CN110336291B - 主动配电网自适应电压无功控制方法 - Google Patents

主动配电网自适应电压无功控制方法 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种主动配电网自适应电压无功控制方法，所述方法应用于主动配电网自适应电压无功控制系统中的有功功率或者无功功率的控制，所述方法包括：当检测到NC与MNC的通讯正常时，所述系统采用集中式电压无功控制；当检测到NC与MNC的通讯异常时，所述系统采用分布式电压无功控制。本公开的主动配电网自适应电压无功控制方法能够自适应的选择集中式或者分布式电压无功控制，由此提高控制的可靠性，实现对配电网的有效协调控制，采用集中式电压无功控制结合分布式电压无功控制，可以在满足基本电压约束的前提下，对主动配电网中的分布式电源和各种无功设备进行控制，能够减少通信传输的数据量，降低控制变量的维度。

Description

主动配电网自适应电压无功控制方法
技术领域
本公开涉及电力系统自动控制技术领域，尤其涉及一种主动配电网自适应电压无功控制方法。
背景技术
受节能减排和环境因素的驱动，可再生能源被越来越多的集成于配电网中。大部分的可再生能源例如屋顶光伏、户用风机，以分布式的形式接入到配电网中，由于在配电网中线路导线的电阻占比较高，使得分布式可再生能源产生的有功功率对母线电压有相当大的影响。这给配电网的电压/无功控制(Voltage/Var Control,VVC)带来了技术上的挑战。
目前，国内外对此展开了深入的研究，主要集中在能量管理及运行优化方面。然而，随着分布式电源接入到配电网中越来越多，其对配电网的短时突发性影响也越来越大，因此，需要利用各种无功控制设备对分布式发电和电压进行协调控制。具体而言，如果是由于较明显的潮流变化引起的电压无功问题，可以由传统的电容器等无功设备的投切来解决，采用电容器等无功设备的投切控制速度不够快；如果针对冲击性的负荷变化，可以采用基于电力电子型的补偿器，采用电力电子型的补偿器代价与成本又过高。
对含高密度分布式能源的配电网，如何进行有效的协调控制成为亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本公开提出了一种主动配电网自适应电压无功控制方法，能够自适应的选择集中式或者分布式电压无功控制，由此提高控制的可靠性，实现对配电网的有效协调控制。
根据本公开的一方面，提供了一种主动配电网自适应电压无功控制方法，所述方法应用于主动配电网自适应电压无功控制系统中的有功功率或者无功功率的控制，所述系统包括：主节点控制器MNC、节点控制器NC和微网控制器MGC，每一个NC连接一个或多个微电网，每一个NC连接对应的电容器组，每一个微电网内包括一个MGC、一个储能ES和至少一个可再生能源NER，且MGC与位于同一个微电网内的ES和NER连接；
所述MNC设置在主动配电网的高压进线变压器附近，所述MNC与各所述NC连接、并能够与各所述NC通讯，
所述NC与对应的MGC连接、并能够与对应的MGC通讯，
所述NC能够与相邻的NC通讯；
所述方法包括：
当检测到NC与MNC的通讯正常时，所述系统采用集中式电压无功控制；
当检测到NC与MNC的通讯异常时，所述系统采用分布式电压无功控制。
在一种可能的实现方式中，所述集中式电压无功控制包括：
在第一目标时间段的起始时间点，所述MNC向所述NC下发所述NC在第一目标时间段内的第一目标功率；其中，所述第一目标时间段包含多个第一子时间段；
针对每个第一子时间段，所述NC根据该第一子时间段的NC对应的节点的实时电压值确定第一修正值，并用所述第一修正值对所述第一目标功率进行修正获得该第一子时间段的第二目标功率；
所述NC根据第二目标功率、以及NC连接的微电网和电容器组的可调容量比例确定NC连接的每一个微电网的目标功率和NC连接的电容器组的目标功率；
NC分别向NC连接的MGC发送MGC对应的微电网的目标功率，并向电容器组发送电容器组对应的目标功率；
所述MGC接收到所述NC发送的微电网的目标功率后，根据所述微电网的目标功率周期性协调储能和可再生能源实现MGC的目标功率；
其中，所述第一目标功率和第二目标功率为目标有功功率或者目标无功功率。
在一种可能的实现方式中，所述集中式电压无功控制还包括：
在向所述NC下发所述NC在第一目标时间段内的第一目标功率之前，所述MNC根据各个NC对应的节点的实时电压值计算各个NC在第一目标时间段的第一目标功率。
在一种可能的实现方式中，所述MNC根据各个NC对应的节点的实时电压值计算各个NC在第一目标时间段的第一目标功率，包括：
针对各个NC中的每一个NC，若该NC对应的节点的实时电压值在第一电压阈值范围内，所述MNC将该NC在第一时间段的上一个时间段内的第一目标功率作为该NC在第一目标时间段的第一目标功率；其中，第一目标时间段的上一个时间段与第一目标时间段长度相同；
若该NC对应的节点的实时电压值不在第一电压阈值范围内，根据该NC对应的节点的实时电压值与第一参考电压值的差值确定该NC在第一目标时间段的第一目标功率，其中，所述第一参考电压为第一电压阈值范围的中点的电压。
在一种可能的实现方式中，所述NC根据该第一子时间段的NC对应的节点的实时电压值确定第一修正值，包括：
若所述NC对应的节点的实时电压值在第二电压阈值范围内，所述NC确定第一修正值为0；
若所述NC对应的节点的实时电压值不在第二电压阈值范围内，所述NC根据NC对应的节点的实时电压值和第二参考电压值的差值，确定第一修正值，其中，所述第二参考电压值为第二电压阈值范围的中点的电压。
在一种可能的实现方式中，所述分布式电压无功控制包括：
在第二目标时间段的起始时间点，所述NC根据NC对应的节点的实时电压值、以及所述NC的相邻NC在第二目标时间段的上一时间段中的邻节点目标功率确定所述NC在第二目标时间段内的第三目标功率；
所述第三目标功率不超出所述NC对应的节点的第一总可调容量时，所述NC根据第三目标功率、以及NC连接的微电网和电容器组的可调容量比例确定NC连接的每一个微电网的目标功率和NC连接的电容器组的目标功率；
NC分别向NC连接的MGC发送MGC对应的微电网的目标功率，并向电容器组发送电容器组对应的目标功率；
所述第三目标功率超出所述NC对应的节点的第一总可调容量时，所述NC根据所述第三目标功率超出所述NC对应的节点的第一总可调容量的数值、以及所述NC相邻的NC在第二目标时间段的上一个时间段内的目标功率与0的关系确定所述NC相邻的NC在第二目标时间段的邻节点目标功率；
其中，第三目标功率为目标有功功率或者目标无功功率，NC对应的节点的第一总可调容量包括：第一总可增加有功功率、第一总可减少有功功率、第一总可增加无功功率、第一总可减少无功功率，邻节点目标功率为邻节点目标有功功率或者邻节点目标无功功率。
在一种可能的实现方式中，所述NC根据NC对应的节点的实时电压值、以及所述NC的相邻NC在第二目标时间段的上一时间段中的邻节点目标功率确定所述NC在第二目标时间段内的第三目标功率，包括：
若所述NC对应的节点的实时电压值在第三电压阈值范围内，所述NC根据自身在第二目标时间段的上一时间段中的目标功率、以及所述NC的相邻NC在第二目标时间段的上一时间段中的邻节点目标功率确定所述NC在第二目标时间段内的第三目标功率；
若所述NC对应的节点的实时电压值不在第三电压阈值范围内，所述NC根据NC对应的节点的实时电压值和第三参考电压值的差值、以及所述NC的相邻NC在第二目标时间段的上一时间段中的邻节点目标功率确定所述NC在第二目标时间段内的第三目标功率；
其中，所述第三参考电压值为第三电压阈值范围的中点的电压。
在一种可能的实现方式中，所述NC根据所述第三目标功率超出所述NC对应的节点的第一总可调容量的数值、以及所述NC相邻的NC在第二目标时间段的上一个时间段内的目标功率与0的关系确定所述NC相邻的NC在第二目标时间段的邻节点目标功率，包括：
