一种计及运行成本的主动配电网电压潮流联合控制方法技术

本发明专利技术公开的是一种计及运行成本的主动配电网电压潮流联合控制方法，方法为：（1）自动检测/预测电网中的电压、潮流，并判断是否有超限现象；（2）构造适用于主动配电网电压控制的案例库；（3）当系统识别到配电网中任一母线电压超过界限时，采用案例推理中的最近邻法对案例库进行检索，检索出相似度最高的N个电压控制方法，所述的N为大于1的整数；（4）当系统识别到配电网中任一线路潮流超过限值时，采用约束满足算法计算潮流约束方法；（5）控制方法在线仿真验证；（5）运行成本优化。本发明专利技术方法的施行将实时满足配电网运行的安全裕度要求，有效提高配电网运行的可靠性及主动性，同时，为配电网的运行以及短期规划提供指导，达成较好的经济效益和社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种主动配电网安全运行及预防控制方法。特别是涉及一种计及运行 成本的主动配电网电压潮流联合控制方法。
技术介绍
随近年来随着各种新能源发电技术的发展，电动汽车等新型负荷的推广，分布式 电源（DistributedGeneration，DG)及新型柔性负荷在配电网的渗透率不断提高。分布式 能源的随机性及不可预测性，为配电网的运行与控制提出新的挑战，其中，电压波动，双向 潮流问题尤为突出。 现阶段，已有的配网控制管理系统无法完全适应上述变化，只能采取就地消纳和 局部控制相结合的方式被动地接纳DG。如：若DER所发电力过剩，系统只能降低或切断 DER出力来平衡本地负载，DER无法参与配电网的最优潮流运行；当配电网出现故障时，DER 将退出运行或采用孤岛运行，无法与配电自动化实现协调控制；各个MG之间独立运行，缺 乏协调，对配电网经济运行和安全性提升效果有限，使得MG自身优势难以充分发挥；需求 侧响应以及智能量测体系（AdvanceMeteringInfrastructure,AMI)，由于缺乏有效的综 合控制决策系统而难以参与配电网的优化运行。一些配电网运营商不得不采用"lastin firstoff"的手段，即根据DER并网时间的先后来硬性控制DER的运行状态。 随着配电管理和配电自动化系统的不断完善，使得配电网具有了主动性的特征。 主动配电网（ActiveDistributionNetwork，ADN)是一种新型的、区别于微网的大规模分 布式电源接入配电网的方式，一方面可以协调控制包括分布式电源、储能装置、可控负荷、 需求侧管理等在内的多种分布式能源，加大配电网对可再生能源的接纳能力，提升配电网 的资产利用率；另一方面可以满足更加高级的配电自动化应用，可以动态选择经济、可靠的 运行方式、拓扑结构，呈现出比传统的配电网更加灵活的运行特征。2010年CIGRE提出了 将主动配电网作为未来配网发展的主要技术方向之一。主动配电网的定义是由CIGRE的 C6. 11工作组提出的，ADN既可以实现对DG、柔性负载和储能等分布式可控资源的主动控 制，又可以利用灵活的网络拓扑结构实现潮流的有效管理，并在合理的监管和接入准则基 础上，使DG对配电系统提供一定的支撑作用。 近年来，欧盟提出将自动化、通信以及先进的电力电子等技术引入到配电网的主 动管理（ActiveDistributionNetworkManagement，ADM)之中，主导了ADM相关不范工程 ;美国在主动配电网及其相关领域也开展了 大量的研究工作；在我国由国网公司牵头实施的国家高技术研究发展计划（863计划）"主 动配电网关键技术研究及示范"也正在开展针对主动配电网条件下的协同优化调度、交互 控制技术等方面的研究。 电压的稳定对配电网优化运行，消纳间歇性能源起到主导作用。利用主动配电网 的主动性可对不断变化的配电网运行状态进行实时监控及控制，以给出当前运行方式下配 电网最优运行状态，在到达配网电压运行限制时采取相应的控制措施，及时调整运行方式， 可以极大的提高网络运行的安全性，具有重要现实意义。 线路潮流约束是限制分布式电源渗透率的主要因素之一，也是配电网运营商亟待 解决的问题。主动潮流约束旨在主动管理网络可控资源的同时保证潮流约束在限制范围 内，确保线路和设备的安全运行。 国内外已开展大量针对配电网电压潮流控制方法的研究工作：Vovos博士等人分 别验证了集中式电压控制和分布式电压控制下DG的渗透率。其中，集中式电压控制根据量 测系统对网络进行状态估计，然后应用最优潮流（optimalpowerflow, 0PF)对DG进行综 合调度。而分布式电压控制应用自动电压调整设备（automaticvoltageregulator,AVR) 结合分布式电源功率因数调节来对电压进行控制。在两种控制方法下，DG的接入率都有明 显的提高。Hird博士等人提出了一种控制AVC继电器的电压控制方法。该方法已经成功的 应用于英国的33/llkV变电站。该控制方法包含一个状态估计模块和一个控制器。