一种应用于配电网的电压控制方法及相关装置制造方法及图纸

本申请提供一种应用于配电网的电压控制方法及相关装置，涉及电力控制技术领域，该电压控制方法包括：基于配电网中各节点的电压，和配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，计算配电网的电压灵敏度矩阵；基于电压灵敏度矩阵和目标节点的电压，对目标节点的电压进行相应控制。基于本申请的技术方案，有利于降低应用于配电网的电压控制方法的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于配电网的电压控制方法及相关装置
本申请涉及电力控制
，特别是涉及一种应用于配电网的电压控制方法及相关装置。
技术介绍
随着全球经济的持续快速发展，能源短缺和环境污染已经成为当前面临的严峻问题。传统化石能源在污染及不可再生问题上的劣势，给予了光伏、风电等可再生能源极大的发展空间。因此，推动可再生能源发电的研究和发展已成为本领域刻不容缓的迫切任务和需求。现有技术中，通常需要在配电网中的各处分布设置若干个无功补偿装置，以实现对配电网的电压的控制，且随着分布式光伏电源的不断增加，所需无功补偿装置的数量也需相应增加以维持配电网的电压的稳定，因此，现有的应用于配电网的电压控制方法成本较高。
技术实现思路
本申请提供一种应用于配电网的电压控制方法及相关装置，有利于降低应用于配电网的电压控制方法的成本。为了实现上述技术效果，本申请第一方面提供一种应用于配电网的电压控制方法，上述配电网包括两个以上节点，上述电压控制方法包括：基于配电网中各节点的电压，和上述配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，计算上述配电网的电压灵敏度矩阵；基于上述电压灵敏度矩阵和目标节点的电压，对上述目标节点的电压进行相应控制，其中，上述目标节点为上述两个以上节点中的一节点。基于本申请第一方面，在第一种可能的实现方式中，上述配电网中的每个节点均设置有逆变器，上述逆变器用于通过调控自身的无功功率，稳定相应节点的电压或稳定与相应节点相邻的节点的电压；上述基于上述电压灵敏度矩阵和目标节点的电压，对上述目标节点的电压进行相应控制包括：基于上述电压灵敏度矩阵，确定上述目标节点的无功电压灵敏度；基于上述目标节点的无功电压灵敏度、预设的加权系数、预设的期望最小电压、预设的期望最大电压，和上述目标节点上设置的逆变器的最大无功功率，以及式(1)，构建上述目标节点上设置的逆变器的无功功率与上述目标节点的电压的关系曲线；基于上述关系曲线确定第一电压，其中，上述第一电压为大于上述期望最大电压，且使上述目标节点上设置的逆变器的无功功率绝对值达到上述最大无功功率时的最小电压；若上述目标节点的电压不大于上述第一电压，则通过调控上述目标节点上设置的逆变器的无功功率，以使上述目标节点的电压趋于预设的期望电压范围，其中，上述期望电压范围为不小于上述期望最小电压且不大于上述期望最大电压的电压范围；若上述目标节点的电压大于上述第一电压，则通过调控上述目标节点的逆变器和与上述目标节点相邻的节点的逆变器的无功功率，以使上述目标节点的电压趋于上述期望电压范围；式(1)具体为：其中，为上述目标节点上设置的逆变器的无功功率，和为上述目标节点上设置的逆变器发出和吸收的最大无功功率，sm为上述目标节点的无功电压灵敏度，ω为上述目标节点的加权系数，Vm为上述目标节点的电压，V1为上述目标节点的上述期望最小电压，V2为上述目标节点的上述期望最大电压。基于本申请第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，在上述调控上述目标节点的逆变器和与上述目标节点相邻的节点的逆变器的无功功率，以使上述目标节点的电压趋于上述期望电压范围后，上述电压控制方法还包括：基于上述关系曲线确定第二电压，其中，上述第二电压为使上述目标节点的逆变器和与上述目标节点相邻的节点的逆变器无功功率均达到各自最大无功功率的最小电压；若上述目标节点的电压大于上述第二电压，则通过调控上述目标节点的逆变器和与上述目标节点相邻的节点的逆变器的无功功率，以及并入上述配电网的新能源发电电源的功率，以使上述目标节点的电压趋于上述期望电压范围。