CN110994647A - 电网的控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电网的控制方法及装置。其中，该方法包括：公共电网所管理的各个区域电网根据自身功率裕度向公共电网上报对外交互功率限额；公共电网根据采集到的对外交互功率限额获取全网功率平衡的运行结果；公共电网将运行结果下发给各个区域电网的关联节点，其中，各个区域电网的关联节点采用公共电网下发的运行结果；各个区域电网将关联节点设为本区域电网电压幅值与相角参考点，并在公共电网运行结果的基础上对本区域电网进行控制。本发明解决了相关技术中对电网的控制不够合理的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及电网控制技术领域，具体而言，涉及一种电网的控制方法及装置。
背景技术
配电侧增量部分的建设及运营业务，提高了供电与节能服务质量，形成增量配电网运营主体多元化，控制模式多样化的发展趋势，因此需要建立一种具有多目标优化，多时间尺度控制能力的配电网分区协调控制方法，满足多运营主体协同控制需求。
在增量配电网中，各运营主体可以自行建设并运行电网，出于对其商业利益的保护，对各运营电网进行能源调度时可能无法采集其网络内部电气量。因此，现有的配电网分区协调控制方式面临两个问题：
(1)现有的区域电网划分方式多在已知全网拓扑结构条件下进行，以隔离开关或馈线端点等物理信息作为区域界限标准，当无法得到各运营主体电网内部信息时，该区域划分标准由于缺少必要依据可能破坏了运营主体所辖电网完整性，应探寻新的区域划分方式；
(2)现有的配电网分区协调控制方式为了保证全网功率平衡，需要在已知全网电气信息条件下进行功率控制，这种控制方法无法满足各运营主体的电网自主性运行需求。由于各运营主体在运行时不了解彼此电气量参数，因此区域在自治同时需向外界提供特定信息以保证电网间功率平衡。
针对上述相关技术中对电网的控制不够合理的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种电网的控制方法及装置，以至少解决相关技术中对电网的控制不够合理的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电网的控制方法，包括：公共电网所管理的各个区域电网根据自身功率裕度向所述公共电网上报对外交互功率限额；所述公共电网根据采集到的对外交互功率限额获取全网功率平衡的运行结果；所述公共电网将所述运行结果下发给各个区域电网的关联节点，其中，各个区域电网的关联节点采用所述公共电网下发的运行结果；所述各个区域电网将关联节点设为本区域电网电压幅值与相角参考点，并在所述公共电网运行结果的基础上对本区域电网进行控制。
可选地，所述各个区域电网根据自身功率裕度向所述公共电网上报对外交互功率限额包括：所述各个区域电网根据其关联节点电压变化建立对外动态交互功率限额模型，并根据所述对外动态交互功率限额模型求取对外动态交互功率限额，其中，在动态输电限额对应的输出有功功率以及输出无功功率为正值时，则表示该区域电网对外输出功率随端口电压变化限额；在动态输电限额对应的输出有功功率以及输出无功功率为负值时，则表示该区域电网从外界吸纳功率随端口电压变化限额；所述各个区域电网根据所述对外动态交互功率限额模型向所述公共电网上报对外交互功率限额。
可选地，所述各个区域电网根据其关联节点电压变化建立对外动态交互功率限额模型包括：所述各个区域电网获取不同电压下该区域电网对外输电特征曲线；所述各个区域电网根据该区域电网各类电源功率输出范围，收集关联节点在不同电压幅值条件下，该区域电网输出有功功率最大值及其对应的无功功率；所述各个区域电网通过逐步减少输出有功，得到对应的输出无功最大值，形成该区域电网对外输出功率限制特性曲线组；其中，所述特性曲线组的不同区域至少包括两个区域，其中，第一区域用于表示该区域电网可以承接公共电网的运行结果，或者，第二区域表示该区域电网无法在公共电网运行结果下收敛。
可选地，在形成该区域对外输出功率限制特征曲线组之后，所述方法还包括：将该区域电网对外输出功率进行插值处理，并形成单一时间断面内三维曲面图，其中，所述三维曲面图的上曲面表示所述区域电网对外输出有功限额随对外输出无功以及关联节点电压变化特性，所述三维曲面图的下曲面表示所述区域电网吸收有功限额随对外输出无功以及关联节点电压变化特性。
