CN104753061A - 接入配电网的分布式电源及微电网群分区控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种接入配电网的分布式电源及微电网群分区控制方法及系统包括：根据接入配电网微网用户确定的微网容量与微网接入位置建立仿真模型，在静态各微网最大运行方式下计算仿真模型中首、中及末端微网节点对除首、中及末端微网节点外其他微网节点及分布式电源的电压灵敏度；将电压灵敏度差小于预设阈值的其他微网节点合并获得新的其他微网节点；对电压灵敏度进行模糊聚类获取新的其他微网节点对应首端、中部及末端微网节点的关联度指标，根据其对接入配电网微网群分区并协调控制；将协调控制结果与实际微网群运行数据比较分析，对微网分区结果进行修正。该方法能对接入配电网分布式电源及微电网群分区控制，更高效灵活的提高配网电压稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及可再生能源发电技术领域，尤其涉及一种接入配电网的分布式电源及微电网群分区控制方法及系统。
背景技术
随着智能微网在电网中渗透率的提高,大量广域分布的智能微网之间的协同调度需求越来越迫切。目前多微网间多采用串联和并联组网结构，并设计了串、并联不同结构的多微网系统两级分层控制方案。以多微网系统允许出现的有效运行状态为基础，依据其当前状态和触发事件制定微网运行状态的转换。目前国内也开展了应用电压灵敏度分析的分布式发电接入控制研究，针对微电网的并网与孤岛运行方式以及2种运行方式之间的转换，已经提出了含有多种分布式电源的微电网控制策略。其控制策略中微电网中心控制器在微电网重新并网时，通过采用电压灵敏度分析方法调节并网接口处的电压幅值并监视与大电网的电压相位差,实现微电网运行方式的平稳切换。
微网及分布式发电将以微网群的形式发展，国外关于微网群的架构及控制研究相对国内起步更早，但关于微网群的概念尚无标准定义，一般认为是由三个以上具有相互联系的微电网组成，而这种联系如何来量化定义，以指导未来的规划运行，尚无明确阐述。从微网群接入的配电网网络特点来看，应是电压敏感型网络，与电压无功分区就地控制具有明显的相似性，如何通过网络的电压敏感特征及分区控制手段结合实现微网群的协调控制有待研究。
鉴于此，如何对接入配电网的分布式电源及微电网群进行控制，以保证中压配电网络的电压稳定成为当前需要解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种接入配电网的分布式电源及微电网群分区控制方法及系统，能够对接入配电网的分布式电源及微电网群进行分区控制，从而更为高效灵活的提高配网电压稳定性。
第一方面，本发明提供一种接入配电网的分布式电源及微电网群分区控制方法，包括：
根据接入配电网的微网用户所确定的微网容量与微网接入位置，建立仿真模型；
在静态各微网最大运行方式下进行所述仿真模型中首端、中部及末端三个微网节点对其他微网节点及分布式电源的电压灵敏度计算，获取所述其他微网节点的电压灵敏度，所述其他微网节点为所述仿真模型中除首端、中部及末端三个微网节点外的微网节点；
将电压灵敏度之差小于预设阈值的其他微网节点进行合并，获得新的其他微网节点；
对所获取的电压灵敏度进行模糊聚类，获取所述新的其他微网节点对应所述首端、中部及末端三个微网节点的关联度指标；
根据所获取的关联度指标对接入配电网的微网进行分区，并根据微网分区结果进行协调控制，以保证微网间能量互济时的电压稳定；
将分区后的协调控制结果与实际微网群的运行数据进行比较分析，对微网分区结果进行修正。
可选地，所述接入配电网的微网用户包括：居民用户，和/或商业建筑用户，和/或工业园区用户，和/或独立发电用户。
可选地，在所述建立仿真模型之后，在所述在静态各微网最大运行方式下进行所述仿真模型中首端、中部及末端三个微网节点对其他微网节点及分布式电源的电压灵敏度计算之前，还包括：
对所述仿真模型进行暂稳态校验，对所述仿真模型进行修正直至通过校验。