若所述NC相邻的NC在第二目标时间段的上一个时间段内的目标功率均大于0、或者均小于0，则所述NC相邻的NC在第二目标时间段的邻节点目标功率为：所述第三目标功率超出所述NC对应的节点的第一总可调容量的数值、与所述NC相邻的NC对应的调整系数的乘积；
其中，所述NC相邻的NC对应的调整系数为：所述NC相邻的NC在第二目标时间段的上一个时间段的目标功率、与所述NC相邻的所有NC在第二目标时间段的上一个时间段的目标功率之和的比值。
在一种可能的实现方式中，所述NC根据所述第三目标功率超出所述NC对应的节点的第一总可调容量的数值、以及所述NC相邻的NC在第二目标时间段的上一个时间段内的目标功率与0的关系确定所述NC相邻的NC在第二目标时间段的邻节点目标功率，包括：
若所述NC相邻的NC在第二目标时间段的上一个时间段内的目标功率一个大于0、一个小于0，如果所述NC相邻的NC对应的节点的实时电压值大于第三电压阈值范围，将所述第三目标功率超出所述NC对应的节点的第一总可调容量的数值发送给目标功率大于0的所述NC相邻的NC；
若所述NC相邻的NC在第二目标时间段的上一个时间段内的目标功率一个大于0、一个小于0，如果所述NC相邻的NC对应的节点的实时电压值小于第三电压阈值范围，将所述第三目标功率超出所述NC对应的节点的第一总可调容量的数值发送给目标功率小于0的所述NC相邻的NC。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
所述MGC获取在所述MGC控制的所有分布式电源在无功率限制下的第一最大有功功率；
针对所述MGC控制的所有可再生能源，根据所述第一最大有功功率、可再生能源的运行模式和可再生能源的实时功率，确定可再生能源的可增加有功功率和可减少有功功率；
针对所述MGC控制的所有储能，根据储能最大有功功率、储能最小有功功率、储能最大无功功率、储能最小无功功率、储能的运行模式、储能的实时荷电状态和储能的实时功率，确定储能的可增加有功功率、可减少有功功率、可增加无功功率和可减少无功功率；
根据所述MGC控制的所有可再生能源的可增加有功功率和可减少有功功率、与所有储能的可增加有功功率、可减少有功功率、可增加无功功率和可减少无功功率的和确定为所述MGC的可调容量，MGC的可调容量包括：可增加有功功率、可减少有功功率、可增加无功功率、可减少无功功率；
所述NC根据所述NC连接的所有MGC的可调容量之和确定为所述NC对应的节点的第二总可调容量，其中，第二总可调容量包括：第二总可增加有功功率、第二总可减少有功功率、第二总可增加无功功率、第二总可减少无功功率。
本公开的主动配电网自适应电压无功控制方法，通过集中式控制能够通过集中考虑确定性因素全局优化，分布式控制仅通过相邻节点的功率支援和调节进行区域电压控制，考虑不确定因素补偿修正的方式进行系统性电压优化。
本公开的主动配电网自适应电压无功控制方法，对含高密度分布式能源的配电网，通过判断NC与MNC的通讯状态，能够自适应的选择集中式或者分布式电压无功控制，由此提高控制的可靠性，实现对配电网的有效协调控制。
对主动配电网ADN(Active Distribution Network，简写：ADN)的电压/无功控制，集中式的控制依赖全面的数据收集和可靠的通信传输，数据收集主要是收集ADN中对无功电压产生影响的控制变量，而ADN中对无功电压产生影响的控制变量的类型有很多，另外ADN具有灵活可变的拓扑结构和需求侧响应机制导致通信传输比较复杂，因此对ADN的集中式控制非常复杂。本公开的主动配电网自适应电压无功控制方法采用集中式电压无功控制结合分布式电压无功控制，可以在满足基本电压约束的前提下，对主动配电网中的分布式电源和各种无功设备进行控制，能够减少通信传输的数据量，降低控制变量的维度。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。
图1示出根据本公开一实施例的主动配电网自适应电压无功控制系统的示意图。
图2示出根据本公开一实施例的主动配电网自适应电压无功控制方法的流程图。
图3示出根据本公开一实施例的集中式电压无功控制的流程图。
图4示出根据本公开一实施例的集中式电压无功控制方法中MNC进行控制的控制步骤的示意图。
图5示出根据本公开一实施例的集中式电压无功控制方法中NC进行控制的控制步骤的示意图。
图6示出根据本公开一实施例的分布式电压无功控制的流程图。
图7示出根据本公开一实施例的分布式电压无功控制方法中NC进行控制的控制步骤的示意图。
图8示出根据本公开一实施例的分布式电压无功控制方法中有功越限相邻节点协调控制步骤的示意图。
图9示出根据本公开一实施例的分布式电压无功控制方法中无功越限相邻节点协调控制步骤的示意图。
图10示出根据本公开一实施例的可调容量的运算方法的流程图。
图11示出根据本公开一实施例的计算可再生能源的可调整容量方法的示意图。
图12示出根据本公开一实施例的计算储能可调整容量方法的示意图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
图1示出根据本公开一实施例的主动配电网自适应电压无功控制系统的示意图。如图1所示，主动配电网自适应电压无功控制系统包括：主节点控制器MNC(Main NodeController，简称：MNC)、节点控制器NC(Node Controller，简称：NC)和微网控制器MGC(Micro Grid Controller，简称：MGC)以及相关通讯网络；如图1所示，所示线路中有两个高压进线，可以在两个高压进线变压器处(附近)各安置一个主节点控制器MNC，如图1所示的MNC1和MNC2；所述系统可以包括多个微电网，每一个微电网内包括一个MGC、一个储能ES(Energy Storage，简称：ES)和至少一个可再生能源NER(Renewable Energy Resource，简称：NER)，MGC与位于同一个微电网内的ES和NER连接；每一个NC连接一个或多个微电网，每一个NC连接对应的电容器组CB(Capacitor Bank，简称CB)，所述系统可以包括多个NC，如图1所示的NC_1、NC_2…NC_n，以NC_1为例，NC_1连接多个微电网，例如与多个微电网的MGC连接。
其中，MNC与各NC连接、并能够与各NC通讯，NC与对应的MGC连接、并能够与对应的MGC通讯，NC能够与相邻的NC通讯。
在一个示例中，可以在每个含微电网或者电容器组的的节点附近布置NC，如图1所示，所述系统包括NC_1、NC_2…NC_n，每一个NC连接了多个微电网的MGC和对应的CB。MGC可以布置在微电网的区域内或单一可再生能源接入的区域。
所述MGC包含以下能力：(1)能够控制MGC连接的储能(ES,Energy storage)和可再生能源(NER，Renewable Energy Resource)的启停和功率(有功功率、无功功率)；(2)通过区域微电网可调容量运算方法计算MGC控制的微电网的可调容量，所述可调容量包括：可增加有功功率、可减少有功功率、可增加无功功率和可减少无功功率；(3)能够接收NC的功率目标指令进行区域优化。
所述NC包含以下能力：(1)能够获取节点接入的电容器组的实时无功功率，并能够控制所述电容器组调节输入容量；(2)能够与节点接入的所有MGC通讯，获取所有微电网的可调容量，通过累加微电网的可调容量和电容器的可调容量计算节点的总可调容量；(3)能够采集所在节点的电压，采集节点两侧线路的功率，以流出馈线为正；(4)能够下发功率目标指令至所有MGC；(5)能够与MNC通讯，响应MNC发送的控制指令进行控制；(6)能够与相邻的NC进行通讯，根据主动配电网自适应电压无功控制方法进行电压无功控制。
所述MNC包含以下能力：(1)能够控制变压器有载分接头，调节变压器输出端口电压；(2)能够与所有NC通讯，获取每个NC节点的总可调容量；(3)能够向NC下发功率目标指令，使NC进行电压无功控制。
图2示出根据本公开一实施例的主动配电网自适应电压无功控制方法的流程图。如图2所示，该方法包括步骤S21至S22。
在步骤S21中，当检测到NC与MNC的通讯正常时，系统采用集中式电压无功控制。
