CN107093893A - 一种直流配电网的功率‑电压协调控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种直流配电网的功率‑电压协调控制方法及装置,其包括根据直流配电网的网络拓扑、电源和负荷情况,建立长时间尺度系统优化控制模型;求解长时间尺度系统优化控制模型,计算直流配电网的潮流分布和换流站的功率参考值和电压参考值;根据换流站的功率参考值和电压参考值确定下垂控制曲线;负荷扰动时,根据下垂控制曲线实现电压无差调节;其装置包括建模单元、求解单元、下垂曲线控制单元和调节单元。本发明提供的技术方案提高配电网的运行可靠性,保证直流配电网的电能质量。

Description

一种直流配电网的功率-电压协调控制方法及装置
技术领域
本发明涉及电力系统配电网运行控制技术领域,具体讲涉及一种直流配电网的功率-电压协调控制方法及装置。
背景技术
直流配电网是以直流为主导的电能配送系统,其利用电压源换流器的柔性直流技术和潮流灵活可控的特点,为解决现代电力系统面临的新能源接入、直流负载高效供电、负荷中心无功电源不足的问题提供了有效的方法。直流配电网的首要问题是功率控制,而直流电网有功功率平衡情况由直流电压体现,因此直流配电网稳定运行的关键在于控制直流电压。
直流配电网的电压控制方式主要包括电压下垂控制和主从控制,其中,电压下垂控制是指换流站直流侧的输出电压随电流的增加而降低,也称为带电压下垂特性的控制方式。下垂控制为多点控制,控制器通过测量本地直流母线电压对功率分配进行调节,因而不依赖于换流站间的高速通讯,但是当下降斜率设置较陡时,如果出现功率变化时,电压变化较多将会影响电能质量和系统稳定性。
目前针对直流配电系统的研究主要集中于网架结构和关键设备的研究,而针对直流配电网的功率/电压控制,需要提出一种多时间尺度分层协调的直流配电系统功率-电压协调控制模式,并需要针对不同时间尺度提出响应控制策略。
发明内容
直流配电网含多个换流站,涉及电源负荷功率平衡、电压质量等问题,为了满足现有技术发展的需要,本发明提供了一种针对直流配电网的运行控制按照控制时间和控制层次构建相应的控制模式的不同时间尺度下的控制目标及策略,及一种直流配电网多时间尺度下功率-电压协调控制方法及装置。
本发明提供的一种直流配电网的控制方法,其改进之处在于,所述方法包括:在负荷扰动时,根据预先建立的下垂控制曲线响应负荷变化,通过调节直流电压实现换流站节点的功率平衡;所述下垂控制曲线为根据对预先建立的系统优化控制模型求解得到的换流站的功率参考值和电压参考值确定;
通过改变换流站的运行点并更新运行点的功率参考值和电压参考值实现电压无差调节,消除直流电压一次调节的偏差。
进一步的,所述根据预先建立的下垂控制曲线响应负荷变化,通过调节直流电压实现换流站节点的功率平衡为第一时间尺度,所述系统优化控制模型为第二时间尺度,所述第一时间尺度短于所述第二时间尺度。
进一步的,下垂控制曲线如下式所示:
其中,P和u为实时的有功功率与直流电压;uref和Pref:分别为换流站的电压参考值和功率参考值;k为下垂系数;Pmax和Pmin分别为对应换流器的最大和最小输出功率。
进一步的,在所述根据预先建立的下垂控制曲线响应负荷变化,通过调节直流电压实现换流站节点的功率平衡之前,还包括:
根据配电网网络拓扑图,将交流变直流换流站及其所连的直流线路与负荷确定为系统优化控制模型的直流配电网区域;
确定所述直流配电网区域内的换流站个数。
进一步的,所述系统优化控制模型的网损最小目标函数为:
其约数条件如下式所示:
其中:ui和uj:分别为节点i和j的电压;Gij为节点i和j之间的电导;Gii为节点i与地间电导之和;PGi和PLi分别为i节点的电源和负荷功率;分别为直流电压的上下限值;udc,i:节点i的直流电压值;表示节点i处换流站的最大允许传输功率;|Pi|:节点i处换流站传输功率值;为连接点k处最大允许传输电流;|Idc,k|:连接点k处的传输电流值。
进一步的,求解预先建立的系统级优化控制模型得到换流站的功率参考值和电压参考值的过程包括:
将原来含有不等式约束条件的系统级优化控制模型转化为与其等价的含有等式约束条件的系统级优化控制模型;
