一种基于虚拟发电厂的配电网无功功率优化调度方法及系统，在沿馈电网络接入的每个节点连接设置一个监测装置，控制过程包括当虚拟发电厂的当前调度时间段开始时，各监测装置向虚拟发电厂的集中控制器上传所接入节点的实时电压有效值；集中控制器建立无功功率优化调度模型并求解得到各分布式电源的无功输出给定值，集中控制器向各分布式电源发送无功输出给定值，各分布式电源相应输出无功功率至馈电线路。本发明专利技术通过集中控制器的优化调度，使得配电网中各个节点电压偏离额定值的总和值最小，同时分布式电源进行无功调度的总费用最低，提高供电质量和可靠性，充分发挥分布式电源辅助服务作用，提高其使用效益，促进分布式电源发展和利用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于配电运行领域，特别涉及一种基于虚拟发电厂的配电网无功功率优化 调度方法及系统。
技术介绍
电压质量是配电网运行最为关注的指标之一，在目前的配电网中尚没有对各个节 点电压进行全面监测的手段，进行电压调节都在向配电网供电的变电站进行，或者由各负 荷根据各自接入点电压利用无功电容补偿进行。这些电压调节措施通常难以兼顾全局的电 压水平，且缺少协调控制的方法和实施手段。 大量以清洁和可再生能源为一次能源的分布式电源接入电力系统运行是未来电 网发展的必然趋势，这些分布式发电的接入可同时提高用户的经济效益，电网运行的安全 性和可靠性以及社会综合效益。目前虚拟发电厂模式是公认的应对高渗透率分布式电源接 入运行最有效模式和手段之一，该模式是利用先进的通信与控制技术，协调控制散布在配 电网网络中的多个分布式电源、分布式储能和用户需求响应（三者统称为分布式资源），使 得它们的行为对电网而言表现为一个整体发电厂，通过参与电力市场交易向用户提供电力 供应，同时还可向电网提供电压支撑、频率调节等辅助服务。 因此，若能设计一种基于虚拟发电厂模式的配电网无功功率优化调度策略，在充 分发挥分布式电源发电经济效益的同时，向配电网提供无功功率服务，将能更好地发挥分 布式电源的作用，实现良好的分布式电源与配电网的协调运行，对于促进分布式电源的利 用，提高配电网的运行可靠性和供电质量具有重要的理论和实用价值，但目前本领域尚未 有相关研究出现。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于虚拟发电厂的配电网无功 功率优化调度方法及系统。 本专利技术技术方案提供一种基于虚拟发电厂的配电网无功功率优化调度方法，所述 虚拟发电厂包括多个接入馈电网络的分布式电源和集中控制器，各分布式电源分别与集中 控制器之间通过双向通信线路连接，其特征在于：在沿馈电网络接入的每个节点连接设置 一个监测装置，设沿馈电网络的馈电线路接有n个监测装置和m个分布式电源，各个监测装 置所接入的节点编号依次为1，2,…，n，配电网无功功率优化调度控制过程包括如下步骤， 步骤1，当虚拟发电厂的当前调度时间段开始时，各监测装置向虚拟发电厂的集中 控制器上传所接入节点的实时电压有效值U lit，i = 1，2,…，n ; 步骤2,集中控制器建立无功功率优化调度模型如下， 目标函数为： F = F2+P XFi 其中，0为预设的加权系数，优化目标之一的目标函数，优 化目标之二的目标函数，u"f为配电网节点的额定电压，Q,， t为第t 个调度时间段内第j个分布式电源的无功输出给定值，C] (Q]it)为第j个分布式电源输出无 功功率的单价，j = 1，2,…，m ; 约束条件为： Ulim l^； U ijt^； U iinij2i = 1, 2,. . . , n 其中，UlinijP U 11|0,2分别为配电网节点电压的下限值和上限值，Q UinijP Q Uini,2分 别为分布式电源输出无功功率的下限值和上限值； 步骤3,集中控制器求解步骤2所建无功功率优化调度模型，得到第t个调度时间 段内各分布式电源的无功输出给定值Qjit，j = 1，2, ; 步骤4,集中控制器向各分布式电源发送无功输出给定值Q]it，各分布式电源根据 相应无功输出给定值Q ]it输出无功功率至馈电线路。 而且，所述调度时间段是将一天的时间根据调度的需要划分为若干段。 而且，步骤4完成后，等待新的调度时间段开始再返回步骤1。 本专利技术提供一种基于虚拟发电厂的配电网无功功率优化调度系统，所述虚拟发电 厂包括多个接入馈电网络的分布式电源和集中控制器，各分布式电源分别与集中控制器之 间通过双向通信线路连接，在沿馈电网络接入的每个节点连接设置一个监测装置，设沿馈 电网络的馈电线路接有n个监测装置和m个分布式电源，各个监测装置所接入的节点编号 依次为1，2,…，n，集中控制器包括如下模块， 实时电压接收模块，用于当虚拟发电厂的当前调度时间段开始时，接收各监测装 置向虚拟发电厂的集中控制器上传所接入节点的实时电压有效值uiit，i = 1，2,…，n 优化模型建立模块，用于建立无功功率优化调度模型如下， 目标函数为： F = F2+P XFi 其中，0为预设的加权系数，优化目标之一的目标函数优 化目标之二的目标函数，Uraf为配电网节点的额定电压，Q1 1为第t 个调度时间段内第j个分布式电源的无功输出给定值，C] (Q]it)为第j个分布式电源输出无 功功率的单价，j = 1，2,…，m ; 约束条件为： UlinU彡 U 1!t彡 U lin，2i = 1，2, ? ? ?