在步骤S22中，当检测到NC与MNC的通讯异常时，系统采用分布式电压无功控制。
在一种可能的实现方式中，当MNC检测到NC与MNC的通讯正常，MNC可以向NC发送控制指令，以使NC采用集中式电压无功控制；当NC检测到NC与MNC的通讯异常，NC采用分布式电压无功控制。
通讯异常可以是指，NC与MNC之间的连接线路故障等导致的通讯异常。
本公开的主动配电网自适应电压无功控制方法，对含高密度分布式能源的配电网，通过判断NC与MNC的通讯状态，能够自适应的选择集中式或者分布式电压无功控制，由此提高控制的可靠性，实现对配电网的有效协调控制。
对主动配电网ADN(Active Distribution Network，简写：ADN)的电压/无功控制，集中式的控制依赖全面的数据收集和可靠的通信传输，数据收集主要是收集ADN中对无功电压产生影响的控制变量，而ADN中对无功电压产生影响的控制变量的类型有很多，另外ADN具有灵活可变的拓扑结构和需求侧响应机制导致通信传输比较复杂，因此对ADN的集中式控制非常复杂。本公开的主动配电网自适应电压无功控制方法采用集中式电压无功控制结合分布式电压无功控制，可以在满足基本电压约束的前提下，对主动配电网中的分布式电源和各种无功设备进行控制，能够减少通信传输的数据量，降低控制变量的维度。
图3示出根据本公开一实施例的集中式电压无功控制的流程图。如图3所示，该集中式电压无功控制可以包括步骤S31至S35。
在步骤S31中，在第一目标时间段的起始时间点，MNC向NC下发所述NC在第一目标时间段内的第一目标功率；其中，第一目标时间段包含多个第一子时间段。
其中，第一目标时间段可以表示MNC的控制周期，也就是主控制周期，第一目标功率可以是指NC所在的节点在下一主控制周期内的功率调整值，第一目标功率可以包括目标有功功率和目标无功功率。
在一种实现方式中，在向所述NC下发所有NC在第一目标时间段内的第一目标功率之前，集中式电压无功控制还可以包括：步骤S30，MNC根据各个NC对应的节点的实时电压值计算各个NC在第一目标时间段的第一目标功率。
在一种实现方式中，步骤S30可以包括：
针对各个NC中的每一个NC，若该NC对应的节点的实时电压值在第一电压阈值范围内，MNC将该NC在第一时间段的上一个时间段内的第一目标功率作为该NC在第一目标时间段的第一目标功率；其中，第一目标时间段的上一个时间段与第一目标时间段长度相同。
若该NC对应的节点的实时电压值不在第一电压阈值范围内，根据该NC对应的节点的实时电压值与第一参考电压值的差值确定该NC在第一目标时间段的第一目标功率，其中，第一参考电压为第一电压阈值范围的中点的电压。
其中，第一目标时间段可以是预先设置的固定时长的时间段，NC在每个第一目标时间段的起始时间点都要计算节点在接下来的第一目标时间段的第一目标功率。换言之，NC可以每隔第一目标时间段、周期性的计算节点的第一目标功率。
第一参考电压值可以是预先设置的参考电压值，第一电压阈值范围可以是第一参考电压值左右预定电压偏差范围内的一个电压值的范围。预定电压偏差也可以是预先设置的一个电压值。第一参考电压值和预定电压偏差可以根据实际电网的需求设置，本公开对此不作限定。
下面通过一个具体示例进行说明。图4示出根据本公开一实施例的集中式电压无功控制方法中MNC进行控制的控制步骤的示意图。如图4所示：
首先，MNC判断当前时刻减去上一第一控制时刻的时间差是否大于第一目标时间段，例如可以将第一目标时间段Tset设置为1小时，大于则进入下一步，否则继续等待。其中，上一第一控制时刻可以是指第一目标时间段的上一个时间段的起始时间点，因此，如果当前时刻减去上一第一控制时刻的时间差大于第一目标时间段，则MNC进入了下一个主控制周期，需要计算下一个主控制周期(即第一目标时间段Tset)内的第一目标功率。比如说，上一第一控制时刻为3时：00分：00秒，当前时刻为4时：00分：01秒，当前时刻减去上一第一控制时刻大于1小时，则MNC进入了下一个主控制周期。需要说明的是，以上时刻仅仅是本公开的一个示例，不以任何方式限制本公开。
当前时刻减去上一控制时刻的时间差大于第一目标时间段时，针对每一个NC，MNC可以确定该NC所在节点的实时电压值。
下文中以某一个节点i为例对MNC计算节点在第一目标时间段的第一目标功率的过程进行说明。
当节点i的实时电压值在第一电压阈值范围内，MNC将节点i对应的NC在第一目标时间段的上一个时间段内的第一目标功率作为该NC在第一目标时间段的第一目标功率。
比如说，设第一参考电压值为Uset，预定电压偏差为△uset，那么第一电压阈值范围为(Uset-△uset，Uset+△uset)。节点的实时电压值在第一电压阈值范围内可以表示为：
Uset-△uset≤Ureal(i,t)≤Uset+△uset，其中，Ureal(i,t)表示节点i在当前时刻的实时电压。
设P为有功功率、Q为无功功率，则节点的实时电压值在第一电压阈值范围内时，计算节点i对应的NC在第一目标时间段的第一目标功率的表达式可以为：
Pset(i,t+Tset)＝Pset(i,t)
Qset(i,t+Tset)＝Qset(i,t)
其中，Pset(i,t)表示节点i对应的NC在第一目标时间段的上一个时间段的目标有功功率，也就是上一个主控制周期的目标有功功率，Qset(i,t)表示节点i对应的NC在第一目标时间段的上一个时间段的目标无功功率，也就是上一个主控制周期的目标无功功率。Pset(i,t+Tset)和Qset(i,t+Tset)分别表示节点i对应的NC在第一目标时间段的目标有功功率和目标无功功率，也就是节点i对应的NC在当前的主控制周期的目标有功功率和目标无功功率。
若节点i的实时电压值不在第一电压阈值范围内，根据节点i的实时电压值与第一参考电压值的差值确定该NC在第一目标时间段Tset的第一目标功率。
例如将节点i的实时电压值与第一参考电压值的差值乘以第一调节系数作为节点i对应的NC在第一目标时间段Tset的第一目标功率，如下式：
Pset(i,t+Tset)＝(Ureal(i,t)-Uset)kp1
Qset(i,t+Tset)＝(Ureal(i,t)-Uset)kq1
其中，Ureal(i,t)代表节点i的实时电压值、Uset代表第一参考电压值、kp1代表有功功率的第一调整系数、kq1代表无功功率的第一调整系数，kp1和kq1与实际工程的电压响应的灵敏度有关，也可通过调整该系数控制功率的调节步长，需要在工程中调校。
在一种可能的实现方式中，MNC还可以计算进线高压变压器有载分接头在第一目标时间段的目标电压。例如，可由MNC计算所有实时电压不在第一电压阈值范围内的节点的实时电压与第一参考电压值的差值，然后计算差值的和，再将差值的和乘以有载分接头调节系数k，系数k与实际工程的电压响应的灵敏度有关，也可通过调整该系数控制功率的调节步长，需要在工程中调校，得到进线高压变压器有载分接头在第一目标时间段的目标电压uset(t+Tset)，具体公式如下所示：
Figure BDA0002138685140000091
其中，Ioutset代表所有实时电压不在第一电压阈值范围内的节点。
步骤S32为在集中式电压无功控制中，NC的控制方法。
在步骤S32中，针对每个第一子时间段，NC根据该第一子时间段的NC对应的节点的实时电压值确定第一修正值，并用第一修正值对第一目标功率进行修正获得该第一子时间段的第二目标功率；
其中，第一子时间段可以表示NC的控制周期，也就是节点控制周期。
在一种实现方式中，NC根据该第一子时间段的NC对应的节点的实时电压值确定第一修正值，可以包括：若NC对应的节点的实时电压值在第二电压阈值范围内，NC确定第一修正值为0；若NC对应的节点的实时电压值不在第二电压阈值范围内，NC根据对应的节点的实时电压值和第二参考电压值的差值，确定第一修正值，其中，第二参考电压值为第二电压阈值范围的中点的电压。
其中，第二参考电压值可以与第一参考电压值相同，第二电压阈值范围也可以和第一电压阈值范围相同。当然，也可以根据主动配电网的实际需求设置第二参考电压值和第二电压阈值范围，本公开对此不作限定。
