CN113922425A - 一种低压线路过电压治理方法及装置 - Google Patents

一种低压线路过电压治理方法及装置 Download PDF

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CN113922425A CN202010647478.9A CN202010647478A CN113922425A CN 113922425 A CN113922425 A CN 113922425A CN 202010647478 A CN202010647478 A CN 202010647478A CN 113922425 A CN113922425 A CN 113922425A
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Abstract

本发明实施例提供一种低压线路过电压治理方法及装置，该方法包括：S1,根据电压越限节点和预设电压限值选取关键节点，计算关键节点的有功灵敏度；S2,根据关键节点的有功灵敏度确定有功出力电源调节节点和有功出力调节功率；S3,若有功出力调节功率超出有功出力电源调节节点的光伏有功出力，则依据有功出力电源调节节点的光伏有功出力进行功率调节；若依然存在电压越限节点，则重复上述S1‑S3，直至不存在电压越限节点。通过在电压越限节点中选取关键节点，从而有效计算出有功功率调节时的有功出力调节功率值和有功出力电源调节节点，有效解决了在低压线路中，采用有功功率进行节点控制，从而实现过电压治理的方案。

Description

一种低压线路过电压治理方法及装置
技术领域
本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种低压线路过电压治理方法及装置。
背景技术
分布式电源接入配电网对电压有一定的提升作用，分布式发电装置(DistributedGeneration，DG)出力较大时，若线路轻载，DG将明显抬高接入点的电压。如果接人点是在馈电线路的末端，接入点的电压很可能会越过上限，而一旦发生故障需将DG切除，将会使得部分节点电压低于规定的下限值。减小电压偏差的最直接方式就是调整电源电压，如果负荷电压偏低，则通过提升电源电压可以令负荷电压达到要求；反之则需要降低电源电压。也可以通过增设无功补偿装置调节电网无功的方向。
输电线路集中电压控制中一般按照优先利用分布式电源的无功调节能力，最小化削减分布式电源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电源的无功调节能力对节点电压进行调节，但由于在低压配网中，对比中高压线路，其在线路电阻值较高而电抗值相对较小的情况下，电阻值的影响已经不能忽略，电压降的损失是由有功功率P和无功功率Q共同作用造成的。此时无功调节对节点电压的影响甚微，且无功调节可能造成网损的增加，因此在低压线路中入个更好的进行过电压治理已经成为业界亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种低压线路过电压治理方法及装置，用以解决上述背景技术中提出的技术问题，或至少部分解决上述背景技术中提出的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供一种低压线路过电压治理方法，包括：
S1,根据电压越限节点和预设电压限值选取关键节点，计算关键节点的有功灵敏度；
S2,根据关键节点的有功灵敏度确定有功出力电源调节节点和有功出力调节功率；
S3,若所述有功出力调节功率超出有功出力电源调节节点的光伏有功出力，则依据有功出力电源调节节点的光伏有功出力进行功率调节；
若依然存在电压越限节点，则重复上述S1-S3，直至不存在电压越限节点。
更具体的，所述方法还包括：
若所述有功出力调节功率未超出有功出力电源调节节点的光伏有功出力，则依照有功出力调节功率进行削减；
若进行削减后关键节点电压依然越限，则继续根据关键节点的有功灵敏度确定新的有功出力电源调节节点和新的有功出力调节功率；
根据新的有功出力电源调节节点和新的有功出力调节功率进行功率调节，直至关键节点电压不再越限。
