CN113824118A - 一种考虑多种控制模型下的分布式电源可注入域刻画方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种考虑多种控制模型下的分布式电源可注入域刻画方法，可注入域定义在非线性模型基础上，并且不违反电网安全运行约束，同时包含多种多种控制模型下的分布式电源可注入域分布式电源的模型；采用一种非双曲动力学系统方法，该动力学系统的常规稳定平衡流形与可注入域一一对应，能够对分布式电源的可注入域进行完整刻画。本发明不用求解雅克比矩阵的逆，从而避免了使用牛顿法中可能出现的病态。同时本发明能够完整刻画在不同控制模型下的可注入域，并且在不同控制方案下可注入域的非凸程度和范围也不一样。通过比较可注入域的范围，可以帮助运行人员选择合适的控制方案在运行过程中，同时边界的主动约束也刻画在可注入域图中。

Description

一种考虑多种控制模型下的分布式电源可注入域刻画方法

技术领域

本发明属于配电网安全运行技术领域，尤其是一种考虑多种控制模型下的分布式电源可注入域刻画方法。

背景技术

随着环境问题的日益严峻，新能源得到了大力发展。风电光伏等新能源通过分布式电源接入配电网中，为配电网提供清洁能源。同时分布式电源的接入可以帮助电网改善电压分布、延迟输配电系统改造升级。但统计数据表明，光伏和风电的不确定性将给配电网运行带来巨大挑战。当分布式电源的功率注入超过配电网所能接纳的范围时，可能会影响配电网安全运行，包括节点电压越限甚至将不确定性的波动影响上级电网。因此计算分布式电源的准确可注入域，对于可再生能源渗透率大的配电网络的安全运行具有重要意义。本专利首先给出了分布式可注入域定义，其定义在分布式电源的有功功率空间。所述的分布式电源可注入域需满足配电网的AC潮流约束，电压约束，发电机功率约束，热极限约束以及逆变器控制模型约束。但是由于电网及分布式电源的非线性特性，完全刻画和计算分布式电源的可注入域非常具有挑战的工作。

目前，已有学者将安全约束模型简化为线性模型，例如用直流潮流模型或线性化的支路潮流代替交流潮流模型。以此将可注入域简化为一个凸的多面体求解。在线性模型基础上，已有论文采用线性规划和混合整数线性规划来计算风力发电可调度区域。或采用计算几何的程序计算凸的多面体。除此之外，这些求解模型将分布式电源模型简化为发电机模型，这可能会使计算出的可注入域过大，导致分布式电源可能会运行在不安全的区域。但随着分布式电源技术的日益成熟，可以利用逆变器的剩余容量来协调无功。目前常用的分布式电源无功控制方式有(1)有功无功控制；(2)电压无功控制；(3)功率因数控制；(4)恒无功控制等。但是尚未出现综合考虑四种分布式电源模型对发电机接入型分布式电源和逆变器接入型分布式电源的可注入域进行刻画的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种考虑多种控制模型下的分布式电源可注入域刻画方法，能够维持电网稳定运行，能够快速，准确给出最优的负荷转供方案，极大的提升调度员的工作效率，保障电网的安全稳定运行。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种考虑多种控制模型下的分布式电源可注入域刻画方法，包括以下步骤：