确定等价转化后的模型的新的目标函数为其约束条件为:其中,min f(x)为非线性的目标函数,x为n维状态向量,h(x)是m维等式约束条件,g(x)为r维不等式约束条件,松弛变量l和u均为r维列向量;λ>0,为障碍因子;gmin和gmax:分别为r维不等式约束条件的最小值和最大值;
应用拉格朗日乘数法对所述新的目标函数进行求解;
将求得的换流站的功率和电压值作为换流站的功率参考值和电压参考值。
进一步的,在负荷扰动时,换流站根据下垂控制曲线,通过有差调节保证换流站节点的功率实时平衡;并根据上层控制器结合潮流分析结果,按下式更新功率参考值,消除直流电压一次调节的偏差:Pdc2=r(VdcN-Vdc2);
式中,r为负荷特性曲线的斜率;Pdc2为新的运行点的功率参考值;VdcN表示新的运行点的电压参考值,扰动前后保持不变;Vdc2表示有差调节后的电压。
一种直流配电网的功率-电压协调控制装置,所述装置包括:
一次调节单元,用于在负荷扰动时,根据预先建立的下垂控制曲线响应负荷变化,通过调节直流电压实现换流站节点的功率平衡;所述下垂控制曲线为根据对预先建立的系统优化控制模型求解得到的换流站的功率参考值和电压参考值确定;
二次调节单元,用于通过改变换流站的运行点并更新运行点的功率参考值和电压参考值实现电压无差调节,消除直流电压一次调节的偏差。
进一步的,所述装置还包括:
建模单元,用于在负荷扰动之前,根据直流配电网的网络拓扑、电源和负荷情况,建立系统级优化控制模型;
计算单元,用于根据对预先建立的系统优化控制模型的求解,计算换流站的功率参考值和电压参考值;
曲线生成单元,根据所述换流站的功率参考值和电压参考值确定下垂控制曲线。
进一步的,所述计算单元包括:
等价转化子单元,用于将原来含有不等式约束条件的系统级优化控制模型转化为与其等价的含有等式约束条件的系统级优化控制模型;
函数确定子单元,用于确定等价转化后的模型的新的目标函数;
求解子单元,用于应用拉格朗日乘数法对所述新的目标函数进行求解;将求得的换流站的功率和电压值作为换流站的功率参考值和电压参考值。
与最接近的现有技术比,本发明提供的技术方案具有以下优异效果:
1、本发明提供的技术方案由对预先建立的长时间尺度系统优化控制模型的求解,计算换流站功率参考值和电压参考值--根据所述换流站的功率参考值和电压参考值确定下垂控制曲线--根据建立的下垂控制曲线在短时间尺度下负荷扰动时改变换流站的运行参考值作无差调节,本发明使用长时间尺度调节和短时间尺度下的调节相结合的功率-电压协调控制方法,提高了直流配电网的运行效率,提高了运行可靠性,能保证直流配电网的电能质量。
2、本发明提供的技术方案建立了多时间尺度分层协调控制模式,提出了长时间尺度系统级优化控制策略和短时间尺度设备级电压无差控制策略,使直流配电网控制更加清晰、明确,降低了配电网线损并保证了电网的实时功率平衡,提高了电网电压质量。
3、本发明提供的技术方案在负荷扰动时,换流站根据下垂控制电压曲线,通过有差调节保证各换流站节点的功率实时平衡,并通过调整参考值做无差调节,能实现直流配电网功率-电压的有序控制,同时解决电压下垂控制时可能引起的电压偏差问题。
附图说明
图1为本发明提供的直流配电网多时间尺度分层协调控制模式;
图2为本发明提供的直流配电网下垂控制特性;
图3为本发明提供的直流配电网电压无差调节过程示意图。
具体实施方式
以下将结合说明书附图并以具体实施例的方式详细介绍本发明提供的技术方案。
本发明提供的技术方案主要针对电压下垂控制下的直流配电网,构建多时间尺度分层协调的直流配电网功率-电压协调控制模式,实现直流配电网功率-电压的有序控制,同时解决电压下垂控制时可能引起的电压偏差问题。
直流配电网根据上级电网调度系统确定配电网预测电源、负荷等结果及系统电压等运行参数,并对优化潮流计算,分配各换流站和配电线路上的潮流分布,向各换流站下达运行计划,通过对换流站内换流器的控制,调节换流站的运行点,保证直流配电网的稳定运行。当直流配电网受到小干扰时,首先换流站通过下垂控制保证直流母线电压运行于稳定运行点,在此基础上,换流站通过改变运行点的功率参考值和电压参考值,实现母线电压无差调节。
根据以上描述,如图1所示,将直流配电网运行控制从时间尺度分为长时间尺度下的潮流优化控制和短时间尺度下的电压无差调节;从控制的层次可分为由通过上层控制器向各换流站下发指令的系统层以及各换流站各自形成的设备层。
