CN110137974B - 一种分布式光伏集群电压控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
一种分布式光伏集群电压控制方法及系统，包括：获取分布式光伏的无功功率调节能力和有功功率调节能力；基于所述获取的无功功率调节能力和有功功率调节能力对所述分布式光伏集群进行划分；基于划分后的光伏集群进行电压控制，可以根据集群电压调节能力指标得到电压调节能力，保证每个集群均具备足够的有功、无功调节能力来应对集群内的电压变化，可协调集群内分布式光伏的有功无功出力，快速响应光伏并网点电压的变化，迅调节电网电压水平。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统运行控制技术领域，具体涉及一种分布式光伏集群电压控制方法及系统。
背景技术
随着分布式光伏发电技术的快速发展与建设成本的不断下降，分布式光伏在配电网中的渗透率逐年升高，这也为配电网电压控制带来了极大的挑战。分布式光伏大规模集群接入配电网，易造成潮流倒送、电压越限及由于光伏出力波动造成的电压波动等问题。传统无功电压控制设备如有载调压变压器、补偿电容器组及静止无功补偿装置等具有较强的电压调节能力，可缓解由分布式光伏接入造成的过电压问题，但这些设备的响应速度过慢，难以满足配电网快速电压控制需求。
分布式光伏通过逆变器接入配电网，利用逆变器可实现有功无功的解耦控制，充分挖掘光伏逆变器的有功无功调节能力可有效解决电网电压越限问题。现有分布式光伏的逆变器控制策略实施于设备内部，主要有恒无功功率控制、恒功率因数控制、基于并网点电压幅值的Q(U)控制等控制策略。分布式光伏可以在无需通信的情况下通过逆变器控制快速响应节点电压变化。但此种控制方式只针对单个分布式光伏，无法实现集群内多个分布式光伏之间的协调，无法充分发挥分布式光伏的调压能力。而且由于配电网线路R/X较大，有功功率和无功功率相互耦合，有功功率对电压分布的影响显著，对于高渗透率分布式光伏接入的配电网，仅通过无功调压已难以解决电压越限问题。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的电压越限问题，本发明提供一种分布式光伏集群电压控制方法及系统。
本发明提供的技术方案是：
一种分布式光伏集群电压控制方法，所述方法包括：
获取分布式光伏的无功功率调节能力和有功功率调节能力；
基于所述获取的无功功率调节能力和有功功率调节能力对所述分布式光伏集群进行划分；
基于划分后的光伏集群进行电压控制。
优选的，所述基于所述获取的无功功率调节能力和有功功率调节能力对所述分布式光伏集群进行划分，包括：
基于所述获取的无功功率调节能力和有功功率调节能力计算集群电压调节能力指标；
基于所述方案中集群数量、集群内分布式光伏节点数量和负荷节点数量对集群进行随机划分，形成W个集群划分方案；
基于对所述方案中集群数量、集群内分布式光伏节点数量和负荷节点数量施以随机扰动，再形成W个集群划分方案；
基于每个集群方案：通过所述方案中集群电压调节能力指标及集群内各节点电气距离计算出各方案的适应度；
基于2W个集群方案的适应度选择W个集群划分方案；
基于所述选择的W个集群划分方案，重复上述集群划分过程，直至W个集群划分方案中的最优集群划分方案的适应度连续n代保持不变，选出最优集群划分方案；
其中n大于等于15。
优选的，所述基于每个集群方案：通过所述方案中集群电压调节能力指标及集群内各节点电气距离计算出各方案的适应度包括：基于所述集群数量、集群内分布式光伏节点数量和负荷节点数量对分布式光伏进行划分；
将所述划分后集群内不连通的节点划分到电气距离最近的集群中；