可选地，在所述获取所述新的其他微网节点对应所述首端、中部及末端三个微网节点的关联度指标之后，在所述根据所获取的关联度指标对接入配电网的微网进行分区之前，还包括：
在发电机功率扰动和负荷功率扰动条件下，对所获取的关联度指标进行修正；
相应地，所述根据所获取的关联度指标对接入配电网的微网进行分区，具体为：
根据修正后的关联度指标对接入配电网的微网进行分区。
可选地，所述关联度指标包括：微网有功、无功功率上下限指标，以及维持微网稳定的电压、频率的边界条件。
第二方面，本发明提供一种接入配电网的分布式电源及微电网群分区控制系统，包括：
建模模块，用于根据接入配电网的微网用户所确定的微网容量与微网接入位置，建立仿真模型；
第一获取模块，用于在静态各微网最大运行方式下进行所述仿真模型中首端、中部及末端三个微网节点对其他微网节点及分布式电源的电压灵敏度计算，获取所述其他微网节点的电压灵敏度，所述其他微网节点为所述仿真模型中除首端、中部及末端三个微网节点外的微网节点；
合并模块，用于将电压灵敏度之差小于预设阈值的其他微网节点进行合并，获得新的其他微网节点；
第二获取模块，用于对所获取的电压灵敏度进行模糊聚类，获取所述新的其他微网节点对应所述首端、中部及末端三个微网节点的关联度指标；
分区控制模块，用于根据所获取的关联度指标对接入配电网的微网进行分区，并根据微网分区结果进行协调控制，以保证微网间能量互济时的电压稳定；
第二修正模块，用于将分区后的协调控制结果与实际微网群的运行数据进行比较分析，对微网分区结果进行修正。
可选地，所述接入配电网的微网用户包括：居民用户，和/或商业建筑用户，和/或工业园区用户，和/或独立发电用户。
可选地，所述系统还包括：
校验模块，用于对所述仿真模型进行暂稳态校验，对所述仿真模型进行修正直至通过校验。
可选地，所述系统还包括：
第一修正模块，用于在发电机功率扰动和负荷功率扰动条件下，对所获取的关联度指标进行修正；
相应地，所述分区控制模块，具体用于
根据修正后的关联度指标对接入配电网的微网进行分区，并根据微网分区结果进行协调控制，以保证微网间能量互济时的电压稳定。
可选地，所述关联度指标包括：微网有功、无功功率上下限指标，以及维持微网稳定的电压、频率的边界条件。
由上述技术方案可知，本发明的接入配电网的分布式电源及微电网群分区控制方法及系统，在中压配电网末端接入一定数量的微电网后，通过电压灵敏度指标及边界条件(即新的其他各微网节点对应首端、中部及末端三个微网节点的关联度指标)的合理选择实现配网电压稳定的分区控制，从而更为高效灵活的提高配网电压稳定性。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的接入配电网的分布式电源及微电网群分区控制方法的流程示意图；
图2为本发明另一实施例提供的接入配电网的分布式电源及微电网群分区控制方法的流程示意图；
图3为本发明一实施例提供的接入配电网的分布式电源及微电网群分区控制系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获取的所有其他的实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示出了本发明一实施例提供的接入配电网的分布式电源及微电网群分区控制方法的流程示意图，如图1所示，本实施例的接入配电网的分布式电源及微电网分区控制方法如下所述。
101、根据接入配电网的微网用户所确定的微网容量与微网接入位置，建立仿真模型。
可理解的是，在具体应用中，本步骤101可先确定接入配电网的微网用户，进而确定接入配电网的微网容量与微网接入位置。
在具体应用中，本实施例的所述接入配电网的微网用户可以包括：居民用户，和/或商业建筑用户，和/或工业园区用户，和/或独立发电用户等。
102、在静态各微网最大运行方式下进行所述仿真模型中首端、中部及末端三个微网节点对其他微网节点及分布式电源的电压灵敏度计算，获取所述其他微网节点的电压灵敏度，所述其他微网节点为所述仿真模型中除首端、中部及末端三个微网节点外的微网节点。