长时间尺度系统级的控制以直流配电网的网损最小为目标,对直流配电网进行潮流优化,确定各换流站的运行参考值,并通过上层控制器下发至各设备级换流站。短时间尺度下的设备级控制根据上层控制器下发参考值,确定运行点,保证直流配电网的稳定运行,当发生功率扰动时,通过换流器下垂曲线实现直流母线电压稳定控制。
具体实施时,长时间尺度可以为分钟级,短时间尺度可以为秒级。
本发明提供的直流配电网多时间尺度下功率-电压协调控制方法包括:
(1)选定直流配电网区域,并确定直流配电网内换流站个数,明确各换流站下垂系数k。
对已规划后的直流配电网提出一种直流配电网多时间尺度下功率-电压协调控制方法,根据配电网网络拓扑图,将交流变直流换流站及其所连直流线路及负荷作为直流配电网区域,同时确定选定直流配电网区域的换流站个数,并根据规划设计中的换流站设置参数确定换流站下垂系数k。
(2)根据直流配电网的网络拓扑、电源、负荷情况,建立长时间尺度系统级优化控制模型的目标函数及约束条件。
长时间尺度下的系统级优化控制模型根据直流配电网的电源、负荷状态,以网损最小为目标确定直流配电网潮流分布。
直流配电网区域网损最小的目标函数如下式所示:
其约束条件为:
其中:式(1)中,ui和uj:分别为节点i和j的电压;Gij为节点i和j之间的电导;Gii为节点i与地间电导之和;
式(2)为直流电网的有功功率平衡约束,其中,PGi和PLi分别为i节点的电源和负荷功率;
式(3)中,分别为直流电压的上下限值;udc,i:节点i的直流电压值;
式(4)中,表示节点i处换流站的最大允许传输功率;|Pi|:节点i处换流站传输功率值;
式(5)中,为连接点k处最大允许传输电流;|Idc,k|:连接点k处的传输电流值。
(3)运用内点法对长时间尺度系统级优化控制模型进行求解,得到直流配电网以网损最小为目标的潮流分布,根据各换流站的功率Pi和电压值ui确定各个换流站的参考值。
内点法对长时间尺度系统级优化模型求解步骤如下式所示:
a.将含有不等式约束的数学模型转化为与其等价的只含等式约束的新模型。
首先将长时间尺度系统级优化控制模型表示为如下形式:
min f(x) (6)
式(6)是非线性的目标函数,x是n维状态向量。式(7)是约束条件,其中h(x)是m维等式约束条件,g(x)为r维不等式约束条件;gmin和gmax:分别为r维不等式约束条件的最小值和最大值。
然后引入松弛变量,将约束条件中的不等式约束化为等式约束:
式中,松弛变量l和u均为r维列向量。
b.在如式(6)所示的目标函数中引入障碍分量,构造新的目标函数。
当在可行域边界附近时,新的目标函数值足够大,其表达式为:
其中λ>0,称为障碍因子。当松弛变量接近于可行域边界时,新的目标函数会趋于无穷大;而在可行域内部时,新的目标函数与原目标函数同解。这样,原来含有不等式约束的数学模型就转化为与其等价的只含等式约束的新模型。
c.应用Lagrange乘数法求解。
其Lagrange函数为:
式中,y、z、w为拉格朗日乘子向量,也是对偶变量向量,其维数分别为m、r、r。而x、l、u为原变量向量。
式(10)的极值存在需满足Kuhn-Tucker条件,表达式为:
式中,L、U、Z、W均为r维对角矩阵,对角元素分别为向量l、u、z、w中的元素;e为r维列向量,其元素全为1。
式(15)和(16)为互补松弛条件,联立求解可得:
式中,令代表是对偶间隙。
在实际应用中,障碍因子通常按下式计算:
式中,0<μ<1,代表向心参数;r为不等式约束维数。通常的,等μ在0.1附近取值时,迭代求解的收敛性较好。
由式(11)至式(16)构成的非线性方程组可用Newton-Raphson法迭代求解,其修正方程如下
Δl=▽g(x)Δx+Fz (19)
Δu=-▽g(x)Δx-Fw (20)
Δz=-L-1Z▽g(x)Δx-L-1(ZFz+Fl) (21)
Δw=U-1W▽g(x)Δx+U-1(WFw-Fu) (22)
-Fx′=HΔx+▽Th(x)Δy (23)
-Fy=▽h(x)Δx=JΔx (24)
式中,令
Fx′=Fx+▽Tg(x)[U-1(WFw-Fu)-L-1(ZFz+Fl)]
=▽f(x)+▽Th(x)y+▽Tg(x)[(U-1(WFw+λe)-L-1(ZFz+λe)] (25)