步骤1、输入配电网线路数据、分布式电源模型参数、电压约束、线路潮流约束、变压器与上级电网的功率交换约束参数；

步骤2、根据步骤1中参数构建分布式电源模型及其约束集H(x)，得到分布式电源可注入域，在约束集内利用拉丁超立方采样获得多个初点值；

步骤3、根据步骤2中创建的约束集H(x)构建所对应的动力学系统QH(x)；

步骤4、从步骤2中得到的每一个初始点开始对动力学系统QH(x)进行积分，直到收敛到一个稳定平衡流形上；

步骤5、判断|H(x)|≤ε(ε是一个极小的正整数)，若满足，则积分所得到的点是一个可行点，进行步骤6，否则更换初始点继续计算；

步骤6、判断是否寻找完边界，若寻找完边界，则结束，否则返回步骤4。

而且，所述步骤1中分布式电源模型参数包括其潮流方程：

电压约束方程为：

V_i ^min≤V_i≤V_i ^max i∈{1,...,N_B}

线路潮流约束为：

变压器与上级电网的功率交换约束：

其中，P_sub为变压器与上级电网交换的有功功率；P_Geni为节点i处发电机并网型分布式电源的有功功率；P_Ini为节点i处逆变器并网型分布式电源输出有功；P_Li为节点i的有功负荷；V_i为节点i的电压幅值；V_j为节点j的电压幅值；G_ij为节点i到节点j的线路等效电导；θ_ij＝θ_i-θ_j；B_ij为节点i到节点j的线路等效电纳；Q_sub为变压器与上级电网交换的无功功率；Q_Geni为节点i处发电机并网型分布式电源的无功功率；Q_Ini为逆变器并网型分布式电源输出无功；Q_Li为节点i的无功负荷；N_B为节点数目；V_i ^min为节点i的电压幅值的最小值；V_i ^max为节点i的电压幅值的最大值；S_f为线路l首段视在功率；S_t为线路l末端视在功率；

为线路视在功率上限；N_L为线路数目；

为变压器与上级电网交换的有功功率的最小值；

为变压器与上级电网交换的有功功率最大值；

为变压器与上级电网交换的无功功率的最小值；

为变压器与上级电网交换的无功功率的最大值。

而且，所述步骤2中分布式电源模型包括：发电机并网型分布式电源模型和逆变器并网型分布式电源模型。

而且，所述逆变器并网型分布式电源模型包括四种控制模式：有功无功控制、电压无功控制、恒功率因数控制和恒无功控制。

而且，所述发电机并网型分布式电源模型为：

所述逆变器并网型分布式电源模型为：

其中，P_Geni为节点i处发电机并网型分布式电源的有功功率；Q_Geni为节点i处发电机并网型分布式电源的无功功率；V_Geni分别为节点i处发电机并网型分布式电源的节点电压；

和

为节点i处发电机并网型分布式电源的有功功率输出的极限值；

和

为节点i处发电机并网型分布式电源的无功功率输出的极限值，N_Gen为发电机并网型分布式电源的个数；

和

为节点电压与设定值

之间的偏差，当无功功率未达到极限值时，此时电压偏差应为0，当无功功率输出达到下限时

此时

取正值，节点处的电压值V_Geni高于电压设定值，当无功输出达到上限时

可取正值，节点处的电压值将低于电压设定值；P_Invi为节点i处逆变器并网型分布式电源输出有功，P_Inv,min、P_Inv,max为节点i处逆变器并网型分布式电源输出有功输出极限值，Q_Invi为节点i处逆变器参与系统调解的无功，S_Invi为节点i处逆变器容量，为额定功率1.1倍，N_Inv为系统中逆变器并网型分布式电源个数。

而且，所述有功无功控制逆变器并网型分布式电源模型为：

所述电压无功控制逆变器并网型分布式电源模型为：

所述恒功率因数控制逆变器并网型分布式电源模型为：

Q_Invi＝P_Invi·tan(cos^-1(pf))

所述恒无功控制逆变器并网型分布式电源模型为：

Q_Invi＝Q_const

其中，Q_Invi为节点i处逆变器参与系统调解的无功；

为逆变器有功无功控制中第一阶段的无功值；

和

为逆变器电压无功控制中的无功值；P_Invi为节点i处逆变器并网型分布式电源输出有功，P_Inv,min、P_Inv,max为节点i处逆变器并网型分布式电源输出有功输出极限值；V_Invi为逆变器节点处电压值；