可选地，将该区域电网对外输出功率进行插值处理，并形成单一时间断面内三维曲面图之后，所述方法还包括：所述各个区域电网将对外动态电网对应的输电限额模型转换为不等式方程，其中，所述不等式方程用于在所述公共电网优化中作为约束条件。
可选地，在将该区域电网对外输出功率进行插值处理，并形成单一时间断面内三维曲面图之后，所述方法还包括：建立对外动态输出限额方程；其中，建立对外动态输出限额方程包括：将所述三维曲面图的所述上曲面拟合为分段函数，以建立对外动态输出限额方程，其中，所述对外动态输出限额方程为：
Qcon为关联节点输出无功功率，Vcon为关联节点电压幅值，
表示区域电网的端口节点的实际输出最大功率值；其中，所述分段函数为：
其中，ki为多项式中各项系数。
可选地，所述公共电网根据采集到的对外交互功率限额获取全网功率平衡的运行结果包括：将所述对外动态输出限额方程转换为三元不等式方程：f(Pcon,Qcon,Vcon)≤0，其中，Pcon表示所述区域电网的端口节点的输出功率值；将所述三元不等式方程转换为惩罚函数加入目标函数，得到含有区域动态输电限额约束条件的公共电网优化模型；基于所述公共电网优化模型得到所述运行结果。
可选地，基于所述公共电网优化模型得到所述运行结果包括：根据所述公共电网优化模型确定所述惩罚函数的系数，并在优化运行中确定运行点。
根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种电网的控制装置，包括：上报模块，位于公共电网所管理的各个区域电网中，用于根据自身功率裕度向所述公共电网上报对外交互功率限额；获取模块，位于所述各个区域电网中，用于根据采集到的对外交互功率限额获取全网功率平衡的运行结果；下发模块，位于所述各个区域电网中，用于将所述运行结果下发给各个区域电网的关联节点，其中，各个区域电网的关联节点采用所述公共电网下发的运行结果；控制模块，位于所述各个区域电网中，用于将关联节点设为本区域电网电压幅值与相角参考点，并在所述公共电网运行结果的基础上对本区域电网进行控制。
可选地，所述上报模块包括：获取单元，用于根据其关联节点电压变化建立对外动态交互功率限额模型，并根据所述对外动态交互功率限额模型求取对外动态交互功率限额，其中，在动态输电限额对应的输出有功功率以及输出无功功率为正值时，则表示该区域电网对外输出功率随端口电压变化限额；在动态输电限额对应的输出有功功率以及输出无功功率为负值时，则表示该区域电网从外界吸纳功率随端口电压变化限额；上报单元，用于根据所述对外动态交互功率限额模型向所述公共电网上报对外交互功率限额。
可选地，所述获取单元包括：获取子单元，用于获取不同电压下该区域电网对外输电特征曲线；收集子单元，用于根据该区域电网各类电源功率输出范围，收集关联节点在不同电压幅值条件下，该区域电网输出有功功率最大值及其对应的无功功率；确定子单元，用于所述各个区域电网通过逐步减少输出有功，得到对应的输出无功最大值，形成该区域电网对外输出功率限制特性曲线组；其中，所述特性曲线组的不同区域至少包括两个区域，其中，第一区域用于表示该区域电网可以承接公共电网的运行结果，或者，第二区域表示该区域电网无法在公共电网运行结果下收敛。
可选地，所述装置还包括：差值处理单元，用于在形成该区域对外输出功率限制特征曲线组之后，将该区域电网对外输出功率进行插值处理，并形成单一时间断面内三维曲面图，其中，所述三维曲面图的上曲面表示所述区域电网对外输出有功限额随对外输出无功以及关联节点电压变化特性，所述三维曲面图的下曲面表示所述区域电网吸收有功限额随对外输出无功以及关联节点电压变化特性。
可选地，所述装置还包括：第一转换单元，用于将该区域电网对外输出功率进行插值处理，并形成单一时间断面内三维曲面图之后，所述各个区域电网将对外动态电网对应的输电限额模型转换为不等式方程，其中，所述不等式方程用于在所述公共电网优化中作为约束条件。
可选地，所述装置还包括：建立单元，用于在将该区域电网对外输出功率进行插值处理，并形成单一时间断面内三维曲面图之后，建立对外动态输出限额方程；其中，所述建立单元包括：建立子单元，用于将所述三维曲面图的所述上曲面拟合为分段函数，以建立对外动态输出限额方程，其中，所述对外动态输出限额方程为：
