CN106816879B - 一种基于紧急需求响应的主动配电网电压协调控制方法 - Google Patents

一种基于紧急需求响应的主动配电网电压协调控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开的一种基于紧急需求响应的主动配电网电压协调控制方法，采用紧急需求响应项目配合传统调压设备，协调控制主动配电网电压。当主动配电网电压越限时，采用传统的调压装置如带分接头变压器、投切电容器等，进行调压；当传统方式失效时，调度紧急需求响应进行调压，具体为：以各节点有功和无功功率对电压的灵敏度矩阵为参考，定义关键电压节点并以其电压为控制目标，确定并优化各节点紧急需求响应量。本发明包含极坐标系下有功与无功功率对电压的灵敏度矩阵的推导，并提出了让分布式电源容量参与紧急需求响应以增大调压容量的策略，最后通过案例具体实施分析验证本文方法的有效应及优越性。

Description

一种基于紧急需求响应的主动配电网电压协调控制方法
技术领域
本发明涉及电力系统控制运行领域，特别涉及一种基于紧急需求响应的主动配电网电压协调控制方法。
背景技术
近年来，在国家政策和技术发展的推动下，DG(即分布式电源，DistributionGeneration)、大型储能设备和电动汽车等大规模并网，配电网逐步从传统的被动型配电网向主动配电网(Active Distribution Network,AND)转变；与此同时，ADN中电压越限、双向潮流等问题也日益突出。DG一方面改变了电压的分布情况，另一方面，其功率的波动性也给配电网电压调节带来了一定的困难。
针对ADN中电压越限的问题，国内的研究主要聚焦于如何综合采用各种现有调压装置和方法，如有研究采用SVC和变压器分接头对配电网进行综合调压的措施；有研究提出配电电压分层协调控制的策略，将电压控制区域划分为协调控制区域和自主控制区域，采用自上而下的方式，充分利用配电网现有的装置，如带分接头的变压器、投切电容器等实现对越限电压的控制。而近年来随着智能电网发展和电力市场机制的完善，对于该问题，国外的研究提出了采用需求响应(Demand Response,DR)来对配电网电压进行调节，有研究提出采用DR进行配电网电压调节的概念，结合远程终端，建立基于网络阻抗的灵敏度矩阵。然而该灵敏度矩阵是“定性”的，是依靠远程终端反复试探的结果，时效性差；且该方法最大的缺陷在于，如果系统中最大电压和最小电压出现在不同的支路时，将无法计算灵敏度矩阵，也就是说该方法无法应对复杂的配电系统中调压问题。该方法求出的也并非优化的结果，缺乏经济性。在灵敏度法方面，以往研究主要集中在无功功率对电压的灵敏度分析，而对于有功潮流对于电压的灵敏度则较少提及。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于紧急需求响应(Emergency Demand Response,EDR)的主动配电网电压协调控制方法。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：
一种基于紧急需求响应的主动配电网电压协调控制方法，包含以下步骤：
S1、实时读取主动配电网电压监测数据；
S2、判断主动配电网电压是否越限：若没有越限，返回步骤S1；若越限，则采用传统调压装置进行调压，并进入步骤S3；
S3、判断传统调压装置调压后，是否满足下式：