下面通过一个具体示例进行说明。图5示出根据本公开一实施例的集中式电压无功控制方法中NC进行控制的控制步骤的示意图。如图5所示：
首先，NC判断当前时刻减去上一第二控制时刻的时间差是否大于第一子时间段，例如可以将第一子时间段Tnodeset设置为15分钟，大于则进入下一步，否则继续等待。其中，上一第二控制时刻可以是指第一子时间段的上一个子时间段的起始时间点，因此，如果当前时刻减去上一第二控制时刻的时间差大于第一子时间段，则NC进入了下一个节点控制周期，需要计算下一个节点控制周期(即第一子时间段Tnodeset)内的第一修正值。比如说，上一第二控制时刻为3时：00分：00秒，当前时刻为3时：15分：01秒，当前时刻减去上一第二控制时刻大于15分钟，则NC进入了下一个节点控制周期。
下文中仍然以某一个节点i为例对NC计算节点在第一子时间段的第一修正值、及对第一目标功率修正后得到的第二目标功率的过程进行说明。
当前时刻减去上一第二控制时刻的时间差大于第一子时间段后，若节点i的实时电压值在第二电压阈值范围内，节点i对应的NC确定第一修正值为0。
则所述NC用所述第一修正值对所述第一目标功率进行修正获得该第一子时间段的第二目标功率的计算公式如下所示：
Pnodeset(i,t+Tnodeset)＝Pset(i,t+Tset)
Qnodeset(i,t+Tnodeset)＝Qset(i,t+Tset)
其中，Tnodeset为Tset包含的一个第一子时间段，Pnodeset(i,t+Tnodeset)和Qnodeset(i,t+Tnodeset)分别为节点i对应的NC在第一子时间段Tnodeset的目标有功功率和目标无功功率，也就是节点i对应的NC在当前的节点控制周期的目标有功功率和目标无功功率。
若节点i的实时电压值不在第二电压阈值范围内，节点i对应的NC根据节点i的实时电压值和第二参考电压值的差值，确定第一修正值。例如NC可以将对应的节点i的实时电压值和第二参考电压值的差值乘以第二调节系数作为第一修正值。
则所述NC用所述第一修正值对所述第一目标功率进行修正获得该第一子时间段的第二目标功率的计算公式如下所示：
Pnodeset(i,t+Tnodeset)＝Pset(i,t+Tset)+(Ureal(i,t)-Unodeset2)kp2
Qnodeset(i,t+Tnodeset)＝Qset(i,t+Tset)+(Ureal(i,t)-Unodeset2)kq2
其中，Unodeset代表第二参考电压值、kp2代表有功功率的第二调整系数、kq2代表无功功率的第二调整系数，kp2和kq2与实际工程的电压响应的灵敏度有关，也可通过调整该系数控制功率的调节步长，需要在工程中调校。
在步骤S33中，所述NC根据第二目标功率、以及NC连接的微电网和电容器组的可调容量比例确定NC连接的每一个微电网的目标功率和NC连接的电容器组的目标功率。
在步骤S34中，NC分别向NC连接的MGC发送MGC对应的微电网的目标功率，并向电容器组发送电容器组对应的目标功率。
如上所述NC可以连接多个微电网对应的MGC，NC还连接电容器组，NC可以根据NC连接的每一个微电网对应的可调容量以及电容器组的可调容量确定NC对应的节点的第一总可调容量，NC对应的节点的第一总可调容量可以包括：第一总可增加有功功率、第一总可减少有功功率、第一总可增加无功功率、第一总可减少无功功率。其中，NC连接的每一个微电网对应的可调容量的具体确定的方式将在下文中介绍。
然后，针对每一个微电网，NC可以将微电网的可调容量占节点的第一总可调容量的比例乘以第二目标功率作为微电网的目标功率，并向MGC发送MGC控制的微电网的目标功率；针对电容器组，NC可以将电容器组的可调容量占节点的第一总可调容量的比例乘以第二目标功率作为电容器组的目标功率，并向电容器组发送电容器组的目标功率。
因为每一个微电网的可调容量可包括：可增加功率和可减少功率，以有功功率为例，包括：可增加有功功率和可减少有功功率。按比例计算微电网和电容器组的目标功率时，可分为两种情况：
当第二目标功率为有功功率、且为正数时，NC将微电网的可增加有功功率占节点的第一总可增加有功功率的比例乘以第二目标功率作为微电网的目标有功功率；针对电容器组，NC可以将电容器组的可增加有功功率占节点的第一总可增加有功功率的比例乘以第二目标功率作为电容器组的目标有功功率。
当第二目标功率为有功功率、且为负数时，NC将微电网的可减少有功功率占节点的第一总可减少有功功率的比例乘以第二目标功率作为微电网的目标有功功率；针对电容器组，NC可以将电容器组的可减少有功功率占节点的第一总可减少有功功率的比例乘以第二目标功率作为电容器组的目标有功功率。
针对无功功率，确定比例的方式可以参见上述有功功率的方式，不再赘述。
在步骤S35中，MGC接收到NC发送的微电网的目标功率后，根据微电网的目标功率周期性协调储能和可再生能源实现MGC的目标功率。
MGC可以按照1分钟的微控制周期协调MGC连接的储能和可再生能源实现MCG的目标功率。
同样的，电容器组在接收到NC发送的电容器组的目标功率后，可以根据电容器组的目标功率周期性调整电容器组的功率。
协调MGC或者电容器组实现MGC的目标功率的过程可以参见相关的现有技术，本公开不作具体的展开。
本公开的主动配电网自适应电压无功控制方法的集中式电压无功控制，包括三种控制器以及分别设定MNC、NC、MGC的控制周期，能够通过MNC集中控制每一个节点在一个主控制周期中的第一目标功率，通过NC在每一个节点控制周期对第一目标功率进行修正得到第二目标功率，由此可以提高控制的精确度。MNC和NC设置不同的控制周期，实现控制分层，长时间尺度通过MNC实现全局的优化控制，短时间尺度通过NC实现精细化区域控制。
图6示出根据本公开一实施例的分布式电压无功控制的流程图。如图6所示，该分布式电压无功控制可以包括步骤S61至S64。
在步骤S61中，在第二目标时间段的起始时间点，NC根据NC对应的节点的实时电压值、以及NC的相邻NC在第二目标时间段的上一时间段中的邻节点目标功率确定NC在第二目标时间段内的第三目标功率。
在一种实现方式中，步骤S61可以包括：
若NC对应的节点的实时电压值在第三电压阈值范围内，NC根据自身在第二目标时间段的上一时间段中的目标功率、以及NC的相邻NC在第二目标时间段的上一时间段中的邻节点目标功率确定NC在第二目标时间段内的第三目标功率；
若NC对应的节点的实时电压值不在第三电压阈值范围内，NC根据NC对应的节点的实时电压值和第三参考电压值的差值、以及NC的相邻NC在第二目标时间段的上一时间段中的邻节点目标功率确定NC在第二目标时间段内的第三目标功率。
其中，第三参考电压值可以为第三电压阈值范围的中点的电压。第三参考电压值可以与第一参考电压值相同，第三电压阈值范围也可以和第一电压阈值范围相同。当然，也可以根据主动配电网的实际需求设置第三参考电压值和第三电压阈值范围，本公开对此不作限定。
第二目标时间段可以是NC在分布式电压无功控制中的节点控制周期，第二目标时间段的长度可以和第一子时间段的长度相同，例如，都为15min。
下面通过一个具体示例进行说明。图7示出根据本公开一实施例的分布式电压无功控制方法中NC进行控制的控制步骤的示意图。如图7所示：
首先，NC判断当前时刻减去上一第二控制时刻的时间差是否大于第二目标时间段，例如可以将第二目标时间段Tnodeset2设置为15分钟，大于则进入下一步，否则继续等待。其中，上一第二控制时刻可以是指第二目标时间段的上一个第二目标时间段的起始时间点，因此，如果当前时刻减去上一第二控制时刻的时间差大于第二目标时间段，则NC进入了下一个节点控制周期，需要计算下一个节点控制周期(即第二目标时间段)内的第三目标功率。比如说，上一第二控制时刻为3时：30分：00秒，当前时刻为3时：45分：01秒，则NC进入了下一个节点控制周期。
下文中仍然以某一个节点i为例对NC计算节点在第二目标时间段的第三目标功率的过程进行说明。