Qcon为关联节点输出无功功率，Vcon为关联节点电压幅值，
表示区域电网的端口节点的实际输出最大功率值；其中，所述分段函数为：
其中，ki为多项式中各项系数。
可选地，所述获取模块包括：第二转换单元，用于将所述对外动态输出限额方程转换为三元不等式方程：f(Pcon,Qcon,Vcon)≤0，其中，Pcon表示所述区域电网的端口节点的输出功率值；所述获取单元，用于将所述三元不等式方程转换为惩罚函数加入目标函数，得到含有区域动态输电限额约束条件的公共电网优化模型；所述获取单元，用于基于所述公共电网优化模型得到所述运行结果。
可选地，所述获取单元包括：确定子单元，用于根据所述公共电网优化模型确定所述惩罚函数的系数，并在优化运行中确定运行点。
根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行上述中任意一项所述的电网的控制方法。
根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述中任意一项所述的电网的控制方法。
在本发明实施例中，采用公共电网所管理的各个区域电网根据自身功率裕度向公共电网上报对外交互功率限额；公共电网根据采集到的对外交互功率限额获取全网功率平衡的运行结果；公共电网将运行结果下发给各个区域电网的关联节点，其中，各个区域电网的关联节点采用公共电网下发的运行结果；各个区域电网将关联节点设为本区域电网电压幅值与相角参考点，并在公共电网运行结果的基础上对本区域电网进行控制，通过本发明实施例提供的电网的控制装置，实现了通过对公共电网进行区域划分，并控制公共电网将运行结果下发给各个区域电网的关联节点，在公共电网运行结果的基础上对本区域电网进行控制的目的，达到了提高电网控制的灵活性，进而解决了相关技术中对电网的控制不够合理的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的电网的控制方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的电网分区协调控制的框架图；
图3是根据本发明实施例的电网的示意图；
图4是根据本发明实施例的区域电网对外输出功率特性的曲线组的示意图；
图5是根据本发明实施例的区域对外输出功率特性的曲面图；
图6是根据本发明实施例的区域对外输出功率特性拟合曲面图；
图7是根据本发明实施例的输出功率原数据与拟合结果误差的示意图；
图8是根据本发明实施例的公共电网优化结构在动态输电模型曲面中的位置示意图；
图9是根据本发明实施例的电网的控制方法的流程图；
图10是根据本发明实施例的电网的控制装置的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例1
根据本发明实施例，提供了一种电网的控制方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1是根据本发明实施例的电网的控制方法的流程图，如图1所示，该电网的控制方法包括如下步骤：
步骤S102，公共电网所管理的各个区域电网根据自身功率裕度向公共电网上报对外交互功率限额。
可选的，为协调各运营主体间功率平衡，满足各自治电网灵活多样的控制方式，通过适合多运营主体自治的配电网分区协调控制模式，划分公共电网与各运营主体电网(即，公共电网所管理的各个区域电网)的控制范围，并建立二者的运行方式。
此外，为了满足电网间功率平衡，还通过提出区域动态对外交互功率限额模型，即，在公共电网运行时，各运营主体电网需上报自身对外交互功率限值随电压变化特性，避免因部分运营主体电网的电压或功率安全越限而频繁对电网进行调度。
图2是根据本发明实施例的电网分区协调控制的框架图，如图2所示，在本发明实施例中，基于配电网的辐射型拓扑结构，建立各类电网控制范围：(1)各运营主体所辖电网为下层区域电网，根据用户需求划分各区域电网范围；(2)运营主体之外的配电网为上层公共电网。
以图2为例，首先分析配网分区协调控制框架以及各类电网运行方式。上层公共电网负责全局长时间尺度规划并协调各自治区域间功率平衡，应首先运行，此时各区域电网应等效为功率在一定范围内变化的负荷或电源，为了平衡区域间功率，各区域电网根据自身功率裕度向公共电网上报各对外动态交互功率限额，公共电网通过采集区域对外交互功率限值并将其转化为约束方程添加入优化模型中，得到符合全网功率平衡的运行结果，并将运行结果下发至各区域的关联节点。