基于本申请第一方面或本申请第一方面的第一种或第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，上述基于配电网中各节点的电压，和上述配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，计算上述配电网的电压灵敏度矩阵包括：基于配电网中各节点的电压，和上述配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，以及式(2)，计算上述配电网的电压灵敏度矩阵；式(2)具体为：其中，L为上述配电网的电压灵敏度矩阵，J为雅可比矩阵，Vi为上述配电网中节点i的电压，Vj为上述配电网中节点j的电压，Gij为上述配电网中节点i和节点j之间的电导，Bij为上述配电网中节点i和节点j之间的电纳，θij为上述配电网中节点i和节点j之间的相位差，上述节点i和上述节点j为相邻节点。本申请第二方面提供一种应用于配电网的电压控制装置，上述配电网包括两个以上节点，上述电压控制装置包括：计算单元，用于基于配电网中各节点的电压，和上述配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，计算上述配电网的电压灵敏度矩阵；控制单元，用于基于上述电压灵敏度矩阵和目标节点的电压，对上述目标节点的电压进行相应控制，其中，上述目标节点为上述两个以上节点中的一节点。基于本申请第二方面，在第一种可能的实现方式中，上述配电网中的每个节点均设置有逆变器，上述逆变器用于通过调控自身的无功功率，稳定相应节点的电压或稳定与相应节点相邻的节点的电压；上述控制单元具体用于：基于上述电压灵敏度矩阵，确定上述目标节点的无功电压灵敏度；基于上述目标节点的无功电压灵敏度、预设的加权系数、预设的期望最小电压、预设的期望最大电压，和上述目标节点上设置的逆变器的最大无功功率，以及式(1)，构建上述目标节点上设置的逆变器的无功功率与上述目标节点的电压的关系曲线；基于上述关系曲线确定第一电压，其中，上述第一电压为大于上述期望最大电压，且使上述目标节点上设置的逆变器的无功功率绝对值达到上述最大无功功率时的最小电压；若上述目标节点的电压不大于上述第一电压，则通过调控上述目标节点上设置的逆变器的无功功率，以使上述目标节点的电压趋于预设的期望电压范围，其中，上述期望电压范围为不小于上述期望最小电压且不大于上述期望最大电压的电压范围；若上述目标节点的电压大于上述第一电压，则通过调控上述目标节点的逆变器和与上述目标节点相邻的节点的逆变器的无功功率，以使上述目标节点的电压趋于上述期望电压范围；式(1)具体为：其中，为上述目标节点上设置的逆变器的无功功率，和为上述目标节点上设置的逆变器发出和吸收的最大无功功率，sm为上述目标节点的无功电压灵敏度，ω为上述目标节点的加权系数，Vm为上述目标节点的电压，V1为上述目标节点的上述期望最小电压，V2为上述目标节点的上述期望最大电压。基于本申请第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，上述控制单元具体还用于包括：基于上述关系曲线确定第二电压，其中，上述第二电压为使上述目标节点的逆变器和与上述目标节点相邻的节点的逆变器无功功率均达到各自最大无功功率的最小电压；若上述目标节点的电压大于上述第二电压，则通过调控上述目标节点的逆变器和与上述目标节点相邻的节点的逆变器的无功功率，以及并入上述配电网的新能源发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于配电网的电压控制方法，所述配电网包括两个以上节点，其特征在于，所述电压控制方法包括：/n基于配电网中各节点的电压，和所述配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，计算所述配电网的电压灵敏度矩阵；/n基于所述电压灵敏度矩阵和目标节点的电压，对所述目标节点的电压进行相应控制，其中，所述目标节点为所述两个以上节点中的一节点。/n