H=▽2f(x)+yT2h(x)+(zT+wT)▽2g(x)+▽Tg(x)(U-1W-L-1Z)▽g(x) (26)
用矩阵形式表达成如下式:
式中,H代表修正后的海森矩阵,J代表等式约束的雅可比矩阵。
在求解过程中,选择适当的初始值,并在期间限制迭代步长,来保证解的可行性。即:
式中,δP及δd分别表示原变量向量及对偶变量向量的迭代步长。
d.将求得的各换流站的功率Pi和电压值ui作为各个换流站的功率参考值和电压参考值,并将参考值发送至各换流站。
(4)根据换流站的电压参考值和功率参考值,以及预设的下垂系数k确定下垂控制电压曲线,并由上层控制器下发至各换流站。
根据长时间尺度系统级优化控制策略所得的换流站的功率Pi和电压值ui确定各个换流站的下垂控制曲线(下垂系数k已预设),其下垂控制曲线如图2所示。
可得换流器功率下垂控制曲线如下式所示:
其中,P和u为实时有功功率与直流电压;uref和Pref:分别为电压参考值和功率参考值;k为下垂系数;Pmax和Pmin分别为对应换流器的最大和最小输出功率。
(5)当遇到负荷扰动时,换流站根据下垂控制电压曲线,保证各换流站节点的功率实时平衡,但会引起电压偏差。此时,通过更新换流站运行点和改变各换流站运行点的电压参考值和功率参考值,实现电压的无差调节。
当直流配电网内负荷增加发生小扰动时,由下垂控制曲线可得直流电压会降低。当发生这种情况时,含多个下垂控制换流站的直流配电网,通过各换流站的下垂控制可实现配电网正常运行,但会导致各节点的电压偏离参考值,引起电能质量下降或网损增加等问题,此时可通过改变换流站的参考值实现电压无差调节,其具体的调节过程如图3所示。
在图3中,直线L1、L2分别为扰动前和扰动后的负荷特性曲线,C1、C2分别为调节前和调节后的下垂功率-电压曲线。
理想情况下,如果直流网的负荷特性由L1突然平移到L2,运行点由a移到c,如箭头1所示。但如果换流器功率仍为PdcN,将引起直流电压下降,运行点沿负荷特性曲线L2移动,如箭头2所示。直流电压的下降使换流器功率沿特性曲线C1增加,与负荷特性曲线相交于b,达到新的平衡。此种情况下为有差调节。
换流站根据下垂控制曲线快速响应负荷变化,运行点沿曲线由a点快速移动至b点,通过调节直流电压实现了换流站节点的功率平衡,为消除直流电压一次调节的偏差,需要将换流站运行点由b点移动到c点,此时根据上层控制器结合潮流分析结果,按照下式更新电压参考值和功率参考值:
Pdc2=r(VdcN-Vdc2) (30)
式中,r为负荷特性曲线的斜率;Pdc2为新的运行点的功率参考值;VdcN表示运行点电压参考值,扰动前后保持不变;Vdc2表示有差调节后的电压。
一种直流配电网的功率-电压协调控制装置,所述装置包括:
一次调节单元,用于在负荷扰动时,根据预先建立的下垂控制曲线响应负荷变化,通过调节直流电压实现换流站节点的功率平衡;所述下垂控制曲线为根据对预先建立的系统优化控制模型求解得到的换流站的功率参考值和电压参考值确定;
二次调节单元,用于通过改变换流站的运行点并更新运行点的功率参考值和电压参考值实现电压无差调节,消除直流电压一次调节的偏差。
建模单元,用于在负荷扰动之前,根据直流配电网的网络拓扑、电源和负荷情况,建立系统级优化控制模型;
曲线生成单元,根据所述换流站的功率参考值和电压参考值确定下垂控制曲线。
计算单元,用于根据对预先建立的系统优化控制模型的求解,计算换流站的功率参考值和电压参考值;所述计算单元包括:
等价转化子单元,用于将原来含有不等式约束条件的系统级优化控制模型转化为与其等价的含有等式约束条件的系统级优化控制模型;
函数确定子单元,用于确定等价转化后的模型的新的目标函数;
求解子单元,用于应用拉格朗日乘数法对所述新的目标函数进行求解;将求得的换流站的功率和电压值作为换流站的功率参考值和电压参考值。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种直流配电网的功率-电压协调控制方法,其特征在于,所述方法包括:
在负荷扰动时,根据预先建立的下垂控制曲线响应负荷变化,通过调节直流电压实现换流站节点的功率平衡;所述下垂控制曲线为根据对预先建立的系统优化控制模型求解得到的换流站的功率参考值和电压参考值确定;