更具体的，在所述根据新的有功出力电源调节节点和新的有功出力调节功率进行功率调节，直至关键节点电压不再越限的步骤之后，所述方法还包括：
若存在电压越限节点，则更新关键节点，根据更新后的关键节点重新进行功率调整，直至不存在电压越限节点。
更具体的，在所述根据电压越限节点和预设电压限值选取关键节点的步骤之前，所述方法还包括：
获取低电压线路各节点电压幅值信息，根据预设电压限值对各节点电压幅值信息进行判别，将电压幅值信息超过预设电压限值的节点作为电压越限节点。
更具体的，所述根据电压越限节点和预设电压限值选取关键节点的步骤，具体包括：
计算各个电压越限节点的电压幅值与预设电压限值的差值信息；
根据所述差值信息在各个电压越限节点中选取关键节点。
更具体的，所述根据关键节点的有功灵敏度确定有功出力电源调节节点和有功出力调节功率的步骤，具体包括：
选取与关键节点的有功灵敏度最大的分布式电源节点作为有功出力电源调节节点；
获取关键节点的电压越限值，根据关键节点的电压越限值和关键节点的有功灵敏度确定有功出力调节功率。
第二方面，本发明实施例提供一种低压线路过电压治理装置，包括：
选取模块，用于执行S1,S1为根据电压越限节点和预设电压限值选取关键节点，计算关键节点的有功灵敏度；
计算模块，用于执行S2,S2为根据关键节点的有功灵敏度确定有功出力电源调节节点和有功出力调节功率；
治理模块，用于执行S3,S3为若所述有功出力调节功率超出有功出力电源调节节点的光伏有功出力，则依据有功出力电源调节节点的光伏有功出力进行功率调节；
若依然存在电压越限节点，则重复上述S1-S3，直至不存在电压越限节点。
第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述低压线路过电压治理方法的步骤。
第四方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述低压线路过电压治理方法的步骤。
本发明实施例提供的一种低压线路过电压治理方法及装置，通过在电压越限节点中选取关键节点，并求取关键节点的有功灵敏度，从而有效计算出有功功率调节时的有功出力调节功率值和有功出力电源调节节点，有效解决了在低压线路中，在线路电阻值较高而电抗值相对较小的情况下，采用有功功率进行节点控制，从而实现过电压治理的方案。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例中所描述的低压线路过电压治理方法流程示意图；
图2为本发明一实施例中所描述的低电压线路示意图；
图3为本发明一实施例所描述的低压线路过电压治理算法流程图；
图4为本发明一实施例所描述的低压线路过电压治理装置结构示意图；
图5为本发明一实施例所描述的电子设备结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明一实施例中所描述的低压线路过电压治理方法流程示意图，如图1所示，包括：
步骤S1，根据电压越限节点和预设电压限值选取关键节点，计算关键节点的有功灵敏度；
步骤S2,根据关键节点的有功灵敏度确定有功出力电源调节节点和有功出力调节功率；
步骤S3,若所述有功出力调节功率超出有功出力电源调节节点的光伏有功出力，则依据有功出力电源调节节点的光伏有功出力进行功率调节；
若依然存在电压越限节点，则重复上述S1-S3，直至不存在电压越限节点。
具体的，本发明实施例中所描述的电压越限节点是指低压线路中电压幅值信息超出预设电压限值的节点，若无电压越限节点，则控制过程结束。若有电压越限节点，则继续进行后续步骤，选择关键节点。
计算电压越限节点的电压与电压限值的差值ΔUm，所有超出限值节点超出部分的序列记为ΔUm＝[ΔUm1,ΔUm2,...,ΔUmn]。在线路中，选取电压越限超出电压标准程度最大的节点，将其作为关键节点，这一节点的电压超限值记为ΔUmax。
在选择关键节点后，计算关键节点的有功灵敏度时，首先对关键节点电压的有功灵敏度系数进行求取。增量法是一种针对特定节点求取灵敏度系数的方法，如式(1)所示：
Figure BDA0002573639240000051
其中，该公式为因变量y关于自变量x的灵敏度。
利用增量法求取节点电压的有功灵敏度系数，则关键节点j电压Uj关于节点i注入的有功功率Pi的灵敏度SUP为：