为逆变器节点处电压波动最小值和

为逆变器节点处电压波动最大值；pf为逆变器的功率因数；Q_const为使用优化算法得到的结果值，同时其值保持不变。

而且，所述步骤2中构建约束集H(x)，得到分布式电源可注入域的具体实现方法：

将有功无功控制和电压无功控制逆变器并网型分布式电源模型的分段方程转化为非分段方程：

其中，N_PCi为第i个方程组中的分段方程数目；w为区间控制变量；a_j为分段方程系数；f_j(w) 为分段控制函数；在有功无功控制逆变器并网型分布式电源模型中w代表P_Invi，在电压无功控制逆变器并网型分布式电源模型中代表V_Invi、w_j,min,和w_j,max分别是第j个分段区间的上下限；当

并且p∈{1,…,N_PCi}时，得到a_p＝1,a_j≠p＝0and Q_Invi＝f_p(w)，即无功值由第P个区间方程计算得到；当约束区间j是个开区间时，此时区间系数ξ_j取一个较小的正数；以此可以让x无法取到区间的边界值；否则，如果是闭区间，则ξ_j＝0；

将分布式电源模型参数包括其潮流方程、电压约束、线路潮流约束、变压器与上级电网的功率交换约束、发电机并网型分布式电源模型和逆变器并网型分布式电源模型中的变量分为控制变量(u)和状态变量(y)进行表示：

其中，u＝[u₁,u₂]，u₁代表分布式电源的有功输出，即u₁＝[P_Geni,P_Invi]；u₂包括分布式电源的无功输出及平衡节点的电压幅值；u₂＝[Q_Geni,Q_Invi,V_s]，C_E为等式方程；C_I为不等式方程；N_Gen为发电机并网型分布式电源的个数；N_Inv为系统中逆变器并网型分布式电源个数；N_Invp为逆变器接入型分布式电源的控制方程数目；

通过松弛技术将不等式转化为等式：

若x＝(u₁,u₂,y(u₁,u₂),s(u₁,u₂,y(u₁,u₂)))，

为松弛变量；则其约束方程为：

为实数域；得到在分布式电源的有功输出空间上，在该空间上，满足配电网一系列安全约束方程的分布式电源可注入域：

而且，所述步骤3中构建的动力学系统QH(x)为：

其中，DH(x)是方程组H(x)的雅克比矩阵，在动力学中，Q_H(x)是一个非线性非双曲的动力学系统。

而且，所述步骤4的具体实现方法为：将分布式电源可注入域其中可行部分与动力学系统的常规稳定平衡流形一一对应：

其中，

是动力学系统QH(x)的常规稳定平衡流形，n为常规稳定平衡流形数目。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明定义了配电网中分布式电源的可注入域，并考虑了完整的配电网模型和多种控制方案的分布式电源模型，并基于动力学系统刻画可注入域，本发明不用求解雅克比矩阵的逆，从而避免了使用牛顿法中可能出现的病态。

2、本发明能够完整刻画在不同控制模型下的可注入域，并且在不同控制方案下可注入域的非凸程度和范围也不一样。通过比较可注入域的范围，可以帮助运行人员选择合适的控制方案在运行过程中，同时边界的主动约束也刻画在可注入域图中。