其中，第三目标功率可以为目标有功功率，NC对应的节点的第一总可调容量为NC对应的节点的有功总可调容量：第一总可增加有功功率、第一总可减少有功功率，邻节点目标功率为邻节点目标有功功率；或者，第三目标功率为目标无功功率，NC对应的节点的第一总可调容量为NC对应的节点的无功总可调容量：第一总可增加无功功率、第一总可减少无功功率，邻节点目标功率为邻节点目标无功功率；或者，第三目标功率包括目标有功功率和目标无功功率，NC对应的节点的第一总可调容量包括NC对应的节点的有功总可调容量和NC对应的节点的无功总可调容量，邻节点目标功率包括邻节点目标有功功率和邻节点目标无功功率。
当前时刻减去上一第二控制时刻的时间差大于第二目标时间段后，若节点i的实时电压值在第三电压阈值范围内，NC根据自身在第二目标时间段的上一时间段中的目标功率、以及NC的相邻NC(节点i-1和节点i+1对应的NC)在第二目标时间段的上一时间段中的邻节点目标功率确定NC在第二目标时间段内的第三目标功率。针对有功功率和无功功率，具体计算的方式如下式所示：
Pnodeset(i,t+Tnodeset2)＝Padj(i-1,t)+Padj(i+1,t)+Pnodeset(i,t)
Qnodeset(i,t+Tnodeset2)＝Qadj(i-1,t)+Qadj(i+1,t)+Qnodeset(i,t)
其中，设Pnodeset(i,t+Tnodeset2)为节点i对应的NC在第二目标时间段Tnodeset2内的目标有功功率、Qnodeset(i,t+Tnodeset2)为节点i对应的NC在第二目标时间段Tnodeset2内的目标无功功率、i+1和i-1分别代表节点i相邻的两个节点，Padj(i-1,t)和Padj(i+1,t)分别为节点i-1对应的NC和节点i+1对应的NC在第二目标时间段的上一时间段中的邻节点目标有功功率，Qadj(i-1,t)和Qadj(i+1,t)节点i-1对应的NC和节点i+1对应的NC在第二目标时间段的上一时间段中的邻节点目标无功功率，Pnodeset(i,t)为节点i对应的NC在第二目标时间段的上一时间段中的目标有功功率，Qnodeset(i,t)为节点i对应的NC在第二目标时间段的上一时间段中的目标无功功率。
若节点i的实时电压值不在第三电压阈值范围内，NC根据节点i的实时电压值和第三参考电压值的差值、以及NC的相邻NC(节点i-1和节点i+1对应的NC)在第二目标时间段的上一时间段中的邻节点目标功率确定NC在第二目标时间段内的第三目标功率。针对有功功率和无功功率，具体计算的方式如下式所示：
Pnodeset(i,t+Tnodeset2)＝Padj(i-1,t)+Padj(i+1,t)+(Ureal(i,t)-Unodeset3)kp3
Qnodeset(i,t+Tnodeset2)＝Qadj(i-1,t)+Qadj(i+1,t)+(Ureal(i,t)-Unodeset3)kq3
其中，Unodeset3代表第三参考电压值、kp3代表有功功率的第三调节系数、kq3代表无功功率的第三调整系数，kp3和kq3与实际工程的电压响应的灵敏度有关，也可通过调整该系数控制功率的调节步长，需要在工程中调校、i+1和i-1分别代表节点i相邻的两个节点。
在步骤S62中，若第三目标功率不超出NC对应的节点的第一总可调容量时，所述NC根据第三目标功率、以及NC连接的微电网和电容器组的可调容量比例确定NC连接的每一个微电网的目标功率和NC连接的电容器组的目标功率。
在步骤S63中，NC分别向NC连接的MGC发送MGC对应的微电网的目标功率，并向电容器组发送电容器组对应的目标功率。
需要说明的是，若第三目标功率为正数，那么第三目标功率不超出NC对应的节点的第一总可调容量，可以表示，第三目标功率小于或等于NC对应的节点的第一总可增加有功功率或第一总可增加无功功率；若第三目标功率为负数，那么第三目标功率不超出NC对应的节点的第一总可调容量，可以表示，第三目标功率的绝对值小于或等于NC对应的节点的第一总可减少有功功率或者第一总可减少无功功率。
举例来说，以有功功率的控制为例，若第三目标功率为正数，那么第三目标功率小于或等于NC对应的节点的第一总可增加有功功率，则表示第三目标功率不超出NC对应的节点的第一总可调容量；若第三目标功率为负数，那么第三目标功率的绝对值小于或等于NC对应的节点的第一总可减少有功功率，则表示第三目标功率不超出NC对应的节点的第一总可调容量。无功功率的情况类似，不在赘述。
步骤S62和步骤S63的具体的过程可以参见步骤S33和步骤S34部分的说明，不再赘述。
在步骤S64中，若第三目标功率超出NC对应的节点的第一总可调容量时，NC根据第三目标功率超出NC对应的节点的第一总可调容量(节点的第一总可调容量如何确定将在下文中描述)的数值、以及NC相邻的NC在第二目标时间段的上一个时间段内的目标功率与0的关系确定NC相邻的NC在第二目标时间段的邻节点目标功率。
第三目标功率超出NC对应的节点的第一总可调容量的含义具体可以参见步骤S62部分的描述。若第三目标功率为正数，那么第三目标功率超出NC对应的节点的第一总可调容量，可以表示，第三目标功率大于NC对应的节点的第一总可增加有功功率或第一总可增加无功功率；若第三目标功率为负数，那么第三目标功率超出NC对应的节点的第一总可调容量，可以表示，第三目标功率的绝对值大于NC对应的节点的第一总可减少有功功率或者第一总可减少无功功率。不再举例说明。
第三目标功率超出NC对应的节点的第一总可调容量的数值，可以表示为第三目标功率的绝对值与NC对应的节点的第一总可调容量的差值的绝对值。
在一种实现方式中，NC根据第三目标功率超出NC对应的节点的第一总可调容量的数值、以及NC相邻的NC在第二目标时间段的上一个时间段内的目标功率与0的关系确定NC相邻的NC在第二目标时间段的邻节点目标功率，可以包括：
若NC相邻的NC在第二目标时间段的上一个时间段内的目标功率均大于0、或者均小于0，则NC相邻的NC在第二目标时间段的邻节点目标功率为：第三目标功率超出NC对应的节点的第一总可调容量的数值、与NC相邻的NC对应的调整系数的乘积；其中，NC相邻的NC对应的调整系数为：NC相邻的NC在第二目标时间段的上一个时间段的目标功率、与NC相邻的所有NC在第二目标时间段的上一个时间段的目标功率之和的比值。
在一种实现方式中，NC根据第三目标功率超出NC对应的节点的第一总可调容量的数值、以及NC相邻的NC在第二目标时间段的上一个时间段内的目标功率与0的关系确定NC相邻的NC在第二目标时间段的邻节点目标功率，包括：
若NC相邻的NC在第二目标时间段的上一个时间段内的目标功率一个大于0、一个小于0，如果NC相邻的NC对应的节点的实时电压值大于第三电压阈值范围，将第三目标功率超出NC对应的节点的第一总可调容量的数值发送给目标功率大于0的NC相邻的NC。
若NC相邻的NC在第二目标时间段的上一个时间段内的目标功率一个大于0、一个小于0，如果NC相邻的NC对应的节点的实时电压值小于第三电压阈值范围，将第三目标功率超出NC对应的节点的第一总可调容量的数值发送给目标功率小于0的NC相邻的NC。
下面通过一个具体示例进行说明。图8示出根据本公开一实施例的分布式电压无功控制方法中有功越限相邻节点协调控制步骤的示意图。如图8所示，仍然以节点i为例进行说明：
以第三目标功率是正数的情况为例，在确定NC在第二目标时间段内的第三目标功率后，首先，节点i对应的NC判断第三目标功率是否超出节点i的有功总可调容量Pnodecap，其中，Pnodecap可以表示节点i的第一总可增加有功功率。
若不是，则NC根据第三目标功率、以及NC连接的微电网和电容器组的可调容量比例确定NC连接的每一个微电网的目标功率和NC连接的电容器组的目标功率；并分别向NC连接的MGC发送MGC对应的微电网的目标功率，并向电容器组发送电容器组对应的目标功率。此过程包含有功目标功率和无功目标功率的确定和发送过程，无功功率控制的过程中将不再赘述。
MGC在接收到NC发送的微电网的目标功率后，根据微电网的目标功率周期性协调储能和可再生能源实现MGC的目标功率；例如，可以按照1分钟的微控制周期调整协调储能和可再生能源的功率。
