一种分布式光伏分层群调群控方法和系统

技术特征：
1.一种分布式光伏分层群调群控方法，其特征在于，包括以下步骤：集群控制平台接收数据采集设备获取的分布式光伏信息，进行汇总整合并上传至云端调控中心；云端调控中心整合分析各集群上传的分布式光伏信息，以整个区域内节点电压不越限、系统网损最小为目标，进行群间协调优化，生成集群整体有功无功出力调节指令并下发给各个集群控制平台，实现群间协调；集群控制平台接收集群整体有功无功出力调节指令后，按照其内部各光伏电站容量对集群内各光伏电站进行有功和无功出力的分配，实现群内自治；集群内各光伏电站进行有功和无功出力的分配，实现群内自治；其中，p
pv,m
、q
pv,m
分别表示集群m的分布式光伏有功与无功出力；p
pv,n
与q
pv,n
分别表示集群m内第n个光伏电站的有功与无功出力；s
pvn
表示第n个光伏电站的容量；n表示集群m内光伏电站的个数。2.根据权利要求1所述的分布式光伏分层群调群控方法，其特征在于：集群控制平台接收集群整体有功无功出力调节指令后，还可以分析数据采集设备上传的分布式光伏信息，以实现集群内部节点电压安全运行、集群网损最小以及分布式光伏的最大就地消纳为群内自治目标，以潮流约束、光伏电站功率约束、安全运行约束以及无功补偿装置运行约束为群内约束条件，构建群内自治优化模型；利用粒子群算法对群内自治优化模型进行求解，获得集群内各个设备的有功无功出力方案，并生成集群内部有功无功出力调节指令下发给各个终端设备，实现群内自治。3.根据权利要求2所述的分布式光伏分层群调群控方法，其特征在于，群内自治目标为：为：其中，f3为节点的电压偏差，f4为集群网损，n表示集群内节点总数目；u
n
表示集群内节点n的电压幅值，u0表示节点电压基准值；l表示与节点n为起点、l为终点且与节点n相连的n-l支路集合；i
nl
表示n-l支路的电流；r
nl
表示n-l支路的电阻；当节点电压运行在安全范围内时，通过调节集群内分布式光伏电站的无功出力，在满足节点电压处在安全范围内的同时，使集群网损最小；当节点电压轻度越限时，仅通过调节集群内分布式光伏电站的无功出力可以使集群内各节点电压恢复运行至安全范围内，实现集群内部安全运行；当节点电压严重越上限时，通过调节集群内分布式光伏电站的无功出力以及通过削减分布式光伏电站的有功出力使集群内各节点电压恢复运行至安全范围内；
当节点电压严重越下限时，通过调节集群内分布式光伏电站的无功出力以及通过调节无功补偿装置的无功出力使集群内各节点电压恢复运行至安全范围内。4.根据权利要求2所述的分布式光伏分层群调群控方法，其特征在于，潮流约束条件为：为：为：为：其中，u
i
与u
j
分别表示节点i与节点j的节点电压；i
ij
表示以节点i为起点、节点j为终点的支路i-j的电流；p
ij
与q
ij
分别表示流经支路i-j的有功和无功功率；r
ij
与x
ij
分别表示支路i-j的电阻与电抗；p
j
与q
j
分别表示注入节点j的净有功和无功负荷；jl表示以节点j为起点、节点l为终点且与节点j相连的支路集合；p
jl
与q
jl
分别表示流经支路j-l的有功和无功功率；光伏电站功率约束条件为：光伏电站功率约束条件为：光伏电站功率约束条件为：其中，表示第n个光伏电站的最大有功出力，cosθ表示光伏电站的最小功率因数；p
pv,n
与q
pv,n
分别表示集群m内第n个光伏电站的有功与无功出力；s
pvn
表示第n个光伏电站的容量；安全运行约束条件为：安全运行约束条件为：其中，与分别表示集群内节点电压的上、下限，u
n
表示节点n的电压幅值，i
ij
表示节点i与节点j相连支路i-j的电流，表示支路i-j最大电流限值；无功补偿装置运行约束条件为：其中，q
svc,n
表示集群内第n个无功补偿装置无功出力；与分别表示无功补偿装置无功出力的上下限。5.根据权利要求1或2所述的分布式光伏分层群调群控方法，其特征在于，群间协调优化步骤如下：在集群划分的基础上，选择每个集群的主导节点，所述主导节点为能灵敏感应群内其它节点有功无功变化的节点；以主站区域内集群主导节点电压偏差最小和系统网损最小为群间控制目标，以潮流约束、集群功率约束、以及运行安全约束为群间约束条件，构建群间协调优化模型；
利用粒子群算法对群间协调优化模型进行求解，获得各个集群的整体有功无功出力方案。6.根据权利要求5所述的分布式光伏分层群调群控方法，其特征在于，主导节点的选取步骤如下：计算节点n的可观性s