基于集群有功/无功储备对临界负荷节点进行划分；
当所述集群中不存在不连通的节点且有功/无功储备合格时，基于划分后的集群内各节点电气距离以及集群电压调节能力指标计算适应度。
优选的，所述基于划分后的光伏集群进行电压控制，包括：
基于电压越限节点处的光伏并网逆变器对每个电压越限节点的分布式光伏进行调节；
如果还存在电压越限节点时，基于所述电压越限节点所在集群对所述电压越限节点进行群内调节。
优选的，所述基于电压越限节点处的光伏并网逆变器对每个电压越限节点的分布式光伏进行调节，包括：
获取所述每个电压越限节点的电压幅值，并基于所述电压越限节点电压幅值自主触发所述光伏并网逆变器进行电压控制；
基于所述光伏并网逆变器的无功调节能力和电压越限节点的电压状态，调节所述分布式光伏并网逆变器的无功功率输出或吸收，对所述电压越限节点的电压进行调节。
优选的，所述如果还存在越限电压节点时，基于所述电压越限节点所在集群对所述电压越限节点进行群内调节，包括：
步骤1：选取越限程度最大的所述电压越限节点作为关键节点，执行步骤2；
步骤2：对所述关键节点所在集群内分布式光伏进行标记，分为无功可调光伏和无功不可调光伏，若存在无功可调光伏，则执行步骤3，若不存在无功可调光伏，则执行步骤4；
步骤3：基于所述电压越限节点所在集群，选取与所述关键节点无功电压灵敏度最大的无功可调光伏，对所述关键节点进行无功补偿，直至关键节点电压差值完全由无功功率补偿，并进行潮流计算，若仍存在节点电压越限，则执行步骤1，若集群内不存在所述电压越限节点，则控制过程结束；
步骤4：基于所述电压越限节点所在集群，选取与所述关键节点有功电压灵敏度最大的有功可调分布式光伏，对所述光伏进行有功削减，并对所述关键节点电压进行补偿，并将有功削减后的分布式光伏标记为无功可调光伏，进行潮流计算，若仍存在电压越限节点，则执行步骤1，若集群内不存在所述电压越限节点，则控制过程结束。
优选的，所述基于所述获取的无功功率调节能力和有功功率调节能力计算集群电压调节能力指标的计算式如下：
γk＝μHQk+(1-μ)HPk
式中，γk为集群电压调节能力指标；μ为权重系数；HQk为无功功率调节能力；HPk为有功功率调节能力。
一种分布式光伏集群电压控制系统，所述系统包括：
获取模块：用于获取分布式光伏的无功功率调节能力和有功功率调节能力；
划分模块：用于基于所述获取的无功功率调节能力和有功功率调节能力对所述分布式光伏集群进行划分；
控制模块：用于基于划分后的光伏集群进行电压控制。
优选的，所述划分模块，包括：第一计算单元、划分单元、扰动单元、第二计算单元、选择单元和最优单元；
所述第一计算单元，用于基于所述获取的无功功率调节能力和有功功率调节能力计算集群电压调节能力指标；
所述划分单元，用于基于所述方案中集群数量、集群内分布式光伏节点数量和负荷节点数量对集群进行随机划分，形成W个集群划分方案；
所述扰动单元，用于基于对所述方案中集群数量、集群内分布式光伏节点数量和负荷节点数量施以随机扰动，形成W个集群划分方案；
所述第二计算单元，用于基于每个集群方案：通过所述方案中集群电压调节能力指标及集群内各节点电气距离计算出各方案的适应度；
所述选择单元，用于基于2W个集群方案的适应度选择W个优秀的集群划分方案；
所述最优单元，用于基于所述选择的W个集群划分方案，重复上述集群划分过程，直至W个集群划分方案中的最优集群划分方案的适应度连续15代保持不变，选出最优集群划分方案。
优选的，所述控制模块，包括：第一调节单元和第二调节单元；
所述第一调节单元，用于基于电压越限节点处的光伏并网逆变器对每个电压越限节点的分布式光伏进行调节；