103、将电压灵敏度之差小于预设阈值的其他微网节点进行合并，获得新的其他微网节点。
104、对所获取的电压灵敏度进行模糊聚类，获取所述新的其他微网节点对应所述首端、中部及末端三个微网节点的关联度指标。
在具体应用中，本实施例的所述关联度指标包括：微网有功、无功功率上下限指标，以及维持微网稳定的电压、频率的边界条件。
105、根据所获取的关联度指标对接入配电网的微网进行分区，并根据微网分区结果进行协调控制，以保证微网间能量互济时的电压稳定。
106、将分区后的协调控制结果与实际微网群的运行数据进行比较分析，对微网分区结果进行修正。
本实施例的接入配电网的分布式电源及微电网群分区控制方法，通过根据接入配电网的微网用户所确定的微网容量与微网接入位置，建立仿真模型，在静态各微网最大运行方式下进行仿真模型中首端、中部及末端三个微网节点对其他微网节点及分布式电源的电压灵敏度计算，获取其他微网节点的电压灵敏度，所述其他微网节点为所述仿真模型中除首端、中部及末端三个微网节点外的微网节点，将电压灵敏度之差小于预设阈值的其他微网节点进行合并，获得新的其他微网节点，对所获取的电压灵敏度进行模糊聚类，获取新的其他微网节点对应首端、中部及末端三个微网节点的关联度指标，根据所获取的关联度指标对接入配电网的微网进行分区，并根据微网分区结果进行协调控制，以保证微网间能量互济时的电压稳定，将分区后的协调控制结果与实际微网群的运行数据进行比较分析，对微网分区结果进行修正，即在中压配电网末端接入一定数量的微电网后，通过电压灵敏度指标及边界条件(即新的其他各微网节点对应首端、中部及末端三个微网节点的关联度指标)的合理选择实现对接入配电网的分布式电源及微电网群进行分区控制，从而更为高效灵活的提高配网电压稳定性。
本发明实施例针对目前中压配电网接入多微网后，微网间及微网与主网间存在不同程度的功率交换，但由于微网间关联不能量化而无法实现能量互济就地平衡的现状，本发明提出在负荷及发电功率扰动下通过微网对相近微网的电压灵敏度分析，确定多微网间分区协调控制的边界条件，并在此基础上实现多微网协调控制，保证微网间能量互济时的电压稳定。
在具体应用中，在上述步骤101与102之间，还可以包括：
对所述仿真模型进行暂稳态校验，对所述仿真模型进行修正直至通过校验。
通过对所述仿真模型进行暂稳态校验，对所述仿真模型进行修正直至通过校验，所建立的仿真模型更加准确。
在具体应用中，在上述步骤103与104之间，还可以包括：
在发电机功率扰动和负荷功率扰动条件下，对所获取的关联度指标进行修正；
相应地，上述步骤104中的“根据所获取的关联度指标对接入配电网的微网进行分区”具体为：
根据修正后的关联度指标对接入配电网的微网群进行分区。
根据修正后的关联度指标对接入配电网的微网群进行分区，分区结果更精确，从而更为高效灵活的提高配网电压稳定性。
图2示出了本发明另一实施例提供的接入配电网的分布式电源及微电网群分区控制方法的流程示意图，如图2所示，本实施例的接入配电网的分布式电源及微电网群分区控制方法如下所述。
201、根据接入配电网的微网用户所确定的微网容量与微网接入位置，建立仿真模型，对所述仿真模型进行暂稳态校验，对所述仿真模型进行修正直至通过校验。
可理解的是，在具体应用中，本步骤201可先确定接入配电网的微网用户，进而确定接入配电网的微网容量与微网接入位置。
在具体应用中，本实施例的所述接入配电网的微网用户可以包括：居民用户，和/或商业建筑用户，和/或工业园区用户，和/或独立发电用户等。
202、在静态各微网最大运行方式下进行所述仿真模型中首端、中部及末端三个微网节点对其他微网节点及分布式电源的电压灵敏度计算，获取所述其他微网节点的电压灵敏度，所述其他微网节点为所述仿真模型中除首端、中部及末端三个微网节点外的微网节点。
203、将电压灵敏度之差小于预设阈值的其他微网节点进行合并，获得新的其他微网节点。
204、对所获取的电压灵敏度进行模糊聚类，获取所述新的其他微网节点对应所述首端、中部及末端三个微网节点的关联度指标。
在具体应用中，本实施例的所述关联度指标包括：微网有功、无功功率上下限指标，以及维持微网稳定的电压、频率的边界条件。