通过改变换流站的运行点并更新运行点的功率参考值和电压参考值实现电压无差调节,消除直流电压一次调节的偏差。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据预先建立的下垂控制曲线响应负荷变化,通过调节直流电压实现换流站节点的功率平衡为第一时间尺度,所述系统优化控制模型为第二时间尺度,所述第一时间尺度短于所述第二时间尺度。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,下垂控制曲线如下式所示:
<mrow> <mi>P</mi> <mo>=</mo> <mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>k</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>u</mi> <mo>-</mo> <msub> <mi>u</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>e</mi> <mi>f</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mi>e</mi> <mi>f</mi> </mrow> </msub> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <msup> <mi>P</mi> <mi>min</mi> </msup> <mo>&lt;</mo> <mi>P</mi> <mo>&lt;</mo> <msup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msup> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msup> </mtd> <mtd> <mrow> <msup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>m</mi> <mi>a</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msup> <mo>&amp;le;</mo> <mi>P</mi> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <msup> <mi>P</mi> <mi>min</mi> </msup> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>P</mi> <mo>&amp;le;</mo> <msup> <mi>P</mi> <mi>min</mi> </msup> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow>
其中,P和u为实时的有功功率与直流电压;uref和Pref:分别为换流站的电压参考值和功率参考值;k为下垂系数;Pmax和Pmin分别为对应换流器的最大和最小输出功率。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述根据预先建立的下垂控制曲线响应负荷变化,通过调节直流电压实现换流站节点的功率平衡之前,还包括:
根据配电网网络拓扑图,将交流变直流换流站及其所连的直流线路与负荷确定为系统优化控制模型的直流配电网区域;
确定所述直流配电网区域内的换流站个数。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述系统优化控制模型的网损最小目标函数为:
其约束条件如下式所示:
<mrow> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>G</mi> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>L</mi> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>j</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>N</mi> </munderover> <msub> <mi>G</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>u</mi> <mi>i</mi> </msub> <msub> <mi>u</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>=</mo> <mn>0</mn> </mrow>
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|Pi|<Pi max,i=1,...,N
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其中:ui和uj:分别为节点i和j的电压;Gij为节点i和j之间的电导;Gii为节点i与地间电导之和;PGi和PLi分别为i节点的电源和负荷功率;分别为直流电压的上下限值;udc,i:节点i的直流电压值;表示节点i处换流站的最大允许传输功率;|Pi|:节点i处换流站传输功率值;为连接点k处最大允许传输电流;|Idc,k|:连接点k处的传输电流值。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,求解预先建立的系统级优化控制模型得到换流站的功率参考值和电压参考值的过程包括:
将原来含有不等式约束条件的系统级优化控制模型转化为与其等价的含有等式约束条件的系统级优化控制模型;
确定等价转化后的模型的新的目标函数为其约束条件为:其中,min f(x)为非线性的目标函数,x为n维状态向量,h(x)是m维等式约束条件,g(x)为r维不等式约束条件,松弛变量l和u均为r维列向量;λ>0,为障碍因子;gmin和gmax:分别为r维不等式约束条件的最小值和最大值;
应用拉格朗日乘数法求解所述新的目标函数;
将求得的换流站的功率和电压值作为换流站的功率参考值和电压参考值。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在负荷扰动时,换流站根据下垂控制曲线,通过有差调节保证换流站节点的功率实时平衡;并根据上层控制器结合潮流分析结果,按下式更新功率参考值,消除直流电压一次调节的偏差:
Pdc2=r(VdcN-Vdc2);
式中,r为负荷特性曲线的斜率;Pdc2为新的运行点的功率参考值;VdcN表示新的运行点的电压参考值,扰动前后保持不变;Vdc2表示有差调节后的电压。
8.一种直流配电网的功率-电压协调控制装置,其特征在于,所述装置包括:
一次调节单元,用于在负荷扰动时,根据预先建立的下垂控制曲线响应负荷变化,通过调节直流电压实现换流站节点的功率平衡;所述下垂控制曲线为根据对预先建立的系统优化控制模型求解得到的换流站的功率参考值和电压参考值确定;
二次调节单元,用于通过改变换流站的运行点并更新运行点的功率参考值和电压参考值实现电压无差调节,消除直流电压一次调节的偏差。
9.如权利要求8所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
建模单元,用于在负荷扰动之前,根据直流配电网的网络拓扑、电源和负荷情况,建立系统级优化控制模型;
计算单元,用于根据对预先建立的系统优化控制模型的求解,计算换流站的功率参考值和电压参考值;
曲线生成单元,根据所述换流站的功率参考值和电压参考值确定下垂控制曲线。
10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,所述计算单元包括:
等价转化子单元,用于将原来含有不等式约束条件的系统级优化控制模型转化为与其等价的含有等式约束条件的系统级优化控制模型;
函数确定子单元,用于确定等价转化后的模型的新的目标函数;
求解子单元,用于应用拉格朗日乘数法对所述新的目标函数进行求解;将求得的换流站的功率和电压值作为换流站的功率参考值和电压参考值。
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