所述第二调节单元，用于如果还存在电压越限节点时，基于所述电压越限节点所在集群对所述电压越限节点进行群内调节。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明提供的技术方案，获取分布式光伏的无功功率调节能力和有功功率调节能力；基于所述获取的无功功率调节能力和有功功率调节能力对所述分布式光伏集群进行划分；基于划分后的光伏集群进行电压控制，可以根据集群电压调节能力指标得到电压调节能力，保证每个集群均具备足够的有功、无功调节能力来应对集群内的电压变化，可协调集群内分布式光伏的有功无功出力，快速响应光伏并网点电压的变化，迅调节电网电压水平。
2、本发明提供的技术方案，按照优先利用分布式光伏的无功调节能力，最小化削减分布式光伏的有功出力的原则进行分布式光伏集群电压的控制，在保证电压处于合格范围内的前提下提高分布式光伏的利用率。
附图说明
图1为本发明的分布式光伏集群电压控制方法流程示意图；
图2为本发明的集群划分流程图；
图3为本发明的分层电压控制策略结构图；
图4为本发明的控制策略流程图；
图5为本发明的分段下垂控制曲线图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。
实施例1：
为了克服现有技术存在的问题，本发明提出了一种分布式光伏集群电压控制策略，采用自下而上的触发式控制方式通过调节分布式光伏的有功无功出力实现分布式光伏集群电压控制。本发明可协调集群内分布式光伏的出力，快速响应光伏并网点电压变化，迅速调节电网电压水平；此发明可充分利用分布式光伏的有功、无功调压能力，按照优先利用分布式光伏的无功调节能力，最小化削减分布式光伏有功出力的原则进行分布式光伏集群电压控制，在保证电压处于合格范围内的前提下提高分布式光伏的利用率。如图1所示，具体步骤如下：
步骤一：获取分布式光伏的无功功率调节能力和有功功率调节能力；
步骤二：基于所述获取的无功功率调节能力和有功功率调节能力对所述分布式光伏集群进行划分；
步骤三：基于划分后的光伏集群进行电压控制。
分布式光伏集群划分遵循的基本原则是集群内耦合性强、集群间耦合性弱，且集群在内部出现节点电压越限时应具有一定的电压调节能力。
步骤一：获取分布式光伏的无功功率调节能力和有功功率调节能力；
1)集群电压调节能力指标
以极坐标形式表示的功率平衡方程式为：
式中，Pi、Qi为节点i注入的有功功率与无功功率；Ui、Uj为节点i与节点j的电压；Gij、Bij为节点i与节点j之间的电导与电纳；δij为节点i与节点j的相角差。
负载潮流的雅可比矩阵为：
式中，ΔP、ΔQ表示节点注入有功无功功率的变化量，Δδ、ΔU表示电压相角及幅值的变化量，雅可比矩阵表示功率变化与电压变化之间的关系。
通过对上式进行变换，可得：
式中，SδP、SUP分别表示电压相角及幅值对有功功率变化的灵敏度；SδQ、SUQ分别表示电压相角及幅值对无功功率变化的灵敏度。
由此可得，节点电压的变化量与有功无功变化量之间的关系为：
ΔU＝SUPΔP+SUQΔQ
步骤二：基于所述获取的无功功率调节能力和有功功率调节能力对所述分布式光伏集群进行划分；
集群的电压调节能力主要体现在集群内部分布式光伏的无功功率调节及有功功率削减对节点电压越限现象的恢复能力，因此，集群电压调节能力指标以如下形式表示：
γk＝μHQk+(1-μ)HPk
式中，HQ,k，HP,k分别表示集群k内分布式光伏无功功率、有功功率的电压调节能力，μ为权重系统，由调节成本决定。
式中，ΔUi为集群k中电压最高节点的电压越限量，Qj、Pj分别为分布式光伏的无功功率可调量及有功功率可削减量。
2)集群划分目标函数
1、各集群内节点电气距离平均值的平方和最小