Vmax,feeders-Vmin,feeders≥Vmax,perm-Vmin,perm； (1)
式中，Vmax,feeders为所有支路中电压最大值；Vmin,feeders为所有支路中电压最小值；Vmax,perm为主动配电网允许的最大电压值；Vmin,perm为主动配电网允许的最小电压值；
若不满足，返回步骤S1；若满足进入步骤S4；
S4、以各节点有功功率和无功功率对电压的灵敏度矩阵为参考，定义关键电压节点并以其电压为控制目标，确定并优化各节点紧急需求响应量，然后根据极坐标系下有功功率与无功功率对电压的灵敏度矩阵，结合传统电压控制方式，并令分布式电源(Distribution Generation,DG)参与紧急需求响应(Emergency Demand Response,EDR)，实现更优效果的主动配电网电压的协调控制。
步骤S4中，所述DG参与EDR是指让DG的发电容量参与到EDR项目中。当电网安全性受到威胁时，能够快速下调其规定的发电容量。与传统的EDR项目相比DG参与EDR有以下四个特点：
(1)DG能够更快地根据调度指令做出响应；
(2)其机会成本也远低于负荷削减的机会成本，负荷削减的机会成本高于零售电价，而DG发电容量的削减机会成本接近于其发电成本；
(3)方便结算，普通的负荷用户参与DR项目，必须采用繁琐的方法对其基线负荷进行计算，误差较大，而DG则可根据其调度计划进行调整，方便结算，可靠性较高；
(4)一般而言，负荷削减只能使节点电压升高，而DG容量的降低使节点电压降低，配合传统调压策略，DG参与的EDR能够使调压策略更灵活。
步骤S2中，所述传统调压装置包括带分接头变压器、投切电容器。
步骤S4中，所述有功功率与无功功率对电压的灵敏度矩阵，其推导过程如下：
A、对于PQ节点变量的微分表达式有：
对于PV节点变量的微分表达式有：
其中，PQ节点是指这类节点的有功功率P和无功功率Q是给定的，节点的电压幅值和电压向量相角是待求量；
PV节点是指这类节点的有功功率P和节点电压幅值是给定的，节点的无功功率Q和电压向量相角是待求量；
为节点i的电压向量；
Vi为节点i的电压向量幅值；
j为虚数；
∠δi为节点i的电压向量相角；
B、假设配电网中有n个节点，其中有一个平衡节点，m个PQ节点，n-1-m个PV节点，则有：
其中，分别为节点1～节点n-1的电压向量的变化量；
分别为节点i～节点n-1的电压向量；
ΔV1～ΔVm分别为PQ节点1～PQ节点m的电压向量幅值变化量；
Δδ1～Δδn-1分别为节点1～节点n-1的电压向量相角的变化量；
∠δ1～∠δm分别为PQ节点1～PQ节点m的电压向量相角；
C、令：
其中，O为n-m-1×m的零矩阵；A1、A2、A3均为中间推导过程的变量，没有具体实际的意义；
D、
其中，J为配电网相应潮流方程的雅克比矩阵，是(m+n-1)×1阶矩阵；
ΔP为除了平衡节点外所有节点有功功率不平衡量矩阵，是(n-1)×1阶矩阵；
ΔQ为PQ节点的无功功率不平衡量矩阵，是m×1阶矩阵；
为单位矩阵与PQ节点电压幅值构成的列向量的乘积；
为的逆矩阵；
V1～Vm分别为PQ节点1～PQ节点m的电压向量幅值；
ΔV为PQ节点电压幅值不平衡量矩阵；
Δδ为除了平衡节点外所有节点的电压相角不平衡量矩阵；
E、根据步骤A-D可得到灵敏度矩阵S如式(9)所示；
求得的灵敏度矩阵可以分为两部分，如式(10)所示：
S＝[SP SQ]； (10)
其中，SP为有功功率对电压的灵敏度矩阵；
SQ为无功功率对电压的灵敏度矩阵；
S为灵敏度矩阵；