3、本发明通过研究得出系统无功不足和系统对有功需求不足是限制可注入域进一步扩大的主导因素。

附图说明

图1(a)为逆变器采用有功无功(PQ)控制模型下采用本发明计算得到的可注入域；

图1(b)为逆变器PQ控制曲线图；

图2(a)为逆变器采用电压无功(QV)控制模型下采用本发明计算得到的可注入域；

图2(b)为逆变器QV控制曲线图；

图3(a)为逆变器采用恒功率因数(PF)控制模型下采用本发明计算得到的可注入域；

图3(b)为逆变器PF控制曲线；

图4(a)为逆变器采用恒无功控制模型下采用本发明计算得到的可注入域；

图4(b)为逆变器恒无功控制曲线。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步详述。

一种考虑多种控制模型下的分布式电源可注入域刻画方法，包括以下步骤：

步骤1、输入配电网线路数据、分布式电源模型参数、电压约束、线路潮流约束、变压器与上级电网的功率交换约束参数。

分布式电源模型参数包括其潮流方程：

电压约束方程为：

V_i ^min≤V_i≤V_i ^max i∈{1,...,N_B}

线路潮流约束为：

变压器与上级电网的功率交换约束：

其中，P_sub为变压器与上级电网交换的有功功率；P_Geni为节点i处发电机并网型分布式电源的有功功率；P_Ini为节点i处逆变器并网型分布式电源输出有功；P_Li为节点i的有功负荷； V_i为节点i的电压幅值；V_j为节点j的电压幅值；G_ij为节点i到节点j的线路等效电导；θ_ij＝θ_i-θ_j；B_ij为节点i到节点j的线路等效电纳；Q_sub为变压器与上级电网交换的无功功率；Q_Geni为节点i处发电机并网型分布式电源的无功功率；Q_Ini为逆变器并网型分布式电源输出无功；Q_Li为节点i的无功负荷；N_B为节点数目；V_i ^min为节点i的电压幅值的最小值；V_i ^max为节点i的电压幅值的最大值；S_f为线路l首段视在功率；S_t为线路l末端视在功率；

为线路视在功率上限；N_L为线路数目；

为变压器与上级电网交换的有功功率的最小值；

为变压器与上级电网交换的有功功率最大值；

为变压器与上级电网交换的无功功率的最小值；

为变压器与上级电网交换的无功功率的最大值。

步骤2、根据步骤1中参数构建分布式电源模型及其约束集H(x)，得到分布式电源可注入域，在约束集内利用拉丁超立方采样获得多个初点值。

在配电系统中常用的分布式电源类型有风力发电、太阳能发电、燃气轮机、燃料电池等，根据DG接入电网的方式可分为发电机并网型分布式电源和逆变器并网型分布式电源两类；逆变器并网型分布式电源模型包括四种控制模式：有功无功控制、电压无功控制、恒功率因数控制和恒无功控制。

发电机并网型分布式电源利用发电机将新能源转化为电能传输给电网。例如燃气轮机采用可燃气体(甲烷、柴油、天然气)作为燃料，再采用同步电机并网，即可为系统提供有功功率也可提供无功补偿。除此之外，目前风力发电并网时多采用可以提供无功支撑的双馈异步风力发电机，且风电场一般都装有无功补偿装置，如SVC，SVG等，可提供动态无功补偿保持母线电压恒定。当无功充足时，分布式电源运行在PV控制模式，通过无功调节维持节点电压恒定；但当发电机无功补偿达到极限值时，无法满足恒电压控制需转化为PQ控制，无功出力维持极限值。发电机并网型分布式电源模型为：

其中，P_Geni为节点i处发电机并网型分布式电源的有功功率；Q_Geni为节点i处发电机并网型分布式电源的无功功率；V_Geni分别为节点i处发电机并网型分布式电源的节点电压；

和

为节点i处发电机并网型分布式电源的有功功率输出的极限值；

和

为节点i处发电机并网型分布式电源的无功功率输出的极限值，N_Gen为发电机并网型分布式电源的个数；

和

为节点电压与设定值

之间的偏差，当无功功率未达到极限值时，此时电压偏差应为0，当无功功率输出达到下限时

此时

取正值，节点处的电压值V_Geni高于电压设定值，当无功输出达到上限时

可取正值，节点处的电压值将低于电压设定值。

逆变器并网型分布式电源：这一类分布式电源采用逆变器与电网相连，其中最典型的例子为太阳能光伏发电系统，利用半导体元器件的光伏效应，将太阳能直接转化为电能并通过交直流逆变器输送给配电网。除此之外，燃料电池也是通过逆变器将由氧化反应产生的电能输入配电网。因此逆变器并网型分布式电源的功率输出需要考虑逆变器的容量约束：

P_Invi为节点i处逆变器并网型分布式电源输出有功，P_Inv,min、P_Inv,max为节点i处逆变器并网型分布式电源输出有功输出极限值，Q_Invi为节点i处逆变器参与系统调解的无功，S_Invi为节点i 处逆变器容量，为额定功率1.1倍，N_Inv为系统中逆变器并网型分布式电源个数。因此在逆变器容量充足时，可利用逆变器剩余容量为系统提供无功功率支撑。本发明全面考虑了逆变器现有的四种控制模型，在此基础上分别研究不同控制方式下分布式电源的可注入域情况，以满足多种实际运行场景。