电气距离表征电力系统各节点间相互联系的紧密程度，由于影响电气距离的主要因素为网络结构，计算方式只会影响其数值大小而不会改变其变化趋势，故本发明采用电压幅值变化对无功功率变化的灵敏度来计算电气距离。
取：
该值表示节点j无功功率发生变化时节点j电压变化与节点i电压变化的比值。
采用欧几里得距离法来定义节点之间的电气距离，表示为：
式中：dij表示节点i和节点j之间的电气距离，dij越小，表示节点i和节点j的耦合关系越强，反之，dij越大，表示节点i和节点j的耦合关系越弱。
所以，为保证集群内部强耦合，集群间弱耦合，以集群内各节点电气距离的平均值的平方和最小为优化目标：
式中，Dk为集群k内各节点电气距离的平均值，N为集群个数。
2、集群电压调节能力指标值最小的集群电压调节能力最大
由于配电系统需满足潮流守恒约束，即使局部功率匮乏也会导致整个系统失稳，所以只要保证集群电压调节能力指标值最小的集群电压调节能力最大即可保证每个集群均具备足够的有功、无功调节能力来应对该集群内的电压变化。
f2＝max{min(γk|k＝1,2,…,N)}
3)集群划分约束条件
(1)集群的连通性约束
该约束要求集群内各节点之间具有连通性，即同一集群内的节点之间是直接或间接相连的，并不需要通过其他集群中的节点才能相连。
(2)集群数及集群内分布式光伏数量的约束
式中：NGi表示集群i内分布式光伏的个数，NGi,min和NGi,max分别表示集群i内分布式光伏数的上下限；Ni表示集群的个数，Ni,min和Ni,max分别表示集群数的上下限。
(3)集群内的无功储备能力约束
系统正常运行时，集群内的发电机、分布式光伏等的总容量要大于集群内无功负荷之和。
QGi≥QLi
式中：QGi为集群i内的无功电源的容量；QLi为集群i内总的无功负荷。
(4)集群内有功储备能力约束
系统正常运行时，集群内的发电机、分布式光伏等的总容量要大于集群内有功负荷之和。
PGi≥PLi
式中：PGi为集群i内的有功电源的容量；PLi为集群i内总的有功负荷。
4)集群划分算法
由于集群划分为多目标优化规划问题，需首先对其优化目标进行处理，本发明采用加权分析法，在对目标函数进行归一化处理的基础上，将多目标优化函数转换为单目标优化函数，最终集群划分的目标函数为
minF＝ω1f1-w2f2
式中，ω1、ω2为权重系数。
本发明采用进化规划算法进行集群划分。以集群数量、集群内分布式光伏节点数量及负荷节点数量为基因变量，基于集群划分目标函数定量计算适应度大小，基于基因变量的进化变异搜索集群最优划分方案。
集群划分具体流程如下：
①随机产生初始种群，即随机产生含有W(群体规模)个个体的初始群体。其中，个体指的是一种可能的集群划分方案。
②以此初始群体为父群体进行变异，即对其中的基因变量施加随机扰动，得到规模相同的子群体。
③基于已确定的基因变量，对光伏集群进行划分，划分原则是首先根据电气距离按就近原则对分布式光伏节点进行集群划分，然后根据负荷节点与分布式光伏节点之间的电气距离将负荷节点就近划分至电气距离最近的分布式光伏集群。
④考虑集群划分的连通性约束及集群内的有功/无功储能能力约束，对集群划分进行调整。
首先，考虑集群的连通性约束：若集群出现不连通的情况，则将那些不连通的节点划分到与之相连的电气距离最近的集群中，直至满足连通性要求。
然后，考虑集群数及集群内分布式光伏数量的约束：集群数应大于1且小于分布式光伏数量，若不符合，则重新划分集群；各集群内必须要有分布式光伏，若没有，则将该集群划分到与之相连的电气距离最近的集群中。
最后，考虑分区内的有功/无功储备约束：若出现有功/无功储备不合格的光伏集群，则考虑将该集群的临界负荷节点划分到电气距离最近的光伏集群，划分完后进行有功/无功储备校验，若不合格，再按相同的方法接着划分，每划分一次校验一次，直到每个集群内的有功/无功储备校验合格为止。