F、采用Matlab优化计算工具箱的内点法完成所得数学模型的求解。
步骤S4中，所述关键电压节点，包括电压越限支路的最小电压节点、电压越限支路的最大电压节点、有DG接入的节点。关键电压节点的定义使系统较复杂时也能够有效调节电压，同时简化求解步骤。这三类节点确定为关键电压节点，即完成关键电压节点的定义。
所述基于紧急需求响应的主动配电网电压协调控制方法，其对应的目标函数为：
其中ΔPi'、ΔQ′i分别指节点i的有功功率的削减量、无功功率的削减量；
对于含有DG的节点i，ΔPi'、ΔQ′i分别指指节点i的有功发电量的削减量、无功发电量的削减量；i∈N，N是所有参与EDR节点的集合；
主要约束条件如下：
(1)关键节点电压约束:
其中，c是指关键节点；c∈Nc，Nc是关键节点的集合；
为关键节点c的电压向量；
为由于EDR的实施而导致的节点c电压向量的变化量；
为由于分布式电源调节而导致的节点c电压向量的变化量；
Vmax,perm、Vmin,perm分别为允许的最大电压值、最小电压值；
S'P、S'Q分别是关键节点(非DG节点)集合的有功电压灵敏度矩阵、无功电压灵敏度矩阵；
分别是各接有DG节点集合的有功电压灵敏度矩阵、无功电压灵敏度矩阵；
ΔP'是以ΔP′c为元素的列向量；ΔP′c是节点c处有功功率的削减量；
ΔQ'是以ΔQ'c为元素的列向量；ΔQ'c是节点c处无功功率的削减量；
ΔPG是以为元素的列向量，是节点c处分布式电源有功功率的变化量；
ΔQG是以为元素的列向量，是节点c处分布式电源无功功率的变化量；
是以为元素的列向量；
是以为元素的列向量；
(2)有功、无功功率削减量约束:
ΔPi,min≤ΔPi'≤ΔPi,max； (15)
ΔQi,min≤ΔQ′i≤ΔQi,max； (16)
其中，ΔPi,max、ΔPi,min分别指节点i处最大的有功削减量、最小的有功削减量；
ΔQi,max、ΔQi,min分别指节点i处最大的无功削减量、最小的无功削减量；
(3)DG出力约束:
ΔPGi,min≤ΔPGi≤ΔPGi,max； (17)
ΔQGi,min≤ΔQGi≤ΔQGi,max； (18)
其中，ΔPGi,max、ΔPGi,min、别指节点i处最大的DG有功功率、最小的DG有功功率；
ΔQGi,max、ΔQGi,min分别指节点i处最大的DG无功功率、最小的DG无功功率；
ΔPGi为节点i分布式电源有功功率的调节量；
ΔQGi为节点i分布式电源无功功率的调节量；
(4)此外还有传统电力系统潮流计算的约束，主要有节点电压约束、电源节点的有功功率、无功功率的约束和电压间的相位约束，其中前两个约束在式(12)、(15)、(16)中均有体现，不再赘述，此处添加相位约束：
|δi1-δi2|<|δi1-δi2|max (19)
其中δi1、δi2分别是节点i1和节点i2电压的相位；其中|δi1-δi2|max是表示|δi1-δi2|的最大值。
对于PQ节点，给定的是节点功率(P，Q)，待求的未知量是节点电压向量(V，θ)，所以叫PQ节点。通常变电所母线都是PQ节点；当某些发电机的输出功率P、Q给定时，也作为PQ节点。PQ节点上的发电机称之为PQ机(或PQ给定型发电机)。负荷节点也可视为PQ节点，只不过它们注入的有功功率和无功功率为负值；网络中还有一种节点，既不接发电机也不接负荷，通常称为浮游节点，它们的注入功率P和Q都为0，所以也可称为PQ节点。在潮流计算中，系统大部分节点属于PQ节点。