有功无功控制逆变器并网型分布式电源模型(PQ)，随着DG渗透率增加时，逆变器的无功输出下降，以保持电压不超出限制：

电压无功控制逆变器并网型分布式电源模型(QV)在下垂控制模型中，无功输出值由 DG连接点处电压值确定：

恒功率因数控制逆变器并网型分布式电源模型(PF)，逆变器的功率因数(pf)保持不变，无功输出随着有功值而变化：

Q_Invi＝P_Invi·tan(cos^-1(pf))

恒无功控制逆变器并网型分布式电源模型的无功值(Q_const)通常是使用某种优化算法得到的结果值，并保持不变：

Q_Invi＝Q_const

其中，Q_Invi为节点i处逆变器参与系统调解的无功；

为逆变器有功无功控制中第一阶段的无功值；

和

为逆变器电压无功控制中的无功值；P_Invi为节点i处逆变器并网型分布式电源输出有功，P_Inv,min、P_Inv,max为节点i处逆变器并网型分布式电源输出有功输出极限值；V_Invi为逆变器节点处电压值；

和

为逆变器节点处电压波动最小值和最大值；pf 为逆变器的功率因数。

构建约束集H(x)，得到分布式电源可注入域的具体实现方法：将有功无功控制和电压无功控制逆变器并网型分布式电源模型的分段方程转化为非分段方程：

其中，N_PCi为第i个方程组中的分段方程数目；w为区间控制变量；a_j为分段方程系数；f_j(w) 为分段控制函数；在有功无功控制逆变器并网型分布式电源模型中w代表P_Invi，在电压无功控制逆变器并网型分布式电源模型中代表V_Invi。w_j,min,和w_j,max分别是第j个分段区间的上下限；当

并且p∈{1,…,N_PCi}时，得到a_p＝1,a_j≠p＝0and Q_Invi＝f_p(w)，即无功值由第P 个区间方程计算得到；当约束区间j是个开区间时，此时区间系数ξ_j取一个较小的正数；以此可以让x无法取到区间的边界值；否则，如果是闭区间，则ξ_j＝0。

将分布式电源模型参数包括其潮流方程、电压约束、线路潮流约束、变压器与上级电网的功率交换约束、发电机并网型分布式电源模型和逆变器并网型分布式电源模型中的变量分为控制变量(u)和状态变量(y)进行表示：

其中，u＝[u₁,u₂]，u₁代表分布式电源的有功输出，即u₁＝[P_Geni,P_Invi]；u₂包括分布式电源的无功输出及平衡节点的电压幅值；u₂＝[Q_Geni,Q_Invi,V_s]，所有其他的变量即为状态变量，可由潮流方程、电压约束、线路潮流约束、变压器与上级电网的功率交换约束、发电机并网型分布式电源模型和逆变器并网型分布式电源模型导出；C_E为等式方程；C_I为不等式方程；N_Invp为逆变器接入型分布式电源的控制方程数目。

通过松弛技术将不等式转化为等式：

若x＝(u₁,u₂,y(u₁,u₂),s(u₁,u₂,y(u₁,u₂)))，

为松弛变量；则其约束方程为：

为实数域；得到在分布式电源的有功输出空间上，在该空间上，满足配电网潮流方程、电压约束、线路潮流约束、变压器与上级电网的功率交换约束、发电机并网型分布式电源模型和逆变器并网型分布式电源模型条件的分布式电源可注入域：

步骤3、根据步骤2中创建的约束集H(x)构建所对应的动力学系统QH(x)。

构建的动力学系统QH(x)为：

其中，DH(x)是方程组H(x)的雅克比矩阵，在动力学中，Q_H(x)是一个非线性非双曲的动力学系统。对于动力学系统，平衡流形时指满足Q_H-1(0)的每一个道路连通的分支。即，平衡流形上的任意点均可满足Q_H(x)＝0。对一个平衡流形，如果其上的任意点x，DQH(x)其在正规空间上的特征向量所对应的特征值的实部均为负值，则该平衡流形为稳定平衡流形。对于一个稳定平衡流形，如果满足H(x)＝0，则为常规稳定平衡流形。