gn
；计算节点n的可控性s
kn
；定义节点n的可观可控综合性指标sn为：s
n
＝δ1s
gn
δ2s
kn
，其中，δ1和δ2分别表示可观性指标与可控性指标的权重系数；以消除节点n电压偏差来期望集群内其他各节点电压偏差最小为原则选取主导节点，其中主导节点数量不超过区域内参与调控的集群数。7.根据权利要求5所述的分布式光伏分层群调群控方法，其特征在于，群间控制目标为：minf＝ω1f1 ω2f2；其中，f1为集群主导节点的电压偏差，f2为系统网损，p
loss,m
表示集群m的网损，n表示集群内节点总数目；l表示与节点n相连的节点集合；i
nl
表示节点n与节点l相连支路的电流，r
nl
表示该支路电阻；j表示主导节点的个数；u
j
表示主导节点j的电压幅值，为方便分析与计算，u
j
采用标幺值表示；u0表示节点电压基准值，u0＝1p.u.；m表示参与调控的集群个数；ω1与ω2分别表示f1和f2的权重系数，当主导节点电压不越限，调节系统安全运行时，ω1小于ω2；当主导节点电压越限时，ω1大于ω2。8.根据权利要求5所述的分布式光伏分层群调群控方法，其特征在于，潮流约束条件为：为：为：为：其中，u
i
与u
j
分别表示节点i与节点j的节点电压；i
ij
表示以节点i为起点、节点j为终点的支路i-j的电流；p
ij
与q
ij
分别表示流经支路i-j的有功和无功功率；r
ij
与x
ij
分别表示支路i-j的电阻与电抗；p
j
与q
j
分别表示注入节点j的净有功和无功负荷；jl表示以节点j为起点、节点l为终点且与节点j相连的支路集合；p
jl
与q
jl
分别表示流经支路j-l的有功和无功功率；集群功率约束条件为：集群功率约束条件为：其中，p
pv,m
、q
pv,m
分别表示集群m的分布式光伏有功与无功出力；表示集群m的分布式
光伏有功出力的最大值；与分别表示集群m的分布式光伏无功出力的上、下限；运行安全约束条件为其中，与分别表示主导节点电压的上、下限。9.一种分布式光伏分层群调群控系统，其特征在于，包括：数据采集设备，所述数据采集设备用于采集集群内终端设备的分布式光伏信息；集群控制平台，与所述数据采集设备连接，用于接收数据采集设备获取的分布式光伏信息，进行汇总整合并上传至云端调控中心；以及在接收集群整体有功无功出力调节指令后，按照其内部各光伏电站容量对集群内各光伏电站进行有功和无功出力的分配，实现群内自治；内自治；其中，p
pv,m
、q
pv,m
分别表示集群m的分布式光伏有功与无功出力；p
pv,n
与q
pv,n
分别表示集群m内第n个光伏电站的有功与无功出力；s
pvn
表示第n个光伏电站的容量；n表示集群m内光伏电站的个数；云端调控中心，与多个集群控制平台连接，整合分析各集群上传的分布式光伏信息，以整个区域内节点电压不越限、系统网损最小为目标，进行群间协调优化，生成集群整体有功无功出力调节指令并下发给各个集群控制平台，实现群间协调。10.根据权利要求9所述的分布式光伏分层群调群控系统，其特征在于：集群控制平台接收集群整体有功无功出力调节指令后，还可以分析数据采集设备上传的分布式光伏信息，以实现集群内部节点电压安全运行、集群网损最小以及分布式光伏的最大就地消纳为群内自治目标，以潮流约束、光伏电站功率约束、安全运行约束以及无功补偿装置运行约束为群内约束条件，构建群内自治优化模型；利用粒子群算法对群内自治优化模型进行求解，获得集群内各个设备的有功无功出力方案，并生成集群内部有功无功出力调节指令下发给各个终端设备，实现群内自治。

技术总结
本发明提供一种分布式光伏分层群调群控方法和系统，其中，集群控制平台接收数据采集设备获取的分布式光伏信息，进行汇总整合并上传至云端调控中心；云端调控中心整合分析各集群上传的分布式光伏信息，以整个区域内节点电压不越限、系统网损最小为目标，进行群间协调优化，生成集群整体有功无功出力调节指令并下发给各个集群控制平台，实现群间协调；集群控制平台接收集群整体有功无功出力调节指令后，按照其内部各光伏电站容量进行有功和无功出力的分配。力的分配。力的分配。


技术研发人员：陈婧华 张琳娟 张平 卢丹 韩军伟 周志恒 郑征 郭璞 邱超 李景丽 袁豪 姚依晨
受保护的技术使用者：郑州大学
技术研发日：2022.12.09
技术公布日：2023/3/10