对于PV节点，这类节点给出的参数是该节点的有功功率P及电压幅值V，待求量为该节点的无功功率Q及电压向量的相角δ。这类节点在运行中往往要有一定可调节的无功电源。用以维持给定的电压值。通常选择有一定无功功率储备的发电机母线或者变电所有无功补偿设备的母线做PV节点处理。
对于平衡节点，在潮流计算中，这类节点一般只设一个。对该节点，给定其电压值，并在计算中取该节点电压向量的方向作为参考轴，相当于给定该点电压向量的角度为零。也就是说，对平衡节点给定的运行参数是V和δ，因此有平衡节点，而待求量是该节点的P、Q，整个系统的功率平衡由这一节点承担。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本发明令EDR参与主动配电网的调压，EDR起协调调压作用，在主动配电网紧急情况下配合传统调压装置作用；本发明对EDR的量进行了优化，避免了管制体系下盲目地切负荷，提高了经济性。
2、本发明让DG参与EDR，能够更快根据调度指令做出响应，机会成本远低于负荷削减的机会成本，方便结算，可靠性较高，而且DG的参与增大了调压容量，配合传统调压策略能够使调压更加灵活。
3、本发明推导了基于潮流计算的极坐标系下的有功功率和无功功率的电压灵敏度矩阵，并在现有研究下对灵敏矩阵和关键电压节点处进行改造，能够适应结构更加复杂的AND，而且关键电压节点的提出使该方法能应用于结构更复杂的配电网中。
4、本发明的策略不仅可以有效应对DG或负荷的大小扰动，还能用于事故后新运行方式下的电压调节。
附图说明
图1为本发明所述一种基于紧急需求响应的主动配电网电压协调控制方法的流程图。
图2为22节点配电测试系统图。
图3为风功率预测图。
图4为分接头变化图。
图5为情景1电压调节图。
图6为情景2电压调节图。
图7为图1所述控制方法与文献方法的负荷削减量对比图。
图8为美国PG&E 69节点配电系统图。
图9为情景3调压效果图。
图10为情景4调压效果对比图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1，一种基于紧急需求响应的主动配电网电压协调控制方法，包含以下步骤：
S1.DG参与EDR
DR一般作为辅助消纳DG的资源，用于DG的规划布局。而在实际上，DG经常因电网安全性的考虑而被迫在某些时段限制并网容量。本发明让DG参与EDR项目中，即让DG的发电容量参与到EDR项目中，当电网安全性受到威胁时，能够快速下调其规定的发电容量。与传统的EDR项目相比DG参与EDR有以下四个特点：
S11.DG能够更快地根据调度指令做出响应；
S12.其机会成本也远低于负荷削减的机会成本，负荷削减的机会成本高于零售电价，而DG发电容量的削减机会成本接近于其发电成本；
S13.方便结算，普通的负荷用户参与DR项目，必须采用繁琐的方法对其基线负荷进行计算，误差较大，而DG则可根据其调度计划进行调整，方便结算，可靠性较高；
S14.一般而言，负荷削减只能使节点电压升高，而DG容量的降低使节点电压降低，配合传统调压策略，DG参与的EDR能够使调压策略更灵活。
S2.基于潮流计算的电压灵敏度矩阵的推导
步骤S2所述的电压灵敏矩阵为极坐标系下有功功率和无功功率对电压的灵敏度矩阵，其推导过程步骤如下所述：
A、对于PQ节点变量的微分表达式有：
对于PV节点变量的微分表达式有：
S22.假设配电网中有n个节点，其中有一个平衡节点，m个PQ节点，n-1-m个PV节点，则有：
S23.令：
其中，O为n-m-1×m的零矩阵；
S24.