同样的，电容器组在接收到NC发送的电容器组的目标功率后，可以根据电容器组的目标功率周期性调整电容器组的功率。
若是，则NC进一步判断NC相邻的NC在第二目标时间段的上一个时间段内的目标功率与0的关系。
当节点i+1对应的NC在第二目标时间段的上一个时间段内的目标有功功率Padj(i+1,t)和节点i-1对应的NC在第二目标时间段的上一个时间段内的目标有功功率Padj(i-1,t)均大于0或者均小于0，则：
Figure BDA0002138685140000161
Figure BDA0002138685140000162
其中，Pnodecap表示节点i的有功总可调容量，Padj(i-1,t+Tnodeset2)和Padj(i+1,t+Tnodeset2)分别表示节点i-1对应的NC在第二目标时间段的邻节点目标有功功率和节点i+1对应的NC在第二目标时间段的邻节点目标有功功率，
Figure BDA0002138685140000163
为节点i-1对应的NC的调整系数，
Figure BDA0002138685140000164
为节点i+1对应的NC的调整系数。
当Padj(i+1,t)和Padj(i-1,t)一个大于0、一个小于0，且节点i的实时电压值大于第三电压阈值范围时，则将第三目标功率超出节点i的有功总可调容量的数值发送给目标功率大于0的NC相邻的NC，例如：
当Padj(i+1,t)大于0，而Padj(i-1,t)小于0时：
Padj(i+1,t+Tnodeset2)＝|Pnodeset(i,t+Tnodeset2)-Pnodecap|
当Padj(i+1,t)小于0，而Padj(i-1,t)大于0时：
Padj(i-1,t+Tnodeset2)＝|Pnodeset(i,t+Tnodeset2)-Pnodecap|
当Padj(i+1,t)和Padj(i-1,t)一个大于0、一个小于0，且节点i的实时电压值小于第三电压阈值范围时，则将第三目标功率超出节点i的有功总可调容量的数值发送给目标功率小于0的NC相邻的NC，例如：
当Padj(i+1,t)小于0，而Padj(i-1,t)大于0时：
Padj(i+1,t+Tnodeset2)＝|Pnodeset(i,t+Tnodeset2)-Pnodecap|
当Padj(i+1,t)大于0，而Padj(i-1,t)小于0时：
Padj(i-1,t+Tnodeset2)＝|Pnodeset(i,t+Tnodeset2)-Pnodecap|。
图9示出根据本公开一实施例的分布式电压无功控制方法中无功越限相邻节点协调控制步骤的示意图。如图9所示，仍然以节点i为例进行说明：
以第三目标功率是正数的情况为例，在确定NC在第二目标时间段内的第三目标功率后，首先，节点i对应的NC判断第三目标功率是否超出节点i的无功总可调容量Qnodecap，其中Qnodecap可以表示节点i的第一总可增加无功功率。
若不是，则参见上文描述，不再赘述。
若是，则NC进一步判断NC相邻的NC在第二目标时间段的上一个时间段内的目标功率与0的关系。
当Qadj(i-1,t)和Qadj(i+1,t)均大于0或者均小于0，则：
Figure BDA0002138685140000171
当Qadj(i+1,t)和Qadj(i-1,t)一个大于0、一个小于0，且节点i的实时电压值大于第三电压阈值范围时，则将第三目标功率超出节点i的无功总可调容量的数值发送给目标功率大于0的NC相邻的NC，例如：
当Qadj(i+1,t)大于0，而Qadj(i-1,t)小于0时：
Qadj(i+1,t+Tnodeset2)＝|Qnodeset(i,t+Tnodeset2)-Qnodecap|
当Qadj(i+1,t)小于0，而Qadj(i-1,t)大于0时：
Qadj(i-1,t+Tnodeset2)＝|Qnodeset(i,t+Tnodeset2)-Qnodecap|
当Qadj(i+1,t)和Qadj(i-1,t)一个大于0、一个小于0，且节点i的实时电压值小于第三电压阈值范围时，则将第三目标功率超出节点i的无功总可调容量的数值发送给目标功率小于0的NC相邻的NC，例如：
当Qadj(i+1,t)小于0，而Qadj(i-1,t)大于0时：
Qadj(i+1,t+Tnodeset2)＝|Qnodeset(i,t+Tnodeset2)-Qnodecap|
当Qadj(i+1,t)大于0，而Qadj(i-1,t)小于0时：
Qadj(i-1,t+Tnodeset2)＝|Qnodeset(i,t+Tnodeset2)-Qnodecap|。
本公开的主动配电网自适应电压无功控制方法在NC与MNC的通讯异常时异常时采用分布式电压无功控制，分布式电压无功控制作为对集中式电压无功控制的补充，不仅能够减少通信传输的数据量，降低控制变量的维度，还可以实现调整容量不足或多余时的动态补偿，提高电压无功控制的自适应能力。
图10示出根据本公开一实施例的可调容量的运算方法的流程图。如图10所示，该可调容量的运算方法可以包括步骤S101至S105。
在步骤S101中，MGC获取在MGC控制的所有分布式电源在无功率限制下的第一最大有功功率Pmax1。
在一种可能的实现方式中，MGC可以根据预测信息获取分布式电源在无功率限制下的第一最大有功功率。所述预测信息可以表示通过天气和历时发电值对当前光伏发电能力的预测值。
在步骤S102中，针对MGC控制的所有可再生能源，根据第一最大有功功率、可再生能源的运行模式和可再生能源的实时功率，确定可再生能源的可增加有功功率和可减少有功功率。
下面通过一个具体示例进行说明。图11示出根据本公开一实施例的计算可再生能源的可调整容量方法的示意图。如图11所示：
可再生能源的运行模式可以分为功率控制模式和非功率控制模式。
另外，在步骤S102之前，还可以包括：MGC获取MGC控制的所有可再生能源的实时信息，可再生能源的实时信息包括可再生能源的实时有功功率Preal、无功功率及运行模式。
第一，当可再生能源的运行模式是功率控制模式，可再生能源的可减少有功功率Pdown为可再生能源的实时有功功率Preal；可再生能源的可增加有功功率Pup为：第一最大有功功率Pmax1减去可再生能源的实时有功功率Preal，并乘以可调系数k，其中可调系数k可以为人为设定量，调整系数与实际工程的采样误差和波动率有关，以避免可再生能源的波动影响可调量的精准度，也可通过此系数调整控制的步长。
Pdown＝Preal
Pup＝(Pmax1-Preal)×k
第二，当可再生能源的运行模式是非功率控制模式，可再生能源可增加有功功率Pup和可减少有功功率Pdown均为零。
Pdown＝0,Pup＝0
在步骤S103中，针对MGC控制的所有储能，根据储能最大有功功率、储能最小有功功率、储能最大无功功率、储能最小无功功率、储能的运行模式、储能的荷电状态和储能的实时功率，确定储能的可增加有功功率、可减少有功功率、可增加无功功率和可减少无功功率。
下面通过一个具体示例进行说明。图12示出根据本公开一实施例的计算储能可调整容量方法的示意图。如图12所示：
储能的运行模式分为功率控制模式和非功率控制模式。
另外，在步骤S103之前还可以包括：MGC获取MGC控制的所有储能的实时信息，包括储能的实时信息包括实时荷电状态(SOC)、储能的有功功率、储能的实时无功功率Qreal及储能的运行模式。MGC还可以获取储能最大有功功率、储能最小有功功率、储能最大无功功率、储能最小无功功率。
第一，若储能的运行模式为功率控制模式，
储能的可增加无功功率Qup为储能最大无功功率Qmax减去储能的实时无功功率Qreal；储能的可减少无功功率Qdown为储能的实时无功功率Qreal减去储能最小无功功率Qmin。
Qup＝Qmax-Qreal
Qdown＝Qreal-Qmin。
储能的可增加有功功率Pup和可减少有功功率Pdown，根据实时荷电状态SOC值与SOC的最大值SOCmax和最小值SOCmin的大小关系可以分为如下三种情况计算，其中，SOC的最大值SOCmax和最小值SOCmin可以是微网控制器MGC中保存的设定值。