步骤4、从步骤2中得到的每一个初始点开始对动力学系统QH(x)进行积分，直到收敛到一个稳定平衡流形上。

将分布式电源可注入域其中可行部分与动力学系统的常规稳定平衡流形一一对应：

其中，

是动力学系统QH(x)的常规稳定平衡流形，n为常规稳定平衡流形数目，积分过程可用积分器完成，并且对步长不敏感；并且任意的初始点均能收敛到稳定平衡流形上。

步骤5、判断|H(x)|≤ε(ε是一个极小的正整数)，若满足，则积分所得到的点是一个可行点，进行步骤6，否则更换初始点继续计算。

步骤6、判断是否寻找完边界，若寻找完边界，则结束，否则返回步骤4。

计算得到的可注入域是非凸的并且可能有多个区域组成。而且可注入域会随着控制方案的调节有很大的区别。

根据上述一种考虑多种控制模型下的分布式电源可注入域刻画方法，在IEEE33节点算例上进行测试。其中电压上下限为0.9p.u.和1.1p.u.，线路潮流约束为6.6MVA，两个分布式电源分别接在节点6和节点22处。其中6节点处为逆变器接入型分布式电源，22节点处为发电机接入型分布式电源。

平衡节点为：

发电机控制型分布式电源的控制模型为：

由于逆变器控制型分布式电源有四种控制模型，接下来对这四种控制模型下的可注入域进行分别刻画。这四种控制模型曲线如图1(b)、图2(b)、图3(b)和图4(b)所示。对这四种控制模型下的可注入域进行分别刻画，结果如图1(a)、图2(a)、图3(a)和图4 (a)所示。

图1(a)为逆变器采用有功无功(PQ)控制模型下采用本发明计算得到的可注入域。图 1(b)中灰色虚线即为逆变器PQ控制曲线参数。同时图1(b)中黑色实线为可注入域在逆变器型分布式电源的有功无功面(P_Inv×Q_Inv)上投影，二者完全重合。即说明所刻画的可注入域是在采用图1(b)中控制模型得到的。

图2(a)为逆变器采用电压无功(QV)控制模型下采用本发明计算得到的可注入域。图2(b)中灰色虚线即为逆变器QV控制曲线参数。同时图2(b)中黑色实线为可注入域在逆变器型分布式电源的电压无功面(V_Inv×Q_Inv)上投影。由于可注入域内点的电压波动较小，因此可注入域投影与控制曲线部分重合，但仍可说明所刻画的可注入域是在采用图2(b)中控制模型得到的。

图3(a)为逆变器采用恒功率因数(PF)控制模型下采用本发明计算得到的可注入域。图3(b)中灰色虚线为逆变器PF控制曲线。同时图3(b)中黑色实线为可注入域在逆变器型分布式电源的有功无功面(P_Inv×Q_Inv)上投影，二者完全重合。即所刻画的可注入域是在采用图3(b)中控制模型得到的。

图4(a)为逆变器采用恒无功控制模型下采用本发明计算得到的可注入域。图4(b)中灰色虚线为逆变器恒无功控制曲线。同时图4(b)中黑色实线为可注入域在逆变器型分布式电源的有功无功面(P_Inv×Q_Inv)上投影，二者完全重合。即所刻画的可注入域是在采用图4(b) 中控制模型得到的。

因此本专利所提的方法可以完整刻画在不同控制模型下的可注入域，并且在不同控制方案下其可注入域的非凸程度和范围也不一样。通过比较可注入域的范围，可以帮助运行人员选择合适的控制方案在运行过程中。除此之外，边界的主动约束也刻画在可注入域图中。其中，系统无功不足和系统对有功需求不足是限制可注入域进一步扩大的主导因素。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种考虑多种控制模型下的分布式电源可注入域刻画方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、输入配电网线路数据、分布式电源模型参数、电压约束、线路潮流约束、变压器与上级电网的功率交换约束参数；

