一种考虑综合调节成本的台区配电网自治调控方法与流程

技术特征：
1.一种考虑综合调节成本的台区配电网自治调控方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、建立低压台区配电网网损和电压分别对功率的灵敏度模型，即网损灵敏度计算模型和电压灵敏度计算模型，利用网损灵敏度计算模型和电压灵敏度计算模型分别计算网损和电压质量；s2、根据光伏的出力特性，建立光伏的功率调节模型，得到光伏参与电压调节的光伏功率出力限制和电压调控费用；s3、综合考虑低压台区配电网内网损、电压质量、电压调控费用，计及光伏功率出力限制，建立考虑配电网综合调节成本的台区配电网自治调控模型，基于台区配电网自治调控模型，采用粒子群算法求解寻优得到光伏的功率调节值，下发实际设备开展控制，从而实现台区配电网自治调控目标。2.如权利要求1所述的考虑综合调节成本的台区配电网自治调控方法，其特征在于：步骤s1中电压灵敏度计算模型和网损灵敏度计算模型如下：电压灵敏度计算模型为：若节点电压采用极坐标形式表示，电力系统稳态运行的潮流方程为式中，p
i
和q
i
分别表示流入节点i的有功和无功功率，u
i
和u
j
表示节点i和节点j的电压幅值，θ
ij
＝θ
i-θ
j
表示节点i和节点j间的相角差，g
ij
和b
ij
表示节点i和节点j间的电导和电纳；采用牛顿-拉夫逊法求解潮流方程，假设网络具有n个节点，令n＝n-1，以平衡节点为参考节点，2n个极坐标形式的牛顿法潮流修正方程如下式：式中，为雅可比矩阵，δθ和δv为节点电压的相角与幅值修正量；式中，v为n维节点电压幅值对角阵，即v＝diag(v1,v2,...,v
n
)，g和b分别为节点导纳阵的实部和虚部，矩阵bcosθ的元素为b中对应元素b
ij
与cosθ
ij
的乘积，其他项类似，另外，上述p和q均为n阶对角矩阵，其对角元素分别为p
i
/v
i2
和q
i
/v
i2
；考虑台区配电网的线路电阻远大于电抗，则有功功率的变化主要取决于电压变化，无功功率的变化主要取决于相角变化，则h＝0，l＝0，同时电纳忽略不计，正常情况下，θ
ij
非常小，故可令cosθ
ij
＝1，sinθ
ij
＝0，假设v
i
≈1，则式(3)可简化为：则电压有功灵敏度如式(5)所示；
δv＝(g p)-1
δp＝k
up
δp
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)式中，k
up
即为电压和有功的灵敏度关系矩阵；台区电压质量f
u
用所有关键节点电压的方差衡量为：式中，u
ref
为电压参考值；网损灵敏度计算模型为：假设某线路起始节点是i，结束节点是j，忽略线路电抗，线路电阻为r
ij
，则该线路的网损p
loss
·
ij
为：式中，p
ij
和q
ij
是节点注入功率未变化时的支路传输的有功功率和无功功率，δp
mj
和δq
mj
是节点j下游节点注入的有功功率和无功功率变化量总和；所有线路网损总和为：3.如权利要求1所述的考虑综合调节成本的台区配电网自治调控方法，其特征在于：步骤s2中光伏的功率调节模型建立如下：单个光伏受逆变器调节的范围表示为：p
pv
＝[0,p
pv,mpp
]
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)式中，p
pv
为光伏有功出力值，p
pv,mpp
为光伏有功最大出力值；光伏最大无功出力限制为：式中，s为光伏容量，φ
max
为最大允许功率因数角；因此在光伏无功调节时，其调节范围受光伏有功出力制约，光伏有功出力变化时，光伏无功调节范围往往会跟随其变化，而反之，光伏无功变化时，并不影响有功出力，光伏无功出力调节范围表示为：q
pv
＝[-q
pv,max
,q
pv,max
]
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(11)根据式(9)和式(11)可得光伏功率出力限制为：-p
pv
(t)≤δp
pv
≤p
pv,mpp-p
pv
(t)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(12)-q
pv,max-q
pv
(t)≤δq
pv
≤q
pv,max-q
pv
(t)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(13)式中，p
pv
(t)和q
pv
(t)为t时刻pv实际有功出力和无功出力；由于调节导致的有功功率的减少量是光伏有功调节成本的主要组成部分，根据光伏上网价格，乘以有功功率减少量，即为第三方利益损失，以第三方利益损失为衡量光伏调节有功功率的成本的指标，光伏电压调控费用f
cost
计算公式如下：f
cost
＝f
pv
·
δp
i
·
pv
·
δt
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(14)式中，f
pv
为光伏上网价格，δp
i
·
pv
为光伏有功调节量，δt为时间间隔；
光伏无功调节一般不计无功功率的调节成本，在后续的电压实时控制策略中，同样不考虑光伏无功调节成本。4.如权利要求3所述的考虑综合调节成本的台区配电网自治调控方法，其特征在于：步骤s3中考虑配电网综合调节成本的台区配电网自治调控模型的目标函数为：minf＝λ1f
loss
λ2f
u
λ3f
cost
λ4f
pvloss
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(15)式中，f为综合调节成本目标，f
pvloss
为pv有功出力减少量，λ1、λ2、λ3、λ4为权重系数，满足λ1 λ2 λ3 λ4＝1，通过设置调整权重系数调节各个单目标在综合调节成本中的比重，在设置权重系数时，优先保证电压调控效果和pv有功最大出力；为了最大限度利用光伏，定义光伏有功减少量f
pvloss
是为了抑制电压越限而控制pv有功出力的减少量，保证pv有功最大出力，式(15)中光伏有功减少量f
pvloss
为：f
pvloss
＝σδp
pv
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(16)式(15)的约束条件包括式(12)和式(13)所示的光伏功率出力限制以及电压质量约束，电压质量约束具体为：|(u
i-u
ref
)/u
ref
|≤5％
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(17)式(17)为保证电压越限得到控制要求关键节点电压在配电网电压允许范围内。

技术总结
本发明提供一种考虑综合调节成本的台区配电网自治调控方法，包括以下步骤：S1、建立低压台区配电网网损和电压对功率的灵敏度模型；S2、根据光伏的出力特性建立光伏的功率调节模型；S3、综合考虑低压台区配电网内网损、电压质量、电压调控费用、光伏有功出力减少量等多个目标，建立考虑配电网综合调节成本的台区配电网自治调控模型，得到台区配电网自治调控方法。本发明可根据用户聚焦目标灵活调整优化权重，实现了低压台区配电网优化调控的整体成本考虑，保证了低压台区配电网自治调控方法的工程实用性、灵活性和有效性。灵活性和有效性。灵活性和有效性。


技术研发人员：胡伟 杨帆 沈煜 杨志淳 陈鹤冲 胡成奕 闵怀东 严方彬
受保护的技术使用者：国网湖北省电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：2022.11.09
技术公布日：2023/2/3