其中，J为配电网相应潮流方程的雅克比矩阵；
S25.根据步骤S21-S24可得到灵敏度矩阵S如下式所示；
求得的灵敏度矩阵可以分为两部分，如式(9)所示：
S＝[SP SQ] (9)
其中，SP和SQ分别是有功功率和无功功率对电压的灵敏度矩阵；
S3.定义关键电压节点
一般ADN中会出现多处电压越限的情况，但仅需针对几个关键节点的电压进行控制，保证关键点的电压处于正常水平，则其他节点的电压也能够保持正常水平。与传统配电网不同，ADN由于DG的大量接入，电压越上限的可能性增大，因而关键节点应包括电压可能越上限的。因此为使系统较复杂时也能够有效调节电压，同时简化求解步骤，本发明定义如下节点为关键电压节点：
S31.电压越限支路的最小电压节点和最大电压节点。
S32.有DG接入的节点。
S4.EDR参与电压控制数学模型。
S41.采用EDR进行电压控制，是当传统调压装置无法将电压调至正常水平时，通过控制各节点的EDR，使得关键节点电压达到正常水平条件下，同时优化削减量。目标函数为：
其中ΔP′i和ΔQ′i是指节点i有功和无功功率的削减量，对于含有DG的节点，分别指有功和无功发电量的削减量；i∈N，N是所有参与EDR节点的集合；
S42.关键节点电压约束:
其中，c是指关键节点；c∈Nc，Nc是关键节点的集合；
为关键节点c的电压向量；
为由于EDR的实施而导致的节点c电压向量的变化量；
为由于分布式电源调节而导致的节点c电压向量的变化量；
Vmax,perm、Vmin,perm分别为允许的最大电压值、最小电压值；
S'P、S'Q分别是关键节点(非DG节点)集合的有功电压灵敏度矩阵、无功电压灵敏度矩阵；
分别是各接有DG节点集合的有功电压灵敏度矩阵、无功电压灵敏度矩阵；
ΔP'是以ΔP′c为元素的列向量；ΔP′c是节点c处有功功率的削减量；
ΔQ'是以ΔQ'c为元素的列向量；ΔQ'c是节点c处无功功率的削减量；
ΔPG是以为元素的列向量，是节点c处分布式电源有功功率的的变化量；
ΔQG是以为元素的列向量，节点c处分布式电源无功功率的的变化量；
是以为元素的列向量；
是以为元素的列向量；
S43.有功、无功功率削减量约束如下:
ΔPi,min≤ΔPi'≤ΔPi,max (14)
ΔQi,min≤ΔQ′i≤ΔQi,max (15)
其中，ΔP’是以ΔP′i为元素的列向量、ΔQ’是ΔQ′i为元素的列向量；ΔPi,max、ΔPi,min分别指节点i处最大、最小的有功削减量；ΔQi,max、ΔQi,min分别指节点i处最大、最小的无功削减量；
S44.DG出力约束如下:
ΔPGi,min≤ΔPGi≤ΔPGi,max (16)
ΔQGi,min≤ΔQGi≤ΔQGi,max (17)
其中，ΔPGi,max、ΔPGi,min、别指节点i处最大、最小的DG有功功率；ΔQGi,max、ΔQGi,min分别指节点i处最大、最小的DG无功功率；
S5.EDR参与电压控制数学模型求解
该模型求解的关键是式(11)中带有绝对值的不等式约束。由于绝对值内的值是带复数的计算可以处理为：
此时该问题相当于带有非线性约束，因而本发明采用Matlab优化计算工具箱的内点法完成步骤S4所述数学模型的求解。
S7.电压协调控制策略
根据步骤S2定义的电压灵敏度矩阵，结合传统的电压控制设备可以得出电压协调控制策略，如上图1所示。其中图1所述式(1)与此处式(19)等同，为判断传统的调压措施能够将电压调节至正常水平的根据，如下：
Vmax,feeders-Vmin,feeders≥Vmax,perm-Vmin,perm (19)
其中，Vmax,feeders、Vmin,feeders分别是所有支路中电压最大值和最小值。
为了更好说明本发明的基于紧急需求响应的主动配电网电压协调控制策略及其有效性和优越性，本发明设置四种情景进行仿真试验，进一步分析本发明策略及其效果。四种情景如下：