1.当实时SOC值SOCreal大于等于SOCmax时：
储能的可增加有功功率Pup为储能最大有功功率Pmax2减去储能的实时有功功率Preal：
Pup＝Pmax2-Preal。
若Preal小于等于0，则储能的可减少有功功率Pdown等于零；
若Preal大于0，则储能的可减少有功功率Pdown等于Preal；
2.当实时SOC值SOCreal小于SOCmax且大于SOCmin时：
储能的可增加有功功率Pup为储能最大有功功率Pmax2减去实时有功功率Preal：
Pup＝Pmax2-Preal
储能的可减少有功功率Pdown为储能的实时有功功率Preal减去储能最小有功功率Pmin；
Pdown＝Preal-Pmin
3.当实时SOC值SOCreal小于等于SOCmin时：
储能的可减少有功功率Pdown为储能的实时有功功率Preal减去储能最小有功功率Pmin：
Pdown＝Preal-Pmin
若Preal大于等于0，则储能的可增加有功功率Pup等于零；
若Preal小于0，则储能的可增加有功功率Pup为零减去Preal。
第二，当储能的运行模式是非功率控制模式，
储能的可增加有功功率Pup、可减少有功功率Pdown、可增加无功功率Qup、可减少无功功率Qdown均为零。
Pdown＝Pup＝Qdown＝Qup＝0
在步骤S104中，根据MGC控制的所有可再生能源的可增加有功功率和可减少有功功率、所有储能的可增加有功功率、可减少有功功率、可增加无功功率和可减少无功功率确定MGC的可调容量。
其中，MGC的可调容量包括：可增加有功功率、可减少有功功率、可增加无功功率、可减少无功功率。
具体的，可以根据MGC控制的所有可再生能源的可增加有功功率和所有储能的可增加有功功率计算MGC的可增加有功功率，例如，将MGC控制的所有可再生能源的可增加有功功率和所有储能的可增加有功功率的和作为MGC的可增加有功功率；
可以根据MGC控制的所有可再生能源的可减少有功功率和所有储能的可减少有功功率计算MGC的可减少有功功率，例如，将MGC控制的所有可再生能源的可减少有功功率和所有储能的可减少有功功率的和作为MGC的可减少有功功率；
可以根据MGC控制的所有可再生能源的可增加无功功率和所有储能的可增加无功功率计算MGC的可增加无功功率，例如，将MGC控制的所有储能的可增加无功功率的和作为MGC的可增加无功功率；
可以根据MGC控制的所有可再生能源的可减少无功功率和所有储能的可减少无功功率计算MGC的可减少无功功率，例如，将MGC控制的所有储能的可减少无功功率的和作为MGC的可减少无功功率。
以某一个MGC为例，其所优化的区域包含2个储能单元，2个风机和两个光伏，计算获知储能可增加总功率为100kW，可减少总功率为200kW,风机可增加总功率为30kW，可减少总功率为50kW；光伏可增加总功率为100kW，可减少总功率为200kW；那么MGC的可调容量中可增加容量为所有可增加总功率之和即230kW，可减少容量为所有可减少总功率之和即450kW。
在步骤S105中，NC根据NC控制的所有MGC的可调容量确定NC对应的节点的第二总可调容量，其中，第二总可调容量包括：第二总可增加有功功率、第二总可减少有功功率、第二总可增加无功功率、第二总可减少无功功率。
NC对应的节点的第二总可增加有功功率为NC控制的所有MGC的可增加有功功率之和，NC对应的节点的第二总可减少有功功率为NC控制的所有MGC的可减少有功功率之和，NC对应的节点的第二总可增加无功功率为NC控制的所有MGC的可增加无功功率之和，NC对应的节点的第二总可减少无功功率为NC控制的所有MGC的可减少无功功率之和。
上文中的节点的第一总可调容量是根据节点的第二总可调容量与节点对应的电容器组的可调容量确定的。比如说，节点的第一总可增加有功功率为节点的第二总可增加有功功率与节点对应的电容器组的可增加有功功率之和，节点的第一总可减少有功功率为节点的第二总可减少有功功率与节点对应的电容器组的可减少有功功率之和，节点的第一总可增加无功功率为节点的第二总可增加无功功率与节点对应的电容器组的可增加无功功率之和，节点的第一总可减少无功功率为节点的第二总可减少无功功率与节点对应的电容器组的可减少无功功率之和。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种主动配电网自适应电压无功控制方法，其特征在于，所述方法应用于主动配电网自适应电压无功控制系统中的有功功率或者无功功率的控制，所述系统包括：主节点控制器MNC、节点控制器NC和微网控制器MGC，每一个NC连接一个或多个微电网，每一个NC连接对应的电容器组，每一个微电网内包括一个MGC、一个储能ES和至少一个可再生能源NER，且MGC与位于同一个微电网内的ES和NER连接；
所述MNC设置在主动配电网的高压进线变压器附近，所述MNC与各所述NC连接、并能够与各所述NC通讯，
所述NC与对应的MGC连接、并能够与对应的MGC通讯，
所述NC能够与相邻的NC通讯；
所述方法包括：
当检测到NC与MNC的通讯正常时，所述系统采用集中式电压无功控制；
当检测到NC与MNC的通讯异常时，所述系统采用分布式电压无功控制；
其中，所述集中式电压无功控制分别设定MNC、NC、MGC的控制周期，通过MNC集中控制每一个NC在第一目标时间段中的第一目标功率，通过NC在第一子时间段对第一目标功率进行修正得到第二目标功率；其中，所述第一目标时间段包含多个第一子时间段；
所述分布式电压无功控制通过相邻节点的功率支援和调节进行区域电压控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述集中式电压无功控制包括：
在第一目标时间段的起始时间点，所述MNC向所述NC下发所述NC在第一目标时间段内的第一目标功率；
针对每个第一子时间段，所述NC根据该第一子时间段的NC对应的节点的实时电压值确定第一修正值，并用所述第一修正值对所述第一目标功率进行修正获得该第一子时间段的第二目标功率；
所述NC根据第二目标功率、以及NC连接的微电网和电容器组的可调容量比例确定NC连接的每一个微电网的目标功率和NC连接的电容器组的目标功率；
NC分别向NC连接的MGC发送MGC对应的微电网的目标功率，并向电容器组发送电容器组对应的目标功率；
所述MGC接收到所述NC发送的微电网的目标功率后，根据所述微电网的目标功率周期性协调储能和可再生能源实现MGC的目标功率；
其中，所述第一目标功率和第二目标功率为目标有功功率或者目标无功功率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述集中式电压无功控制还包括：
在向所述NC下发所述NC在第一目标时间段内的第一目标功率之前，所述MNC根据各个NC对应的节点的实时电压值计算各个NC在第一目标时间段的第一目标功率。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述MNC根据各个NC对应的节点的实时电压值计算各个NC在第一目标时间段的第一目标功率，包括：
针对各个NC中的每一个NC，若该NC对应的节点的实时电压值在第一电压阈值范围内，所述MNC将该NC在第一时间段的上一个时间段内的第一目标功率作为该NC在第一目标时间段的第一目标功率；其中，第一目标时间段的上一个时间段与第一目标时间段长度相同；
若该NC对应的节点的实时电压值不在第一电压阈值范围内，根据该NC对应的节点的实时电压值与第一参考电压值的差值确定该NC在第一目标时间段的第一目标功率，其中，所述第一参考电压为第一电压阈值范围的中点的电压。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述NC根据该第一子时间段的NC对应的节点的实时电压值确定第一修正值，包括：
若所述NC对应的节点的实时电压值在第二电压阈值范围内，所述NC确定第一修正值为0；