状态估 计模块应用加权最小二乘法和牛顿-拉夫逊法计算网络上每个节点的电压期望值和标准 偏差。控制器则将计算出的电压值与限值进行比对，如果存在电压超限现象，控制器则会通 过调整AVC的目标电压来控制0LTC的分头位置。Bignucolo博士等人于2008年提出了一种 配电管理系统协调控制器（distributionmanagementsystemcoordinatedcontroller. DMSCC)。这种控制方法是将0LTC控制与无功优化管理相协调。另外，DMSCC在控制电压的 同时尽量减少对DG有功输出的削减。同样，DMSCC也具备一个状态估计模块，用于加强控 制器的效率和前瞻性。Zhou和Bialek教授于2007年提出了一种电压敏感因子的算 法，用于存在多个DG的1lkV配电网的电压控制中。这种算法通过削减一个或多个DG的有 功输出来实现电压控制，而DG有功输出削减的多少，以及哪个DG的有功将会削减，则是由 敏感因子决定的。敏感因子是以DG输出最大化和网络损耗最小化为优化目标，并随着网络 运行状态的变化而实时变化。 然而，未来大规模的分布式电源将接入配电网，当前的配电网电压潮流控制方法 具有以下不足： 1、无论是正常运行状态下还是紧急状态下的电压潮流控制往往是被动的，无法对 系统运行安全性情况起到充分的预警作用，不符合当今主动配电网的发展需求； 2、当前的配电网电压潮流控制目标单一，无法充分计及配电网运行时大量外部不 确定因素，进而引发系统运行中的潜在安全性隐患； 3、当前配电网多针对电压和潮流其中一个问题设计控制系统，忽略线路潮流约束 和节点电压约束之间的相互耦合，及控制策略之间的相互影响； 4、当前的配电网电压潮流控制多采用以损耗最小或分布式电源接入率最高为目 标函数，忽略了配电网运营商对运行成本的考虑。
技术实现思路
针对现有技术上存在的不足，本专利技术目的是在于提供一种计及运行成本的主动配 电网电压潮流联合控制，对配电网电压潮流进行主动控制，为在含多个分布式电源的配电 网中实现电压潮流联合控制提供方法。 为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现： -种计及运行成本的主动配电网电压潮流联合控制，其特征在于，包括如下步 骤： 1)首先通过对比量测值与节点电压与线路潮流限值监测网络中的节点电压以及 线路潮流以识别系统电压、潮流越限问题； 2)构造适用于主动配电网电压控制的案例库，并通过离线的系统仿真方式或在线 反馈方式建立所述案例库； 3)当系统识别到配电网中任一母线电压超过界限时，采用案例推理（CBR)中的最 近邻法对案例库进行检索，检索出相似度最高的N个电压控制方法，所述的N为大于1的整 数； 4)当系统识别到配电网中任一线路潮流超过限值时，采用约束满足（CS)算法计 算潮流约束策略； 5)根据所测得的配电网实时数据对当前网络情况进行仿真，并进行潮流计算，将 检索到的N个电压控制方法或潮流约束方法依次验证，选取能成功通过在线验证的且相似 度最高的电压或潮流控制方法； 6)根据成本计算方法分别计算各个控制策略的运行成本，包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计及运行成本的主动配电网电压潮流联合控制方法，其特征在于，包括如下步骤：1)首先通过对比量测值与节点电压与线路潮流限值监测网络中的节点电压以及线路潮流，用来判断电压、潮流是否越限；2)构造适用于主动配电网电压控制的案例库，并通过离线的系统仿真方式或在线反馈方式建立所述案例库；3)当系统识别到配电网中任一母线电压超过界限时，采用案例推理(CBR)中的最近邻法对案例库进行检索，检索出相似度最高的N个电压控制方法，所述的N为大于1的整数；4)当系统识别到配电网中任一线路潮流超过限值时，采用约束满足算法计算潮流；5)根据所测得的配电网实时数据对当前网络情况进行仿真，并进行潮流计算，将检索到的N个电压控制方法或潮流约束方法依次验证，选取能成功通过在线验证的且相似度最高的电压或潮流控制方法；6)根据成本计算方法分别计算各个电压或潮流控制方法的运行成本，包括电压成本以及分布式电源(DG)出力调整成本，将成本最低的控制方法应用于配电网实时仿真系统中，形成闭环控制；7)将成功应用于配电网实时仿真系统中的电压控制方法，作为新的案例写入案例库中，对未能通过在线验证的电压控制方法降低相似度系数，通过自学习的过程，不断训练案例库，形成更贴近调度运行实际的案例库。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周建华，陈久林，孙蓉，徐弢，张迎星，崔林，王笑雪，江林，张翼，胡鸣，
申请(专利权)人：国家电网公司，江苏省电力公司，江苏省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32