步骤S104，公共电网根据采集到的对外交互功率限额获取全网功率平衡的运行结果。
步骤S106，公共电网将运行结果下发给各个区域电网的关联节点，其中，各个区域电网的关联节点采用公共电网下发的运行结果。
步骤S108，各个区域电网将关联节点设为本区域电网电压幅值与相角参考点，并在公共电网运行结果的基础上对本区域电网进行控制。
可选的，各区域电网相当于有一定自治能力的微型电网，其关联节点参数采用公共电网运行结果，因此该节点的电气量例如，有功输出功率P、无功输出功率Q、电压幅值V以及参考相角θ为定值，运行时可将关联节点设为本区域电压幅值与相角参考点，这样既保证公共电网运行结果被区域电网采纳也使整个电网参考相角计算统一。由于各区域只与公共电网相连，每个区域在进行自己的能量管理同时不会产生对其他区域电网的扰动。最后，区域在公共电网运行结果的基础上根据自身优化目标进行控制。
由上可知，在本发明实施例中，公共电网所管理的各个区域电网根据自身功率裕度向公共电网上报对外交互功率限额；公共电网根据采集到的对外交互功率限额获取全网功率平衡的运行结果；公共电网将运行结果下发给各个区域电网的关联节点，其中，各个区域电网的关联节点采用公共电网下发的运行结果；各个区域电网将关联节点设为本区域电网电压幅值与相角参考点，并在公共电网运行结果的基础上对本区域电网进行控制，实现了通过对公共电网进行区域划分，并控制公共电网将运行结果下发给各个区域电网的关联节点，在公共电网运行结果的基础上对本区域电网进行控制的目的。
容易注意到，由于公共电网所管理的各个区域电网可以根据自身功率裕度向公共电网上报对外交互功率限额，并且公共电网可以根据采集到的对外交互功率限额获取全网功率平衡的运行结果，再将运行结果下发给各个区域电网的关联节点，各个区域电网将关联节点设为本区域电网电压幅值与相角参考点，并在公共电网运行结果的基础上对本区域电网进行控制，实现了通过对公共电网进行区域划分，并控制公共电网将运行结果下发给各个区域电网的关联节点，在公共电网运行结果的基础上对本区域电网进行控制的目的，达到了提高电网控制的灵活性。
因此，通过本发明实施例提供的电网的控制方法，解决了相关技术中对电网的控制不够合理的技术问题。
根据本发明上述实施例，各个区域电网根据自身功率裕度向公共电网上报对外交互功率限额可以包括：各个区域电网根据其关联节点电压变化建立对外动态交互功率限额模型，并根据对外动态交互功率限额模型求取对外动态交互功率限额，其中，在动态输电限额对应的输出有功功率以及输出无功功率为正值时，则表示该区域电网对外输出功率随端口电压变化限额；在动态输电限额对应的输出有功功率以及输出无功功率为负值时，则表示该区域电网从外界吸纳功率随端口电压变化限额；各个区域电网根据对外动态交互功率限额模型向公共电网上报对外交互功率限额。
例如，在公共电网运行中各区域电网可等效为可控的负荷/电源节点，由于各区域电网与公共电网之间的关联节点电压变化时影响区域与外界交互功率值，因此，在本发明实施例中，该限额模型包含两个方面：(1)以动态输电限额Pmax con，Qmax con为正值，指区域对外输出功率随端口电压变化限额；(2)以动态蓄电限额Pmin con，Qmin con为负值，指区域从外界吸纳功率随端口电压变化限额。
在一种可选的实施例中，各个区域电网根据其关联节点电压变化建立对外动态交互功率限额模型包括：各个区域电网获取不同电压下该区域电网对外输电特征曲线；各个区域电网根据该区域电网各类电源功率输出范围，收集关联节点在不同电压幅值条件下，该区域电网输出有功功率最大值及其对应的无功功率；各个区域电网通过逐步减少输出有功，得到对应的输出无功最大值，形成该区域电网对外输出功率限制特性曲线组；其中，特性曲线组的不同区域至少包括两个区域，其中，第一区域用于表示该区域电网可以承接公共电网的运行结果，或者，第二区域表示该区域电网无法在公共电网运行结果下收敛。
另外，在形成该区域对外输出功率限制特征曲线组之后，方法还包括：将该区域电网对外输出功率进行插值处理，并形成单一时间断面内三维曲面图，其中，三维曲面图的上曲面表示区域电网对外输出有功限额随对外输出无功以及关联节点电压变化特性，三维曲面图的下曲面表示区域电网吸收有功限额随对外输出无功以及关联节点电压变化特性。