若所述NC对应的节点的实时电压值不在第二电压阈值范围内，所述NC根据NC对应的节点的实时电压值和第二参考电压值的差值，确定第一修正值，其中，所述第二参考电压值为第二电压阈值范围的中点的电压。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分布式电压无功控制包括：
在第二目标时间段的起始时间点，所述NC根据NC对应的节点的实时电压值、以及所述NC的相邻NC在第二目标时间段的上一时间段中的邻节点目标功率确定所述NC在第二目标时间段内的第三目标功率；
所述第三目标功率不超出所述NC对应的节点的第一总可调容量时，所述NC根据第三目标功率、以及NC连接的微电网和电容器组的可调容量比例确定NC连接的每一个微电网的目标功率和NC连接的电容器组的目标功率；
NC分别向NC连接的MGC发送MGC对应的微电网的目标功率，并向电容器组发送电容器组对应的目标功率；
所述第三目标功率超出所述NC对应的节点的第一总可调容量时，所述NC根据所述第三目标功率超出所述NC对应的节点的第一总可调容量的数值、以及所述NC相邻的NC在第二目标时间段的上一个时间段内的目标功率与0的关系确定所述NC相邻的NC在第二目标时间段的邻节点目标功率；
其中，第三目标功率为目标有功功率或者目标无功功率，NC对应的节点的第一总可调容量包括：第一总可增加有功功率、第一总可减少有功功率、第一总可增加无功功率、第一总可减少无功功率，邻节点目标功率为邻节点目标有功功率或者邻节点目标无功功率。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述NC根据NC对应的节点的实时电压值、以及所述NC的相邻NC在第二目标时间段的上一时间段中的邻节点目标功率确定所述NC在第二目标时间段内的第三目标功率，包括：
若所述NC对应的节点的实时电压值在第三电压阈值范围内，所述NC根据自身在第二目标时间段的上一时间段中的目标功率、以及所述NC的相邻NC在第二目标时间段的上一时间段中的邻节点目标功率确定所述NC在第二目标时间段内的第三目标功率；
若所述NC对应的节点的实时电压值不在第三电压阈值范围内，所述NC根据NC对应的节点的实时电压值和第三参考电压值的差值、以及所述NC的相邻NC在第二目标时间段的上一时间段中的邻节点目标功率确定所述NC在第二目标时间段内的第三目标功率；
其中，所述第三参考电压值为第三电压阈值范围的中点的电压。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述NC根据所述第三目标功率超出所述NC对应的节点的第一总可调容量的数值、以及所述NC相邻的NC在第二目标时间段的上一个时间段内的目标功率与0的关系确定所述NC相邻的NC在第二目标时间段的邻节点目标功率，包括：
若所述NC相邻的NC在第二目标时间段的上一个时间段内的目标功率均大于0、或者均小于0，则所述NC相邻的NC在第二目标时间段的邻节点目标功率为：所述第三目标功率超出所述NC对应的节点的第一总可调容量的数值、与所述NC相邻的NC对应的调整系数的乘积；
其中，所述NC相邻的NC对应的调整系数为：所述NC相邻的NC在第二目标时间段的上一个时间段的目标功率、与所述NC相邻的所有NC在第二目标时间段的上一个时间段的目标功率之和的比值。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述NC根据所述第三目标功率超出所述NC对应的节点的第一总可调容量的数值、以及所述NC相邻的NC在第二目标时间段的上一个时间段内的目标功率与0的关系确定所述NC相邻的NC在第二目标时间段的邻节点目标功率，包括：
若所述NC相邻的NC在第二目标时间段的上一个时间段内的目标功率一个大于0、一个小于0，如果所述NC相邻的NC对应的节点的实时电压值大于第三电压阈值范围，将所述第三目标功率超出所述NC对应的节点的第一总可调容量的数值发送给目标功率大于0的所述NC相邻的NC；
若所述NC相邻的NC在第二目标时间段的上一个时间段内的目标功率一个大于0、一个小于0，如果所述NC相邻的NC对应的节点的实时电压值小于第三电压阈值范围，将所述第三目标功率超出所述NC对应的节点的第一总可调容量的数值发送给目标功率小于0的所述NC相邻的NC。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述MGC获取在所述MGC控制的所有分布式电源在无功率限制下的第一最大有功功率；
针对所述MGC控制的所有可再生能源，根据所述第一最大有功功率、可再生能源的运行模式和可再生能源的实时功率，确定可再生能源的可增加有功功率和可减少有功功率；
针对所述MGC控制的所有储能，根据储能最大有功功率、储能最小有功功率、储能最大无功功率、储能最小无功功率、储能的运行模式、储能的实时荷电状态和储能的实时功率，确定储能的可增加有功功率、可减少有功功率、可增加无功功率和可减少无功功率；
根据所述MGC控制的所有可再生能源的可增加有功功率和可减少有功功率、所有储能的可增加有功功率、可减少有功功率、可增加无功功率和可减少无功功率确定所述MGC的可调容量，MGC的可调容量包括：可增加有功功率、可减少有功功率、可增加无功功率、可减少无功功率；
所述NC根据所述NC连接的所有MGC的可调容量确定所述NC对应的节点的第二总可调容量，其中，第二总可调容量包括：第二总可增加有功功率、第二总可减少有功功率、第二总可增加无功功率、第二总可减少无功功率。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103023138A (zh) * 2012-11-22 2013-04-03 安徽省电力公司黄山供电公司 地县一体化自动电压控制系统
WO2013163760A1 (en) * 2012-05-01 2013-11-07 Rajiv Kumar Varma Enhanced utilization of real power generating capacity of distributed generator (dg) inverters as statcom
CN109659947A (zh) * 2019-02-20 2019-04-19 重庆城市管理职业学院 含高比例可控源荷的城市配电网电压分区主动控制方法
CN109755971A (zh) * 2019-03-21 2019-05-14 东南大学 一种基于虚拟集群的有源配电网电压控制方法和系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10333308B2 (en) * 2016-08-15 2019-06-25 Nec Corporation Two-level predictive based reactive power coordination and voltage restoration for microgrids

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013163760A1 (en) * 2012-05-01 2013-11-07 Rajiv Kumar Varma Enhanced utilization of real power generating capacity of distributed generator (dg) inverters as statcom
CN103023138A (zh) * 2012-11-22 2013-04-03 安徽省电力公司黄山供电公司 地县一体化自动电压控制系统
CN109659947A (zh) * 2019-02-20 2019-04-19 重庆城市管理职业学院 含高比例可控源荷的城市配电网电压分区主动控制方法
CN109755971A (zh) * 2019-03-21 2019-05-14 东南大学 一种基于虚拟集群的有源配电网电压控制方法和系统

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