节点中选取电压幅值最大的节点g，其所对应的分区为cph。
50.(8)在分区cph内进行区内有功电压剪切控制，使分区cph内所有电压均合格，对cph内光伏进行有功剪切后的整个配电网进行一次潮流计算。
51.(9)当全网、电压均满足要求，结束控制。若全网电压仍存在过电压节点时，对未进行电压调节的分区重复(7)-(8)，直至所有节点电压均在预设范围之内。
52.所述分区配置包括。
53.(1)将配电网节点网络中每个节点作为一个单独的初始分区，计算模块函数f的值f1。
54.对于节点i和j(分区内只有单个节点时，i=j)，模块函数f为。
55.。
56.其中，m为节点网络中所有边的权重之和，s为无功电压或有功电压的灵敏度矩阵，sij为该矩阵中对应节点的矩阵值，ki为节点网络中所有与节点i相连的边的权重之和。
57.(2)随机选择配电网中的节点u和节点v形成新的分区，计算模块函数f的值f2，并计算函数差值df，df=f2-f1，当df超过预设的差值阈值时，将节点u和节点v划分到同一分区c内。
58.(3)将形成的分区c作为一个独立的节点，重复步骤(2)，不断形成新的分区。
59.(4)当所有节点都已经分区完毕时，输出分区结果。
60.s2.并网协调控制，包括。
61.(1)当检测到并网点正序电压跌落到90%以下时，在电流内环直接给定正序有功、无功电流指令id和iq。
62.(2)在电网故障期间，根据电压跌落幅度，对正序无功电流指令iq进行自适应调
整，即。
63.当a》0.9时，iq=0。
64.当0.4《=a《=0.9时，iq=2(1-a)。
65.当a《0.4时，iq=1.2。
66.式中，所有量均为标幺值，a为跌落后的电网正序电压幅值。
67.(3)在逆变器不过流的情况下发岀最大允许的有功功率，有功电流指令id为取id0和之间的较小值，其中id0为故障前光伏并网逆变器电流内环的有功电流指令。
68.(4)当故障后逆变器的输出功率小于故障前功率时，不平衡功率使光伏逆变器直流侧电压升高到超过一定值并导通直流侧卸荷电路。
69.具体地，当电网发生故障时，光伏并网逆变器的稳态三相故障电流峰值计算公式为。
70.。
71.正序d轴电流参考计算公式由下式得到。
72.。
73.式中idmax为最大允许正序d轴电流。
74.s3.机房区域供电管理，包括。
75.(1)在机房区域制冷、照明设备已确定情况下，获取包括制冷电机和照明设备在内的用电设备的额定参数。
76.(2)将己确定需使用的电机以及它们使用情况进行负荷分为三类，第一类负荷为连续使用的负载，第二类负荷为短时或重复短时使用的负荷，第三类负荷为偶然短时使用的负荷以及在尖峰负荷时间外使用的负荷。
77.(3)计算各用电设备实际消耗的功率。在计算制冷电机所消耗的功率时，若有两台及两台以上同类型电机，则按实际使用台数进行计算。
78.(4)计算各类负荷的总功率，按其同时系数计算总负荷。对于第一类负荷，基于机房用电量设备最大负荷的不同时性，同时系数取0.8
〜
0.9；对于第二类负荷，在计算时将第二类负荷总加起来后再乘以同时系数，同时系数在0.3
〜
0.5的范围中选择。对于第三类负荷，同时系数可取0
〜
0.001。
79.同时系数表示一组同功率的用电设备的同时使用情况，同时系数k为。
80.k=n/m。
81.其中，n为一组同时工作的用电设备数目，m为该组用电设备的总数。
82.各类负荷的总功率p为。
83.p=k1p1 k2p2 k3p3。
84.其中，k1、k2、k3分别为第一类负荷、第二类负荷和第三类负荷的同时系数，p1、p2、p3分别为第一类负荷、第二类负荷和第三类负荷的总功率。
85.本发明的一种电网分区控制及区域供电管理方法，根据耦合性大小将配电网络分割成多个相互独立的区域，当针对某个区域进行电压调节时，该区域参数的变化对其他区
域影响可忽略不计，便于解耦控制；同时采用分区电压控制，各个分区之间可采用并行计算，有效提升电压控制的时效性，使得过电压控制能及时跟踪外界环境的变化，有效管理并网时的电压穿越。然后基于同时系数计算机房区域不同类负荷的用电功率，实现精准和平稳供电管理。
86.出于示例和说明目的给出了对本发明的描述，但所述描述并非旨在是穷举的或是将本发明限于所公开的形式。对于所属技术领域的普通技术人员来说，许多修改和变化都将是显而易见的。实施例的选择和描述是为了最佳地解释本发明的原理和实际应用，并且当适合于所构想的特定使用时，使得所属技术领域的其它普通技术人员能够理解本发明的具有各种修改的各种实施例。