情景1-2：采用文献《Zakariazadeh A,Homaee O,Jadid S,et al.A new approachfor real time voltage control using demand response in an automateddistribution system[J].Applied Energy,2014,117:157-166.》(以下简称为文献)中的22节点系统，情景1仿真DG出力或负荷的波动的情况，情景2仿真事故情况下电压调节的情况，并在两种情景中对比当前的方法(文献中的方法)与本发明方法的效果，验证本发明方法在DG或负荷波动和事故情况下电压调节可行性及响应量效果。
情景3：采用PG&E 69节点系统例证文献的方法的局限性并在这种更复杂的配电系统上对比验证本发明策略的优越性。
情景4：采用PG&E 69节点系统仿真验证在DG参与EDR情况下，调压策略的丰富性及调压效果的优越性。
仿真试验中，假设原有系统中传统的调压方式只有变压器分接头，节点电压的上限是1.05，下限为0.95。典型的22节点20kV配电测试系统，如图2所示，线路间的电抗值为0.79+j0.73；0节点处装设带分接头变压器，变压器抽头分为10级，每一级调节比例为0.01p.u.。在4、9、14和19节点中装设了4台风力机组，额定功率分别为168kW、1575kW、168kW和630kW。各节点负荷及风机出力变化参数见文献。
参与EDR项目中各节点削减的有功、无功等信息如表1所示。
表1各节点的EDR投标
情景1：DG出力或负荷的波动
一般情况下DG出力或负荷的波动导致的电压不稳通过调节变压器分接头即可。DG出力的波动如图3所示，此时可以通过调节变压器分接头进行调节。此时各时段分接头的位置如图4所示。在正常情况下，只需采用变压器分接头即可对电压做出调整。
然而，DG是间歇性的发电资源，其出力受气候、气温等不确定性因素影响，波动较大。一般DG的功率预测精度并不高，而且对于负荷而言，也不能保证绝对精确的预测。尤其是在极端天气的情况下，当DG出力或负荷出现较大的波动时，传统的调压方式可能无法应对。
假设在t＝20时刻，该地区风速比预测减弱很多，所有风机只有预测的50％的出力。此时带分接头的变压器无法将节点11处电压调节到正常的水平。采用本发明的方法，先将变压器分接头调至1.05的位置，再削减节点11处削减55.7kW的负荷即可。电压调节前后的波形如图5所示。
情景2：事故情况下电压调节
在事故情况下，很有可能会出现传统调压方式无法应对的情况。假设在原有系统的基础上，t＝1时，在8号节点的风机机组因事故被切除。此时在t＝18、19、20、21等四个时段中仅通过变压器分接头无法将电压调节至正常水平。
按照本发明所提出的方法，求出该时刻变压器分接头的变化量及电压灵敏度矩阵，以选取节点4、9、11、14、19和22为关键节点进行求解。求解得到EDR的购买情况如表2所示，电压调节前后电压变化(以t＝20为例)如图6所示。
如图7，同时，文献中的方法只能定性地逐步找出EDR的位置，并没有对结果进行优化。在达到相同调压效果的前提下，本发明所提出的方法调度了更少的EDR资源，更具经济性，EDR的投入量如表2所示，本发明方法与文献方法下的负荷削减量如图8所示。
表2情景2下EDR的投入量
情景3：结构复杂的配电系统两种方法对比
为了验证本文所提方法的优越性，情景3设置在美国PG&E 69节点配电系统(如图8所示)中仿真试验，并对比现有方法(文献中的方法为例)与本发明方法的效果。
假设在69、35节点安装了容量均为500kW DG，此时最大电压出现在35节点而最小电压出现在54节点，文献中的方法无法计算灵敏度矩阵，该方法失效。
而使用本发明的方法，首先将0号节点处的变压器分接头调至1.03的位置，将选取3、27、35、54、69等6个节点为关键节点进行电压控制。