图3是根据本发明实施例的电网的示意图，在该图中以动态输电限额模型为例说明求取过程，电网如图3所示。图4是根据本发明实施例的区域电网对外输出功率特性的曲线组的示意图，以图3中区域4为例求取该区域动态输电限额模型，其关联节点为10节点，内部有储能装置，微型燃气轮机以及无功补偿装置。求取步骤如下所示：(1)首先需要得到不同电压下区域3对外输电特性曲线，根据电网内各类电源功率输出范围，收集10节点不同电压幅值Vcon条件下，区域输出有功功率最大值及其对应的无功功率。通过逐步减少输出有功，得到对应的输出无功最大值，并形成区域对外输出功率限值特性曲线组，如图4所示：当区域对外功率输出值坐标落在图中曲线组左下方的正常运行区，表示区域电网可以承接公共电网的运行结果；当坐标值落在曲线组的右上区则表示超出区域电网功率输出特性曲线的包络范围，即区域潮流无法在公共电网运行结果的条件下收敛。
另外，由于离散曲线组不便于数值分析，因此将区域对外输出功率数据进行插值处理，形成单一时间断面内三维曲面图，图5是根据本发明实施例的区域对外输出功率特性的曲面图，如图5所示，图5中上曲面表示区域对外输出有功限额随对外输出无功以及关联节点电压变化特性；下曲面表示区域吸收有功限额随对外输出无功以及关联节点电压变化特性。由图可知，区域电网对外输有功的限值随关联节点电压上升而下降，当关联节点电压接近上限时，甚至产生对外输电能力为负的现象。此外，由于电压一定时对外输出的视在功率有限，当输出无功较多时，输出的有功同样呈逐渐下降趋势。
在一种可选的实施例中，将该区域电网对外输出功率进行插值处理，并形成单一时间断面内三维曲面图之后，方法还包括：各个区域电网将对外动态电网对应的输电限额模型转换为不等式方程，其中，不等式方程用于在公共电网优化中作为约束条件。
即，在公共电网运行时，需要将区域对外动态输电限额模型转化为不等式方程，用于在公共电网优化模型中作为约束条件，在本发明实施例中以区域对外输出有功功率为因变量，将图5中的上曲面拟合为分段函数，建立区域对外动态输电限额方程，即：
式(1)中，Qcon为关联节点输出无功，Vcon为关联节点电压幅值。
具体地，在将该区域电网对外输出功率进行插值处理，并形成单一时间断面内三维曲面图之后，方法还包括：建立对外动态输出限额方程；其中，建立对外动态输出限额方程包括：将三维曲面图的上曲面拟合为分段函数，以建立对外动态输出限额方程，其中，对外动态输出限额方程为：
Qcon为关联节点输出无功功率，Vcon为关联节点电压幅值，
表示区域电网的端口节点的实际输出最大功率值；其中，分段函数为：
其中，ki为多项式中各项系数。
在本发明实施例中，通过比较，选取多项式函数作为分段拟合函数，其具体形式为上述分段函数，其中，ki为多项式中各项系数。分段拟合函数对应的功率输出特性曲面如图6所示，图6是根据本发明实施例的区域对外输出功率特性拟合曲面图。将原数据与拟合结果所对应的曲面比较，其误差如下7所示，图7是根据本发明实施例的输出功率原数据与拟合结果误差的示意图。原数据与拟合结果误差在正负±0.05范围内波动，验证了该拟合函数的实用性。在公共电网优化运行中需要应用区域端口节点实际输出功率值Pcon，则动态输电限额方程可转变为三元不等式方程为：f(Pcon,Qcon,Vcon)≤0。
在一种可选的实施例中，公共电网根据采集到的对外交互功率限额获取全网功率平衡的运行结果包括：将对外动态输出限额方程转换为三元不等式方程：f(Pcon,Qcon,Vcon)≤0，其中，Pcon表示区域电网的端口节点的输出功率值；将三元不等式方程转换为惩罚函数加入目标函数，得到含有区域动态输电限额约束条件的公共电网优化模型；基于公共电网优化模型得到运行结果。
在公共电网优化运行中，不等式方程式(3)可转化为罚函数添加入目标函数，形成含有区域动态输电限额约束条件的公共电网优化模型：
上述公式中各个参数含义如下表1所示：
表1
根据上述优化模型，当找到适当的罚函数系数ci时，公共电网在优化运行中可找到适合的自治区域的运行点，其运行结果如图8所示，图8是根据本发明实施例的公共电网优化结构在动态输电模型曲面中的位置示意图。根据公共电网优化模型可得到区域关联节点电气参数坐标，即图8中的星状标记。