步骤2、根据步骤1中参数构建分布式电源模型及其约束集H(x)，得到分布式电源可注入域，在约束集内利用拉丁超立方采样获得多个初点值；

步骤3、根据步骤2中创建的约束集H(x)构建所对应的动力学系统QH(x)；

步骤4、从步骤2中得到的每一个初始点开始对动力学系统QH(x)进行积分，直到收敛到一个稳定平衡流形上；

步骤5、判断|H(x)|≤ε(ε是一个极小的正整数)，若满足，则积分所得到的点是一个可行点，进行步骤6，否则更换初始点继续计算；

步骤6、判断是否寻找完边界，若寻找完边界，则结束，否则返回步骤4。

2.根据权利要求1所述的一种考虑多种控制模型下的分布式电源可注入域刻画方法，其特征在于：所述步骤1中分布式电源模型参数包括其潮流方程：

电压约束方程为：

V_i ^min≤V_i≤V_i ^max i∈{1,...,N_B}

线路潮流约束为：

变压器与上级电网的功率交换约束：

其中，P_sub为变压器与上级电网交换的有功功率；P_Geni为节点i处发电机并网型分布式电源的有功功率；P_Ini为节点i处逆变器并网型分布式电源输出有功；P_Li为节点i的有功负荷；V_i为节点i的电压幅值；V_j为节点j的电压幅值；G_ij为节点i到节点j的线路等效电导；θ_ij＝θ_i-θ_j；B_ij为节点i到节点j的线路等效电纳；Q_sub为变压器与上级电网交换的无功功率；Q_Geni为节点i处发电机并网型分布式电源的无功功率；Q_Ini为逆变器并网型分布式电源输出无功；Q_Li为节点i的无功负荷；N_B为节点数目；V_i ^min为节点i的电压幅值的最小值；V_i ^max为节点i的电压幅值的最大值；S_f为线路l首段视在功率；S_t为线路l末端视在功率；

为线路视在功率上限；N_L为线路数目；

为变压器与上级电网交换的有功功率的最小值；

为变压器与上级电网交换的有功功率最大值；

为变压器与上级电网交换的无功功率的最小值；

为变压器与上级电网交换的无功功率的最大值。

3.根据权利要求1所述的一种考虑多种控制模型下的分布式电源可注入域刻画方法，其特征在于：所述步骤2中分布式电源模型包括：发电机并网型分布式电源模型和逆变器并网型分布式电源模型。

4.根据权利要求3所述的一种考虑多种控制模型下的分布式电源可注入域刻画方法，其特征在于：所述逆变器并网型分布式电源模型包括四种控制模式：有功无功控制、电压无功控制、恒功率因数控制和恒无功控制。

5.根据权利要求3所述的一种考虑多种控制模型下的分布式电源可注入域刻画方法，其特征在于：所述发电机并网型分布式电源模型为：

所述逆变器并网型分布式电源模型为：

其中，P_Geni为节点i处发电机并网型分布式电源的有功功率；Q_Geni为节点i处发电机并网型分布式电源的无功功率；V_Geni分别为节点i处发电机并网型分布式电源的节点电压；

和

为节点i处发电机并网型分布式电源的有功功率输出的极限值；

和

为节点i处发电机并网型分布式电源的无功功率输出的极限值，N_Gen为发电机并网型分布式电源的个数；

和

为节点电压与设定值

之间的偏差，当无功功率未达到极限值时，此时电压偏差应为0，当无功功率输出达到下限时

此时

取正值，节点处的电压值V_Geni高于电压设定值，当无功输出达到上限时

可取正值，节点处的电压值将低于电压设定值；P_Invi为节点i处逆变器并网型分布式电源输出有功，P_Inv,min、P_Inv,max为节点i处逆变器并网型分布式电源输出有功输出极限值，Q_Invi为节点i处逆变器参与系统调解的无功，S_Invi为节点i处逆变器容量，为额定功率1.1倍，N_Inv为系统中逆变器并网型分布式电源个数。