【技术特征摘要】
1.一种应用于配电网的电压控制方法，所述配电网包括两个以上节点，其特征在于，所述电压控制方法包括：
基于配电网中各节点的电压，和所述配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，计算所述配电网的电压灵敏度矩阵；
基于所述电压灵敏度矩阵和目标节点的电压，对所述目标节点的电压进行相应控制，其中，所述目标节点为所述两个以上节点中的一节点。


2.根据权利要求1所述的电压控制方法，其特征在于，所述配电网中的每个节点均设置有逆变器，所述逆变器用于通过调控自身的无功功率，稳定相应节点的电压或稳定与相应节点相邻的节点的电压；
所述基于所述电压灵敏度矩阵和目标节点的电压，对所述目标节点的电压进行相应控制包括：
基于所述电压灵敏度矩阵，确定所述目标节点的无功电压灵敏度；
基于所述目标节点的无功电压灵敏度、预设的加权系数、预设的期望最小电压、预设的期望最大电压，和所述目标节点上设置的逆变器的最大无功功率，以及式(1)，构建所述目标节点上设置的逆变器的无功功率与所述目标节点的电压的关系曲线；
基于所述关系曲线确定第一电压，其中，所述第一电压为大于所述期望最大电压，且使所述目标节点上设置的逆变器的无功功率绝对值达到所述最大无功功率时的最小电压；
若所述目标节点的电压不大于所述第一电压，则通过调控所述目标节点上设置的逆变器的无功功率，以使所述目标节点的电压趋于预设的期望电压范围，其中，所述期望电压范围为不小于所述期望最小电压且不大于所述期望最大电压的电压范围；
若所述目标节点的电压大于所述第一电压，则通过调控所述目标节点的逆变器和与所述目标节点相邻的节点的逆变器的无功功率，以使所述目标节点的电压趋于所述期望电压范围；
式(1)具体为：



其中，为所述目标节点上设置的逆变器的无功功率，和为所述目标节点上设置的逆变器发出和吸收的最大无功功率，sm为所述目标节点的无功电压灵敏度，ω为所述目标节点的加权系数，Vm为所述目标节点的电压，V1为所述目标节点的所述期望最小电压，V2为所述目标节点的所述期望最大电压。


3.根据权利要求2所述的电压控制方法，其特征在于，在所述调控所述目标节点的逆变器和与所述目标节点相邻的节点的逆变器的无功功率，以使所述目标节点的电压趋于所述期望电压范围后，所述电压控制方法还包括：
基于所述关系曲线确定第二电压，其中，所述第二电压为使所述目标节点的逆变器和与所述目标节点相邻的节点的逆变器无功功率均达到各自最大无功功率的最小电压；
若所述目标节点的电压大于所述第二电压，则通过调控所述目标节点的逆变器和与所述目标节点相邻的节点的逆变器的无功功率，以及并入所述配电网的新能源发电电源的功率，以使所述目标节点的电压趋于所述期望电压范围。


4.根据权利要求1至3任一项所述的电压控制方法，其特征在于，所述基于配电网中各节点的电压，和所述配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，计算所述配电网的电压灵敏度矩阵包括：
基于配电网中各节点的电压，和所述配电网中各相邻节点之间的相位差、电导、电纳，以及式(2)，计算所述配电网的电压灵敏度矩阵；
式(2)具体为：



其中，L为所述配电网的电压灵敏度矩阵，J为雅可比矩阵，Vi为所述配电网中节点i的电压，Vj为所述配电网中节点j的电压，Gij为所述配电网中节点i和节点j之间的电导，Bij为所述配电网中节点i和节点j之间的电纳，θij为所述配电网中节点i和节点j之间的相位差，所述节点i和所述节点j为相邻节点。


5.一种应用于配电网的电压控制装置，所述配电网包括两个以上节点，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡雪凯，曾四鸣，王蒙，胡文平，杨少波，易皓，刘雅菲，
申请(专利权)人：国网河北省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，国网河北能源技术服务有限公司，西安交通大学，国网河北省电力有限公司石家庄供电分公司，
类型：发明
国别省市：河北;13