假设此时仅采用EDR每个节点处可供削减的负荷不超过该节点总负荷的20％。本发明的方法所需的EDR量如表3所示，电压调节效果如图9所示。
表3所需EDR量
EDR节点 总EDR量
50、51、53、54 156.2+j111.5kVA
情景4：DG参与电压调节
此时仍采用情景3中美国PG&E 69节点系统进行测试，在69、35节点各安装了一个容量为750kVA的DG。假设各DG均参与EDR，在被调用的情况下能够下调的最大发电功率占总额定功率的50％。对比了有无DG参与调压下的情况，并考虑了DG功率因数不同的情况。求解结果如表4，各情况调压效果如图10。
表4调压结果
无DG参与调压 DG参与调压
EDR节点 48、50、51、53、54 50、51、53、54
EDR削减量 393.4+j223kVA 167.8+j45.4kVA
DG节点 - 35
DG出力减少量 0 109kW
变压器分接头位置 1.02 1.03
由表4可以看出，DG参与调压后，能更加丰富调压策略，能更加充分地利用变压器分接头调压的容量。而且相对于没有DG参与的情况，DG参与调压时，所需调用总的EDR量更少；而且考虑到DG较低的机会成本，后者更具经济性。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于紧急需求响应的主动配电网电压协调控制方法，其特征在于，包含以下步骤：
S1、实时读取主动配电网电压监测数据；
S2、判断主动配电网电压是否越限：若没有越限，返回步骤S1；若越限，则采用传统调压装置进行调压，并进入步骤S3；
S3、判断传统调压装置调压后，是否满足下式：
Vmax,feeders-Vmin,feeders≥Vmax,perm-Vmin,perm； (1)
式中，Vmax,feeders为所有支路中电压最大值；Vmin,feeders为所有支路中电压最小值；Vmax,perm为主动配电网允许的最大电压值；Vmin,perm为主动配电网允许的最小电压值；
若不满足，返回步骤S1；若满足进入步骤S4；
S4、以各节点有功功率和无功功率对电压的灵敏度矩阵为参考，定义关键电压节点并以其电压为控制目标，确定并优化各节点紧急需求响应量，然后根据极坐标系下有功功率与无功功率对电压的灵敏度矩阵，结合传统电压控制方式，并令DG参与EDR，实现更优效果的主动配电网电压的协调控制。
2.根据权利要求1所述基于紧急需求响应的主动配电网电压协调控制方法，其特征在于，步骤S4中，所述DG参与EDR是指让DG的发电容量参与到EDR项目中。
3.根据权利要求1所述基于紧急需求响应的主动配电网电压协调控制方法，其特征在于，步骤S2中，所述传统调压装置包括带分接头变压器、投切电容器。
4.根据权利要求1所述基于紧急需求响应的主动配电网电压协调控制方法，其特征在于，步骤S4中，所述有功功率与无功功率对电压的灵敏度矩阵，其推导过程如下：
A、对于PQ节点变量的微分表达式有：
对于PV节点变量的微分表达式有：
其中，PQ节点是指这类节点的有功功率P和无功功率Q是给定的，节点的电压幅值和电压向量相角是待求量；
PV节点是指这类节点的有功功率P和节点电压幅值是给定的，节点的无功功率Q和电压向量相角是待求量；
为节点i的电压向量；
Vi为节点i的电压向量幅值；
j为虚数；
∠δi为节点i的电压向量相角；
B、假设配电网中有n个节点，其中有一个平衡节点，m个PQ节点，n-1-m个PV节点，则有：
其中，分别为节点1～节点n-1的电压向量的变化量；
分别为节点i～节点n-1的电压向量；
ΔV1～ΔVm分别为PQ节点1～PQ节点m的电压向量幅值变化量；
Δδ1～Δδn-1分别为节点1～节点n-1的电压向量相角的变化量；
∠δ1～∠δm分别为PQ节点1～PQ节点m的电压向量相角；
C、令：