6.根据权利要求4所述的一种考虑多种控制模型下的分布式电源可注入域刻画方法，其特征在于：所述有功无功控制逆变器并网型分布式电源模型为：

所述电压无功控制逆变器并网型分布式电源模型为：

所述恒功率因数控制逆变器并网型分布式电源模型为：

Q_Invi＝P_Invi·tan(cos^-1(pf))

所述恒无功控制逆变器并网型分布式电源模型为：

Q_Invi＝Q_const

其中，Q_Invi为节点i处逆变器参与系统调解的无功；

为逆变器有功无功控制中第一阶段的无功值；

和

为逆变器电压无功控制中的无功值；P_Invi为节点i处逆变器并网型分布式电源输出有功，P_Inv,min、P_Inv,max为节点i处逆变器并网型分布式电源输出有功输出极限值；V_Invi为逆变器节点处电压值；

为逆变器节点处电压波动最小值和

为逆变器节点处电压波动最大值；pf为逆变器的功率因数；Q_const为使用优化算法得到的结果值，同时其值保持不变。

7.根据权利要求1至6任一项所述的一种考虑多种控制模型下的分布式电源可注入域刻画方法，其特征在于：所述步骤2中构建约束集H(x)，得到分布式电源可注入域的具体实现方法：

将有功无功控制和电压无功控制逆变器并网型分布式电源模型的分段方程转化为非分段方程：

其中，N_PCi为第i个方程组中的分段方程数目；w为区间控制变量；a_j为分段方程系数；f_j(w)为分段控制函数；在有功无功控制逆变器并网型分布式电源模型中w代表P_Invi，在电压无功控制逆变器并网型分布式电源模型中代表V_Invi、w_j,min,和w_j,max分别是第j个分段区间的上下限；当

并且p∈{1,…,N_PCi}时，得到a_p＝1,a_j≠p＝0 and Q_Invi＝f_p(w)，即无功值由第P个区间方程计算得到；当约束区间j是个开区间时，此时区间系数ξ_j取一个较小的正数；以此可以让x无法取到区间的边界值；否则，如果是闭区间，则ξ_j＝0；

将分布式电源模型参数包括其潮流方程、电压约束、线路潮流约束、变压器与上级电网的功率交换约束、发电机并网型分布式电源模型和逆变器并网型分布式电源模型中的变量分为控制变量(u)和状态变量(y)进行表示：

其中，u＝[u₁,u₂]，u₁代表分布式电源的有功输出，即u₁＝[P_Geni,P_Invi]；u₂包括分布式电源的无功输出及平衡节点的电压幅值；u₂＝[Q_Geni,Q_Invi,V_s]，C_E为等式方程；C_I为不等式方程；N_Gen为发电机并网型分布式电源的个数；N_Inv为系统中逆变器并网型分布式电源个数；N_Invp为逆变器接入型分布式电源的控制方程数目；

通过松弛技术将不等式转化为等式：

若x＝(u₁,u₂,y(u₁,u₂),s(u₁,u₂,y(u₁,u₂)))，

为松弛变量；则其约束方程为：

为实数域；得到在分布式电源的有功输出空间上，在该空间上，满足配电网一系列安全约束方程的分布式电源可注入域：

8.根据权利要求1所述的一种考虑多种控制模型下的分布式电源可注入域刻画方法，其特征在于：所述步骤3中构建的动力学系统QH(x)为：

其中，DH(x)是方程组H(x)的雅克比矩阵，在动力学中，Q_H(x)是一个非线性非双曲的动力学系统。

9.根据权利要求1所述的一种考虑多种控制模型下的分布式电源可注入域刻画方法，其特征在于：所述步骤4的具体实现方法为：将分布式电源可注入域其中可行部分与动力学系统的常规稳定平衡流形一一对应：

其中，

是动力学系统QH(x)的常规稳定平衡流形，n为常规稳定平衡流形数目。

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