⑤对父群体和子群体中的每个个体进行适应度计算，以此评价其优劣。
其适应度函数可表示为：
f＝e-F
⑥然后从父、子群体的2个W个个体中选择W个优秀个体作为下一代优化的父群体，重复上述过程，直至满足迭代停止判据。如图2所示。
步骤三：基于划分后的光伏集群进行电压控制；
本发明提出的一种分布式光伏集群电压控制策略。该控制策略中将电压控制过程分为两层，分别为本地电压控制层和集群电压控制层，如图3所示；
第一层为本地电压控制层：
基于电压越限节点处的光伏并网逆变器对每个电压越限节点的分布式光伏进行调节；
其中，光伏并网逆变器调节的是电压越限节点为光伏节点；
分布式光伏根据并网点电压幅值自主触发本地电压控制，根据分段下垂控制策略调节分布式光伏逆变器的无功功率输出或吸收，实现对并网点电压越限的快速响应，迅速改善系统电压水平。本地控制结束后，若系统中仍有节点电压越限，则触发集群电压控制。
第二层为集群电压控制层：
如果还存在电压越限节点时，基于所述电压越限节点所在集群对所述电压越限节点进行群内调节；
若本地电压控制过后配电网中仍存在电压越限现象，则触发集群电压控制，按照优先利用分布式光伏的无功调节能力，最小化削减分布式光伏有功出力的原则，基于灵敏度分析协调集群中分布式光伏的有功无功出力，充分利用光伏逆变器的无功调节能力，减少对光伏有功的削减，提高分布式光伏的渗透率，保证电网的安全运行，如图4所示。
本地电压控制主要利用分布式光伏逆变器的无功调节能力，根据并网点电压迅速调节光伏逆变器的无功功率。本地电压控制中光伏逆变器采用Q(U)分段下垂控制策略，如图5所示。
分段下垂控制数学表达式为：
本地电压控制策略具体描述如下：
(1)当分布式光伏并网点电压处于合格域时(0.95<U<1.05)，分布式光伏逆变器无功功率为0，分布式光伏以单位功率因数并网。
(2)分布式光伏并网点电压处于警戒域时(0.93<U<0.95，1.05<U<1.07)，触发本地电压控制，分布式光伏执行下垂控制策略，光伏最大无功可调量由逆变器额定功率与有功功率确定，光伏逆变器无功输出值根据节点电压及光伏最大无功可调量确定，具体计算公式参考式(3-6)。
(3)分布式光伏并网点电压处于严重越限域时(U<0.93，U>1.07)，最大化分布式光伏逆变器无功功率的输出或吸收。
本地电压控制结束后若仍存在电压越限，则出发集群电压控制。为保证电网的安全运行，实现对光伏的最大化消纳，集群电压控制中按照优先利用分布式光伏的无功调节能力，最小化削减分布式光伏有功出力的原则对电网电压进行控制，先按照电压无功灵敏度利用分布式光伏的无功调节能力对节点电压进行调节，当无功调节能力不足以满足电压调节的要求时，再按照电压有功灵敏度削减分布式光伏的有功出力，同时进一步利用有功削减后分布式光伏逆变器释放的无功容量进行调压。
在无功调节量相同的情况下，对与过电压节点电压无功灵敏度越大的节点进行无功调节，则对过电压节点的电压调节效果更好。因此，本发明所提集中电压控制策略中根据与过电压节点的电压灵敏度，在分布式光伏中按电压无功灵敏度大小先后确定光伏的无功调节量，当无功调节能力不足以满足电压调节要求时，再在分布式光伏中按照电压有功灵敏度大小先后确定光伏的有功调节量，在保证电网电压处于合理范围内的前提下，通过此方法可以实现分布式光伏有功功率的最小削减，进而提高光伏的渗透率。
本地电压控制层中，分布式光伏根据并网点电压确定无功输出，集群电压控制层中的无功电压控制主要是针对本地电压控制后分布式光伏中的剩余无功可调容量进行调节。因此在集群电压控制中，首先对系统中的分布式光伏进行划分，将剩余无功可调容量为0的分布式光伏记作无功不可调光伏，将仍存在无功可调容量的光伏记作无功可调光伏。