在一种可实施例中，基于公共电网优化模型得到运行结果包括：根据公共电网优化模型确定惩罚函数的系数，并在优化运行中确定运行点。
当区域对外交互的功率在其可运行能力之内时，该坐标处于动态输电限额曲面与蓄电限额曲面之间。求取区域电网对外动态交互功率限额算法流程图如下，图9是根据本发明实施例的电网的控制方法的流程图，如图9所示，首先，设定有功功率电源出力范围；设定端口电压Uc初值及其步长a，求取区域无功供电限额Qmax，以及对应有功出力Pc。逐步减小无功功率供电限额Qc＝Qmax-0.005*k，将每次计算出的Qc作为端口定值，求有功供电能力极值Pmax，判断无功供电能力是否达到最小值，若是，则k＝k+1，返回，逐步减小无功功率供电限额Qc＝Qmax-0.005*k；反之，判断电压Uc是否达到最大值，若否，则Uc＝Uc-a；若是，求得Uc，Qc，Pmax之间函数关系，插值形成功率输出特性曲面，求取对外动态供电不等式方程，并形成含动态对外供电限额的主网优化模型。
本发明提出适合多运营主体的配电网分区协调网控制方法，其控制方式主要有以下优点：在公共电网优化运行中，各区域等效为单一节点并提供动态交互功率限额模型，使得公共电网无需了解各区域内拓扑结构，提高区域自治灵活度；根据运营主体管理界限划分区域范围，打破仅以电网物理结构划分区域的方法，保证各区域内运营主体电网完整性；建立区域对外动态交互功率限额模型，公共电网运行时可量化分析区域向外界流动功率的实际限值，避免其运行结果使区域电网潮流无法收敛。
实施例2
根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种电网的控制装置，图10是根据本发明实施例的电网的控制装置的示意图，如图10所示，该电网的控制装置包括：上报模块1001，获取模块1003，下发模块1005以及控制模块1007。下面对该电网的控制装置进行详细说明。
上报模块1001，位于公共电网所管理的各个区域电网中，用于根据自身功率裕度向公共电网上报对外交互功率限额。
获取模块1003，位于各个区域电网中，用于根据采集到的对外交互功率限额获取全网功率平衡的运行结果。
下发模块1005，位于各个区域电网中，用于将运行结果下发给各个区域电网的关联节点，其中，各个区域电网的关联节点采用公共电网下发的运行结果。
控制模块1007，位于各个区域电网中，用于将关联节点设为本区域电网电压幅值与相角参考点，并在公共电网运行结果的基础上对本区域电网进行控制。
此处需要说明的是，上述上报模块1001，获取模块1003，下发模块1005以及控制模块1007对应于实施例1中的步骤S102至S108，上述模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。需要说明的是，上述模块作为装置的一部分可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。
由上可知，在本申请上述实施例中，可以利用位于公共电网所管理的各个区域电网中的上报模块根据自身功率裕度向公共电网上报对外交互功率限额；然后利用位于各个区域电网中获取模块根据采集到的对外交互功率限额获取全网功率平衡的运行结果；接着利用位于各个区域电网中的下发模块将运行结果下发给各个区域电网的关联节点，其中，各个区域电网的关联节点采用公共电网下发的运行结果；以及利用位于各个区域电网中的控制模块将关联节点设为本区域电网电压幅值与相角参考点，并在公共电网运行结果的基础上对本区域电网进行控制。通过本发明实施例提供的电网的控制装置，实现了通过对公共电网进行区域划分，并控制公共电网将运行结果下发给各个区域电网的关联节点，在公共电网运行结果的基础上对本区域电网进行控制的目的，达到了提高电网控制的灵活性，进而解决了相关技术中对电网的控制不够合理的技术问题。
在一种可选的实施例中，上报模块包括：获取单元，用于根据其关联节点电压变化建立对外动态交互功率限额模型，并根据对外动态交互功率限额模型求取对外动态交互功率限额，其中，在动态输电限额对应的输出有功功率以及输出无功功率为正值时，则表示该区域电网对外输出功率随端口电压变化限额；在动态输电限额对应的输出有功功率以及输出无功功率为负值时，则表示该区域电网从外界吸纳功率随端口电压变化限额；上报单元，用于根据对外动态交互功率限额模型向公共电网上报对外交互功率限额。