205、在发电机功率扰动和负荷功率扰动条件下，对所获取的关联度指标进行修正。
206、根据修正后的关联度指标对接入配电网的微网群进行分区，并根据微网分区结果进行协调控制，以保证微网间能量互济时的电压稳定。
207、将分区后的协调控制结果与实际微网群的运行数据进行比较分析，对微网分区结果进行修正。
本实施例的接入配电网的分布式电源及微电网群分区控制方法，在中压配电网末端接入一定数量的微电网后，通过电压灵敏度指标及边界条件(即其他各微网节点对应首端、中部及末端三个微网节点的关联度指标)的合理选择实现对接入配电网的分布式电源及微电网群进行分区控制，从而更为高效灵活的提高配网电压稳定性。
图3示出了本发明一实施例提供的接入配电网的分布式电源及微电网群分区控制系统的结构示意图，如图3所示，本实施例的接入配电网的分布式电源及微电网群分区控制系统，包括：建模模块31、第一获取模块32、合并模块33、第二获取模块34、分区控制模块35和第二修正模块36；
建模模块31，用于根据接入配电网的微网用户所确定的微网容量与微网接入位置，建立仿真模型；
第一获取模块32，用于在静态各微网最大运行方式下进行所述仿真模型中首端、中部及末端三个微网节点对其他微网节点及分布式电源的电压灵敏度计算，获取所述其他微网节点的电压灵敏度，所述其他微网节点为所述仿真模型中除首端、中部及末端三个微网节点外的微网节点；
合并模块33，用于将电压灵敏度之差小于预设阈值的其他微网节点进行合并，获得新的其他微网节点；
第二获取模块34，用于对所获取的电压灵敏度进行模糊聚类，获取所述新的其他微网节点对应所述首端、中部及末端三个微网节点的关联度指标；
分区控制模块35，用于根据所获取的关联度指标对接入配电网的微网进行分区，并根据微网分区结果进行协调控制，以保证微网间能量互济时的电压稳定；
第二修正模块36，用于将分区后的协调控制结果与实际微网群的运行数据进行比较分析，对微网分区结果进行修正。
在具体应用中，本实施例的所述接入配电网的微网用户包括：居民用户，和/或商业建筑用户，和/或工业园区用户，和/或独立发电用户。
在具体应用中，本实施例的所述关联度指标包括：微网有功、无功功率上下限指标，以及维持微网稳定的电压、频率的边界条件。
在具体应用中，本实施例所述系统还可以包括图中未示出的：
校验模块，用于对所述仿真模型进行暂稳态校验，对所述仿真模型进行修正直至通过校验。
在具体应用中，本实施例所述系统还可以包括图中未示出的：
第一修正模块，用于在发电机功率扰动和负荷功率扰动条件下，对所获取的关联度指标进行修正；
相应地，所述分区控制模块35，具体用于
根据修正后的关联度指标对接入配电网的微网进行分区，并根据微网分区结果进行协调控制，以保证微网间能量互济时的电压稳定。
本实施例的接入配电网的分布式电源及微电网群分区控制系统，在中压配电网末端接入一定数量的微电网后，能够对接入配电网的分布式电源及微电网群进行分区控制，从而更为高效灵活的提高配网电压稳定性。
本发明实施例针对目前中压配电网接入多微网后，微网间及微网与主网间存在不同程度的功率交换，但由于微网间关联不能量化而无法实现能量互济就地平衡的现状，本发明提出在负荷及发电功率扰动下通过微网对相近微网的电压灵敏度分析，确定多微网间分区协调控制的边界条件，并在此基础上实现多微网协调控制，保证微网间能量互济时的电压稳定。
本实施例的接入配电网的分布式电源及微电网分区控制系统，可以用于执行前述图1或图2所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。
Claims (10)
1.一种接入配电网的分布式电源及微电网群分区控制方法，其特征在于，包括：
根据接入配电网的微网用户所确定的微网容量与微网接入位置，建立仿真模型；
在静态各微网最大运行方式下进行所述仿真模型中首端、中部及末端三个微网节点对其他微网节点及分布式电源的电压灵敏度计算，获取所述其他微网节点的电压灵敏度，所述其他微网节点为所述仿真模型中除首端、中部及末端三个微网节点外的微网节点；