，n 其中，UP U ^分别为配电网节点电压的下限值和上限值，Q Uini,^ Q Uini,2分 别为分布式电源输出无功功率的下限值和上限值； 无功输出获取模块，用于求解无功功率优化调度模型，得到第t个调度时间段内 各分布式电源的无功输出给定值Qjit，j = 1，2, ; 无功输出设定模块，用于向各分布式电源发送无功输出给定值Qjit，各分布式电源 根据相应无功输出给定值Q ]it输出无功功率至馈电线路。 而且，所述调度时间段是将一天的时间根据调度的需要划分为若干段。 而且，无功输出设定模块在向各分布式电源发送无功输出给定值完成后，等待新 的调度时间段开始再命令实时电压接收模块工作。 本专利技术通过虚拟发电厂协调各分布式电源的无功功率注入，使得配电网络中各节 点电压达到最优状态，同时使得分布式电源的无功功率调度总费用最小。该策略能有效维 持配电网的节点电压水平，提供供电质量和可靠性，可在发挥分布式电源发电经济效益的 同时为配电网络提供辅助服务，进一步提高了分布式电源的利用效率。本专利技术对于提高虚 拟发电厂的实用化水平、促进分布式电源的发展和利用、进一步发挥分布式电源给电力系 统带来的诸多效益具有重要理论和实用价值，对环境保护与可持续发展具有重要意义。【附图说明】 图1是本专利技术实施例的应用场景结构示意图。 图2是本专利技术实施例的流程图。【具体实施方式】 为了使本专利技术实施例的目的、技术方案、优点更加清晰，下面将结合本专利技术实施例 和附图来介绍本专利技术的技术方案。 本专利技术提供一种基于虚拟发电厂模式的配电网无功功率优化调度策略。将散布在 配电网络馈线上的分布式电源汇聚成为虚拟发电厂运行，虚拟发电厂集中控制器接收配电 网中各个节点处安装的电压监测设备上传的节点电压信息，根据这些节点电压信息以节点 电压偏离额定值总和最小和分布式电源输出无功功率总费用最小为目标，以分布式电源输 出无功功率满足各自限值以及节点电压满足标准规定的范围为约束条件，计算出各个分布 式电源无功功率输出的设定值，通过优化调度分布式电源的无功功率输出，使得配电网电 压水平达到最优状态。 如图1所示，配电网络馈线主要由配电网络供电变电站供电，沿馈线各个节点编 号依次为1，2,…，n，各个节点分别接有监测装置1，监测装置2,监测装置3,…，监测装置 i，…，监测装置n ;这些监测装置可分别采集所接入节点电压的有效值t U2，…，Un，并将这 些信息传送至虚拟发电厂的集中控制器，监测装置可采用现有成熟的产品。配电网络中还 接入有分布式电源1，分布式电源本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于虚拟发电厂的配电网无功功率优化调度方法，所述虚拟发电厂包括多个接入馈电网络的分布式电源和集中控制器，各分布式电源分别与集中控制器之间通过双向通信线路连接，其特征在于：在沿馈电网络接入的每个节点连接设置一个监测装置，设沿馈电网络的馈电线路接有n个监测装置和m个分布式电源，各个监测装置所接入的节点编号依次为1,2,…,n，配电网无功功率优化调度控制过程包括如下步骤，步骤1，当虚拟发电厂的当前调度时间段开始时，各监测装置向虚拟发电厂的集中控制器上传所接入节点的实时电压有效值Ui,t，i＝1,2,…,n；步骤2，集中控制器建立无功功率优化调度模型如下，目标函数为：F＝F2+β×F1其中，β为预设的加权系数，优化目标之一的目标函数优化目标之二的目标函数Uref为配电网节点的额定电压，Qj,t为第t个调度时间段内第j个分布式电源的无功输出给定值，cj(Qj,t)为第j个分布式电源输出无功功率的单价，j＝1,2,…,m；约束条件为：Ulim,1≤Ui,t≤Ulim,2i＝1,2,...,nQj,lim,1≤Qj,t≤Qj,lim,2j＝1,2,...,m其中，Ulim,1和Ulim,2分别为配电网节点电压的下限值和上限值，Qj,lim,1和Qj,lim,2分别为分布式电源输出无功功率的下限值和上限值；步骤3，集中控制器求解步骤2所建无功功率优化调度模型，得到第t个调度时间段内各分布式电源的无功输出给定值Qj,t，j＝1,2,…,m；步骤4，集中控制器向各分布式电源发送无功输出给定值Qj,t，各分布式电源根据相应无功输出给定值Qj,t输出无功功率至馈电线路。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：乐健，周武，柳永妍，刘开培，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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