在一种可选的实施例中，获取单元包括：获取子单元，用于获取不同电压下该区域电网对外输电特征曲线；收集子单元，用于根据该区域电网各类电源功率输出范围，收集关联节点在不同电压幅值条件下，该区域电网输出有功功率最大值及其对应的无功功率；确定子单元，用于各个区域电网通过逐步减少输出有功，得到对应的输出无功最大值，形成该区域电网对外输出功率限制特性曲线组；其中，特性曲线组的不同区域至少包括两个区域，其中，第一区域用于表示该区域电网可以承接公共电网的运行结果，或者，第二区域表示该区域电网无法在公共电网运行结果下收敛。
在一种可选的实施例中，装置还包括：差值处理单元，用于在形成该区域对外输出功率限制特征曲线组之后，将该区域电网对外输出功率进行插值处理，并形成单一时间断面内三维曲面图，其中，三维曲面图的上曲面表示区域电网对外输出有功限额随对外输出无功以及关联节点电压变化特性，三维曲面图的下曲面表示区域电网吸收有功限额随对外输出无功以及关联节点电压变化特性。
在一种可选的实施例中，装置还包括：第一转换单元，用于将该区域电网对外输出功率进行插值处理，并形成单一时间断面内三维曲面图之后，各个区域电网将对外动态电网对应的输电限额模型转换为不等式方程，其中，不等式方程用于在公共电网优化中作为约束条件。
在一种可选的实施例中，装置还包括：建立单元，用于在将该区域电网对外输出功率进行插值处理，并形成单一时间断面内三维曲面图之后，建立对外动态输出限额方程；其中，建立单元包括：建立子单元，用于将三维曲面图的上曲面拟合为分段函数，以建立对外动态输出限额方程，其中，对外动态输出限额方程为：
Qcon为关联节点输出无功功率，Vcon为关联节点电压幅值，
表示区域电网的端口节点的实际输出最大功率值；其中，分段函数为：
其中，ki为多项式中各项系数。
在一种可选的实施例中，获取模块包括：第二转换单元，用于将对外动态输出限额方程转换为三元不等式方程：f(Pcon,Qcon,Vcon)≤0，其中，Pcon表示区域电网的端口节点的输出功率值；获取单元，用于将三元不等式方程转换为惩罚函数加入目标函数，得到含有区域动态输电限额约束条件的公共电网优化模型；获取单元，用于基于公共电网优化模型得到运行结果。
在一种可选的实施例中，获取单元包括：确定子单元，用于根据公共电网优化模型确定惩罚函数的系数，并在优化运行中确定运行点。
实施例3
根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，程序执行上述中任意一项的电网的控制方法。
实施例4
根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述中任意一项的电网的控制方法。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种电网的控制方法，其特征在于，包括：
公共电网所管理的各个区域电网根据自身功率裕度向所述公共电网上报对外交互功率限额；
所述公共电网根据采集到的对外交互功率限额获取全网功率平衡的运行结果；
所述公共电网将所述运行结果下发给各个区域电网的关联节点，其中，各个区域电网的关联节点采用所述公共电网下发的运行结果；
所述各个区域电网将关联节点设为本区域电网电压幅值与相角参考点，并在所述公共电网运行结果的基础上对本区域电网进行控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各个区域电网根据自身功率裕度向所述公共电网上报对外交互功率限额包括：
所述各个区域电网根据其关联节点电压变化建立对外动态交互功率限额模型，并根据所述对外动态交互功率限额模型求取对外动态交互功率限额，其中，在动态输电限额对应的输出有功功率以及输出无功功率为正值时，则表示该区域电网对外输出功率随端口电压变化限额；在动态输电限额对应的输出有功功率以及输出无功功率为负值时，则表示该区域电网从外界吸纳功率随端口电压变化限额；
所述各个区域电网根据所述对外动态交互功率限额模型向所述公共电网上报对外交互功率限额。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述各个区域电网根据其关联节点电压变化建立对外动态交互功率限额模型包括：