在分布式光伏集群中，选取电压越限程度最大的节点作为关键节点，将其电压幅值记作Umax，节点电压限值记作Ulim，电压越上限时Ulim＝1.05，电压越下限时Ulim＝0.95，关键节点电压幅值超过节点电压限值记作ΔUmax：
ΔUmax＝Ulim-Umax
首先在可调光伏中选取与关键节点电压无功灵敏度最大的分布式光伏，记其灵敏度为
根据电压无功灵敏度计算使关键节点电压恢复到正常范围内该分布式光伏所需发出的无功调整量，记为Qneed；
若所需无功调整量Qneed小于该分布式光伏当前最大无功可调量Qsupply，则该光伏根据Qneed对关键节点的电压进行无功补偿；若所需无功调整量Qneed大于该分布式光伏的最大无功可调量Qsupply，则该光伏输出最大无功可调量Qsupply，然后将其标记为无功不可调光伏，然后重复上述步骤，重新在无功可调光伏中选取电压无功灵敏度最大的节点对关键节点电压进行补偿，直到关键节点的电压差值完全通过无功功率进行补偿。然后进行潮流计算，若仍存在节点电压越限，则重新选取关键节点，重复上述步骤。
若分布式光伏中的可调无功容量全部用尽，但仍未满足关键节点的电压调节要求，此时，需要考虑对分布式光伏的有功进行削减，以满足节点电压的调节要求。通过削减光伏的有功功率，一方面可以直接降低节点电压，另一方面，光伏逆变器由于有功的削减进一步获得了无功调节的能力。无功电压调节后，集群内关键节点电压幅值与电压限值之间的差值记为ΔUp：
式中，
表示无功可调光伏对关键节点的电压无功灵敏度，Qsupply,i表示无功可调光伏的最大无功可调量，N表示全部无功可调光伏的数量。
根据电压有功灵敏度，在集群中选取与关键节点电压有功灵敏度最大的分布式光伏进行调节，记其电压有功灵敏度为
则需要削减的光伏有功出力为：
如果需要削减的光伏有功Pneed小于光伏此时的有功出力Psupply，则根据Pneed对光伏有功出力进行削减，然后将此光伏标记为无功可调光伏，此时因光伏有功削减释放的逆变器无功可调容量为ΔQ：
式中，S为光伏逆变器额定容量。
按照先无功后有功的原则，在下一步电压调节时将优先考虑利用此部分无功调节能力，可最大程度减少对分布式光伏有功出力的削减。
如果需要削减的光伏有功Pneed大于光伏此时的有功出力Psupply，则根据Psupply对光伏有功出力进行削减，并将该光伏标记为有功不可调光伏和无功可调光伏，此时因光伏有功削减释放的逆变器无功可调容量为：
在下一步电压调节时将优先考虑利用此部分无功调节能力，若仍不满足关键节点的电压调节需求，则再在有功可调光伏中选取与关键节点电压有功灵敏度最大的节点进行调节。当关键节点电压超出电压限值部分通过分布式光伏的无功及有功进行补偿后，对系统进行潮流计算，若仍存在节点电压越限，则重新选取关键节点，按照先无功后有功的顺序，根据电压灵敏度大小确定分布式光伏的有功无功调节量。当节点电压全部恢复至安全范围内时，则电压控制过程结束。
实施例2：
基于同一种发明构思，本发明还提供了一种分布式光伏集群电压控制系统，所述系统包括：
一种分布式光伏集群电压控制系统，所述系统包括：
获取模块：用于获取分布式光伏的无功功率调节能力和有功功率调节能力；
划分模块：用于基于所述获取的无功功率调节能力和有功功率调节能力对所述分布式光伏集群进行划分；
控制模块：用于基于划分后的光伏集群进行电压控制。
优选的，所述划分模块，包括：第一计算单元、划分单元、扰动单元、第二计算单元、选择单元和最优单元；
所述第一计算单元，用于基于所述获取的无功功率调节能力和有功功率调节能力计算集群电压调节能力指标；