将电压灵敏度之差小于预设阈值的其他微网节点进行合并，获得新的其他微网节点；
对所获取的电压灵敏度进行模糊聚类，获取所述新的其他微网节点对应所述首端、中部及末端三个微网节点的关联度指标；
根据所获取的关联度指标对接入配电网的微网进行分区，并根据微网分区结果进行协调控制，以保证微网间能量互济时的电压稳定；
将分区后的协调控制结果与实际微网群的运行数据进行比较分析，对微网分区结果进行修正。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接入配电网的微网用户包括：居民用户，和/或商业建筑用户，和/或工业园区用户，和/或独立发电用户。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述建立仿真模型之后，在所述在静态各微网最大运行方式下进行所述仿真模型中首端、中部及末端三个微网节点对其他微网节点及分布式电源的电压灵敏度计算之前，还包括：
对所述仿真模型进行暂稳态校验，对所述仿真模型进行修正直至通过校验。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述获取所述新的其他微网节点对应所述首端、中部及末端三个微网节点的关联度指标之后，在所述根据所获取的关联度指标对接入配电网的微网进行分区之前，还包括：
在发电机功率扰动和负荷功率扰动条件下，对所获取的关联度指标进行修正；
相应地，所述根据所获取的关联度指标对接入配电网的微网进行分区，具体为：
根据修正后的关联度指标对接入配电网的微网进行分区。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述关联度指标包括：微网有功、无功功率上下限指标，以及维持微网稳定的电压、频率的边界条件。
6.一种接入配电网的分布式电源及微电网分区控制系统，其特征在于，包括：
建模模块，用于根据接入配电网的微网用户所确定的微网容量与微网接入位置，建立仿真模型；
第一获取模块，用于在静态各微网最大运行方式下进行所述仿真模型中首端、中部及末端三个微网节点对其他微网节点及分布式电源的电压灵敏度计算，获取所述其他微网节点的电压灵敏度，所述其他微网节点为所述仿真模型中除首端、中部及末端三个微网节点外的微网节点；
合并模块，用于将电压灵敏度之差小于预设阈值的其他微网节点进行合并，获得新的其他微网节点；
第二获取模块，用于对所获取的电压灵敏度进行模糊聚类，获取所述新的其他微网节点对应所述首端、中部及末端三个微网节点的关联度指标；
分区控制模块，用于根据所获取的关联度指标对接入配电网的微网进行分区，并根据微网分区结果进行协调控制，以保证微网间能量互济时的电压稳定；
第二修正模块，用于将分区后的协调控制结果与实际微网群的运行数据进行比较分析，对微网分区结果进行修正。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述接入配电网的微网用户包括：居民用户，和/或商业建筑用户，和/或工业园区用户，和/或独立发电用户。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：
校验模块，用于对所述仿真模型进行暂稳态校验，对所述仿真模型进行修正直至通过校验。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：
第一修正模块，用于在发电机功率扰动和负荷功率扰动条件下，对所获取的关联度指标进行修正；
相应地，所述分区控制模块，具体用于
根据修正后的关联度指标对接入配电网的微网进行分区，并根据微网分区结果进行协调控制，以保证微网间能量互济时的电压稳定。
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述关联度指标包括：微网有功、无功功率上下限指标，以及维持微网稳定的电压、频率的边界条件。
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