所述各个区域电网获取不同电压下该区域电网对外输电特征曲线；
所述各个区域电网根据该区域电网各类电源功率输出范围，收集关联节点在不同电压幅值条件下，该区域电网输出有功功率最大值及其对应的无功功率；
所述各个区域电网通过逐步减少输出有功，得到对应的输出无功最大值，形成该区域电网对外输出功率限制特性曲线组；其中，所述特性曲线组的不同区域至少包括两个区域，其中，第一区域用于表示该区域电网可以承接公共电网的运行结果，或者，第二区域表示该区域电网无法在公共电网运行结果下收敛。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在形成该区域对外输出功率限制特征曲线组之后，所述方法还包括：
将该区域电网对外输出功率进行插值处理，并形成单一时间断面内三维曲面图，其中，所述三维曲面图的上曲面表示所述区域电网对外输出有功限额随对外输出无功以及关联节点电压变化特性，所述三维曲面图的下曲面表示所述区域电网吸收有功限额随对外输出无功以及关联节点电压变化特性。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，将该区域电网对外输出功率进行插值处理，并形成单一时间断面内三维曲面图之后，所述方法还包括：
所述各个区域电网将对外动态电网对应的输电限额模型转换为不等式方程，其中，所述不等式方程用于在所述公共电网优化中作为约束条件。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在将该区域电网对外输出功率进行插值处理，并形成单一时间断面内三维曲面图之后，所述方法还包括：建立对外动态输出限额方程；
其中，建立对外动态输出限额方程包括：
将所述三维曲面图的所述上曲面拟合为分段函数，以建立对外动态输出限额方程，其中，所述对外动态输出限额方程为：
Qcon为关联节点输出无功功率，Vcon为关联节点电压幅值，
表示区域电网的端口节点的实际输出最大功率值；
其中，所述分段函数为：
其中，ki为多项式中各项系数。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述公共电网根据采集到的对外交互功率限额获取全网功率平衡的运行结果包括：
将所述对外动态输出限额方程转换为三元不等式方程：f(Pcon,Qcon,Vcon)≤0，其中，Pcon表示所述区域电网的端口节点的输出功率值；
将所述三元不等式方程转换为惩罚函数加入目标函数，得到含有区域动态输电限额约束条件的公共电网优化模型；
基于所述公共电网优化模型得到所述运行结果。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，基于所述公共电网优化模型得到所述运行结果包括：
根据所述公共电网优化模型确定所述惩罚函数的系数，并在优化运行中确定运行点。
9.一种电网的控制装置，其特征在于，包括：
上报模块，位于公共电网所管理的各个区域电网中，用于根据自身功率裕度向所述公共电网上报对外交互功率限额；
获取模块，位于所述各个区域电网中，用于根据采集到的对外交互功率限额获取全网功率平衡的运行结果；
下发模块，位于所述各个区域电网中，用于将所述运行结果下发给各个区域电网的关联节点，其中，各个区域电网的关联节点采用所述公共电网下发的运行结果；
控制模块，位于所述各个区域电网中，用于将关联节点设为本区域电网电压幅值与相角参考点，并在所述公共电网运行结果的基础上对本区域电网进行控制。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述上报模块包括：
获取单元，用于根据其关联节点电压变化建立对外动态交互功率限额模型，并根据所述对外动态交互功率限额模型求取对外动态交互功率限额，其中，在动态输电限额对应的输出有功功率以及输出无功功率为正值时，则表示该区域电网对外输出功率随端口电压变化限额；在动态输电限额对应的输出有功功率以及输出无功功率为负值时，则表示该区域电网从外界吸纳功率随端口电压变化限额；
上报单元，用于根据所述对外动态交互功率限额模型向所述公共电网上报对外交互功率限额。
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