所述划分单元，用于基于所述方案中集群数量、集群内分布式光伏节点数量和负荷节点数量对集群进行随机划分，形成W个集群划分方案；
所述扰动单元，用于基于对所述方案中集群数量、集群内分布式光伏节点数量和负荷节点数量施以随机扰动，形成W个集群划分方案；
所述第二计算单元，用于基于每个集群方案：通过所述方案中集群电压调节能力指标及集群内各节点电气距离计算出各方案的适应度；
所述选择单元，用于基于2W个集群方案的适应度选择W个优秀的集群划分方案；
所述最优单元，用于基于所述选择的W个集群划分方案，重复上述集群划分过程，直至W个集群划分方案中的最优集群划分方案的适应度连续15代保持不变，选出最优集群划分方案。
优选的，所述控制模块，包括：第一调节单元和第二调节单元；
所述第一调节单元，用于基于电压越限节点处的光伏并网逆变器对每个电压越限节点的分布式光伏进行调节；
所述第二调节单元，用于如果还存在电压越限节点时，基于所述电压越限节点所在集群对所述电压越限节点进行群内调节。
显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
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。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。
Claims (6)
1.一种分布式光伏集群电压控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取分布式光伏的无功功率调节能力和有功功率调节能力；
基于所述获取的无功功率调节能力和有功功率调节能力对所述分布式光伏集群进行划分；
基于划分后的分布式光伏集群进行电压控制；
所述基于所述获取的无功功率调节能力和有功功率调节能力对所述分布式光伏集群进行划分，包括：
S1基于所述获取的无功功率调节能力和有功功率调节能力计算集群电压调节能力指标；
S2基于所述分布式光伏集群数量、分布式光伏集群内分布式光伏节点数量和负荷节点数量对分布式光伏集群进行随机划分，形成W个集群划分方案；
S3基于对所述方案中分布式光伏集群数量、分布式光伏集群内分布式光伏节点数量和负荷节点数量施以随机扰动，再形成W个集群划分方案；
S4基于每个集群方案：通过所述方案中集群电压调节能力指标及集群内各节点电气距离计算出各方案的适应度；
S5基于所述W个集群方案的适应度选择W个集群划分方案；
S6基于所述选择的W个集群划分方案，重复S1至S5，直至W个集群划分方案中的最优集群划分方案的适应度连续n代保持不变，选出最优集群划分方案；
其中n大于等于15；
所述基于划分后的分布式光伏集群进行电压控制，包括：
基于电压越限节点处的光伏并网逆变器对每个电压越限节点的分布式光伏进行调节；
如果还存在电压越限节点时，基于所述电压越限节点所在分布式光伏集群对所述电压越限节点进行群内调节。
2.如权利要求1所述的分布式光伏集群电压控制方法，其特征在于，所述基于每个集群方案：通过所述方案中集群电压调节能力指标及集群内各节点电气距离计算出各方案的适应度包括：基于所述分布式光伏集群数量、分布式光伏集群内分布式光伏节点数量和负荷节点数量对分布式光伏集群进行划分；
将划分后的分布式光伏集群内不连通的节点划分到电气距离最近的集群中；
基于分布式光伏集群有功/无功储备对临界负荷节点进行划分；
当所述分布式光伏集群中不存在不连通的节点且有功/无功储备合格时，基于划分后的分布式光伏集群内各节点电气距离以及集群电压调节能力指标计算适应度。
3.如权利要求1所述的分布式光伏集群电压控制方法，其特征在于，所述基于电压越限节点处的光伏并网逆变器对每个电压越限节点的分布式光伏进行调节，包括：