其中，O为n-m-1×m的零矩阵；A1、A2、A3均为中间推导过程的变量，没有具体实际的意义；
D、
其中，J为配电网相应潮流方程的雅克比矩阵，是(m+n-1)×1阶矩阵；
ΔP为除了平衡节点外所有节点有功功率不平衡量矩阵，是(n-1)×1阶矩阵；
ΔQ为PQ节点的无功功率不平衡量矩阵，是m×1阶矩阵；
为单位矩阵与PQ节点电压幅值构成的列向量的乘积；
为的逆矩阵；
V1～Vm分别为PQ节点1～PQ节点m的电压向量幅值；
ΔV为PQ节点电压幅值不平衡量矩阵；
Δδ为除了平衡节点外所有节点的电压相角不平衡量矩阵；
E、根据步骤A-D可得到灵敏度矩阵S如式(9)所示；
求得的灵敏度矩阵可以分为两部分，如式(10)所示：
S＝[SP SQ]； (10)
其中，SP为有功功率对电压的灵敏度矩阵；
SQ为无功功率对电压的灵敏度矩阵；
S为灵敏度矩阵；
F、采用Matlab优化计算工具箱的内点法完成所得数学模型的求解。
5.根据权利要求1所述基于紧急需求响应的主动配电网电压协调控制方法，其特征在于，步骤S4中，所述关键电压节点，包括电压越限支路的最小电压节点、电压越限支路的最大电压节点、有DG接入的节点。
6.根据权利要求1所述基于紧急需求响应的主动配电网电压协调控制方法，其特征在于，其对应的目标函数为：
其中ΔPi'、ΔQ'i分别指节点i的有功功率的削减量、无功功率的削减量；
对于含有DG的节点i，ΔPi'、ΔQ'i分别指指节点i的有功发电量的削减量、无功发电量的削减量；i∈N，N是所有参与EDR节点的集合；
主要约束条件如下：
(1)关键节点电压约束:
其中，c是指关键节点；c∈Nc，Nc是关键节点的集合；
为关键节点c的电压向量；
为由于EDR的实施而导致的节点c电压向量的变化量；
为由于分布式电源调节而导致的节点c电压向量的变化量；
Vmax,perm、Vmin,perm分别为允许的最大电压值、最小电压值；
S'P、S'Q分别是关键节点集合的有功电压灵敏度矩阵、无功电压灵敏度矩阵；
分别是各接有DG节点集合的有功电压灵敏度矩阵、无功电压灵敏度矩阵；
ΔP'是以ΔPc'为元素的列向量；ΔPc'是节点c处有功功率的削减量；
ΔQ'是以ΔQ'c为元素的列向量；ΔQ'c是节点c处无功功率的削减量；
ΔPG是以为元素的列向量，是节点c处分布式电源有功功率的变化量；
ΔQG是以为元素的列向量，是节点c处分布式电源无功功率的变化量；
是以为元素的列向量；
是以为元素的列向量；
(2)有功、无功功率削减量约束:
ΔPi,min≤ΔPi'≤ΔPi,max； (15)
ΔQi,min≤ΔQ'i≤ΔQi,max； (16)
其中，ΔPi,max、ΔPi,min分别指节点i处最大的有功削减量、最小的有功削减量；
ΔQi,max、ΔQi,min分别指节点i处最大的无功削减量、最小的无功削减量；
(3)DG出力约束:
ΔPGi,min≤ΔPGi≤ΔPGi,max； (17)
ΔQGi,min≤ΔQGi≤ΔQGi,max； (18)
其中，ΔPGi,max、ΔPGi,min、别指节点i处最大的DG有功功率、最小的DG有功功率；
ΔQGi,max、ΔQGi,min分别指节点i处最大的DG无功功率、最小的DG无功功率；
ΔPGi为节点i分布式电源有功功率的调节量；
ΔQGi为节点i分布式电源无功功率的调节量；
(4)此外还有传统电力系统潮流计算的约束，包括节点电压约束、电源节点的有功功率、无功功率的约束和电压间的相位约束，其中前两个约束在式(12)、(15)、(16)中均有体现，不再赘述，此处添加相位约束：
|δi1-δi2|<|δi1-δi2|max (19)
其中δi1、δi2分别是节点i1和节点i2电压的相位；其中|δi1-δi2|max是表示|δi1-δi2|的最大值。
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