获取所述每个电压越限节点的电压幅值，并基于所述电压越限节点电压幅值自主触发所述光伏并网逆变器进行电压控制；
基于所述光伏并网逆变器的无功调节能力和电压越限节点的电压状态，调节所述分布式光伏并网逆变器的无功功率输出或吸收，对所述电压越限节点的电压进行调节。
4.如权利要求1所述的分布式光伏集群电压控制方法，其特征在于，所述如果还存在越限电压节点时，基于所述电压越限节点所在分布式光伏集群对所述电压越限节点进行群内调节，包括：
步骤1：选取越限程度最大的所述电压越限节点作为关键节点，执行步骤2；
步骤2：对所述关键节点所在集群内分布式光伏进行标记，分为无功可调光伏和无功不可调光伏，若存在无功可调光伏，则执行步骤3，若不存在无功可调光伏，则执行步骤4；
步骤3：基于所述电压越限节点所在集群，选取与所述关键节点无功电压灵敏度最大的无功可调光伏，对所述关键节点进行无功补偿，直至关键节点电压差值完全由无功功率补偿，并进行潮流计算，若仍存在节点电压越限，则执行步骤1，若分布式光伏集群内不存在所述电压越限节点，则控制过程结束；
步骤4：基于所述电压越限节点所在分布式光伏集群，选取与所述关键节点有功电压灵敏度最大的有功可调分布式光伏，对所述光伏进行有功削减，并对所述关键节点电压进行补偿，并将有功削减后的分布式光伏标记为无功可调光伏，进行潮流计算，若仍存在电压越限节点，则执行步骤1，若分布式光伏集群内不存在所述电压越限节点，则控制过程结束。
5.如权利要求1所述的分布式光伏集群电压控制方法，其特征在于，所述基于所述获取的无功功率调节能力和有功功率调节能力计算集群电压调节能力指标的计算式如下：
γk＝μHQk+(1-μ)HPk
式中，γk为集群电压调节能力指标；μ为权重系数；HQk为无功功率调节能力；HPk为有功功率调节能力。
6.一种分布式光伏集群电压控制系统，其特征在于，所述系统包括：
获取模块：用于获取分布式光伏的无功功率调节能力和有功功率调节能力；
划分模块：用于基于所述获取的无功功率调节能力和有功功率调节能力对所述分布式光伏集群进行划分；
控制模块：用于基于划分后的分布式光伏集群进行电压控制；
所述划分模块，包括：第一计算单元、划分单元、扰动单元、第二计算单元、选择单元和最优单元；
所述第一计算单元，用于基于所述获取的无功功率调节能力和有功功率调节能力计算集群电压调节能力指标；
所述划分单元，用于基于所述分布式光伏集群数量、分布式光伏集群内分布式光伏节点数量和负荷节点数量对分布式光伏集群进行随机划分，形成W个集群划分方案；
所述扰动单元，用于基于对所述方案中分布式光伏集群数量、分布式光伏集群内分布式光伏节点数量和负荷节点数量施以随机扰动，形成W个集群划分方案；
所述第二计算单元，用于基于每个集群方案：通过所述方案中集群电压调节能力指标及分布式光伏集群内各节点电气距离计算出各方案的适应度；
所述选择单元，用于基于W个集群方案的适应度选择W个优秀的集群划分方案；
所述最优单元，用于基于所述选择的W个集群划分方案，依次重复启动第一计算单元、划分单元、扰动单元、第二计算单元、选择单元，直至W个集群划分方案中的最优集群划分方案的适应度连续15代保持不变，选出最优集群划分方案；
所述控制模块，包括：第一调节单元和第二调节单元；
所述第一调节单元，用于基于电压越限节点处的光伏并网逆变器对每个电压越限节点的分布式光伏进行调节；
所述第二调节单元，用于如果还存在电压越限节点时，基于所述电压越限节点所在分布式光伏集群对所述电压越限节点进行群内调节。
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