Figure BDA0002573639240000052
根据式(2)进行电压有功灵敏度计算，选取与关键节点的节点电压有功灵敏度最大的分布式电源作为有功出力电源调节节点，进行有功出力的调节。
则计算需要削减的分布式光伏电源有功出力ΔPmax即为：
Figure BDA0002573639240000053
判别需要削减的有功出力是否足够。如果需要调节的分布式光伏电源有功功率ΔPmax小于分布式光伏电源此时的有功出力PDG，则根据ΔPmax对分布式光伏电源有功出力进行削减，若所述有功出力调节功率超出有功出力电源调节节点的光伏有功出力，则依据有功出力电源调节节点的光伏有功出力进行功率调节，若不存在电压越限节点，则结束流程，若依然存在电压越限节点，则重复上述电力治理方法的步骤，直至不存在电压越限节点。
本发明实施例通过在电压越限节点中选取关键节点，并求取关键节点的有功灵敏度，从而有效计算出有功功率调节时的有功出力调节功率值和有功出力电源调节节点，有效解决了在低压线路中，在线路电阻值较高而电抗值相对较小的情况下，采用有功功率进行节点控制，从而实现过电压治理的方案。
在上述实施例的基础上，所述方法还包括：
若所述有功出力调节功率未超出有功出力电源调节节点的光伏有功出力，则依照有功出力调节功率进行削减；
若进行削减后关键节点电压依然越限，则继续根据关键节点的有功灵敏度确定新的有功出力电源调节节点和新的有功出力调节功率；
根据新的有功出力电源调节节点和新的有功出力调节功率进行功率调节，直至关键节点电压不再越限。
具体的，在确定新的有功出力电源调节节点和新的有功出力调节功率后，则继续判断新的有功出力调节功率是否超出新的有功出力电源调节节点的光伏有功出力，若超出，则依据新的有功出力电源调节节点的光伏有功出力进行功率调节；若未超出，则依据新的有功出力调节功率进行调节。
再次检测关键节点电压是否越限，若其未越限则判断当前是否存在越限电压节点，若也不存在越限节点，则流程结束。
本发明实施例通过判断有功出力调节功率是否超过有功出力电源调节节点的光伏有功出力，来通过不同的方式进行功率削减，从而更好实现电压调节。
在上述实施例的基础上，在所述根据新的有功出力电源调节节点和新的有功出力调节功率进行功率调节，直至关键节点电压不再越限的步骤之后，所述方法还包括：
若存在电压越限节点，则更新关键节点，根据更新后的关键节点重新进行功率调整，直至不存在电压越限节点。
具体的，若依然存在电压越限节点，则重新选定当前情况下的关键节点，并根据当前情况下选定的新的关键节点重新确定有功出力电源调节节点和有功出力调节功率，从而实现电压治理。
若当前不存在电压越限节点，则结束流程。
本发明实施例通过判断是否存在电压越限节点，从而判断是否需要继续进行电压调节，从而保证可以通过多次循环电压调节达到理想的效果。
在上述实施例的基础上，在所述根据电压越限节点和预设电压限值选取关键节点的步骤之前，所述方法还包括：
获取低电压线路各节点电压幅值信息，根据预设电压限值对各节点电压幅值信息进行判别，将电压幅值信息超过预设电压限值的节点作为电压越限节点。
具体的，图2为本发明一实施例中所描述的低电压线路示意图，如图2所示，假设线路中共有n个节点，由电压向量分析可知，节点i的电压幅值信息可表示为：
Figure BDA0002573639240000071
其中，Rk和Xk分别为某节点k和节点k+1之间的线路电阻和电抗。
Pk和Qk分别为第k个节点上接入的负载总和，包含节点k之后的节点接入的所有有功功率和无功功率总和。∑PDG和∑QDG分别为节点k之后的节点接入的所有分布式电源的有功出力和无功出力的总和，若某节点之后没有分布式电源接入，则这两个总和可记为0。U0为低压线路首端电压或低压侧母线电压，即0节点电压。
然后，根据预设电压限值对各节点电压幅值信息进行判别，将电压幅值信息超过预设电压限值的节点作为电压越限节点。
在上述实施例的基础上，所述根据电压越限节点和预设电压限值选取关键节点的步骤，具体包括：
计算各个电压越限节点的电压幅值与预设电压限值的差值信息；
根据所述差值信息在各个电压越限节点中选取关键节点。
若某节点的电压幅值记作Um，预设电压限值记作Ulim，该节点电压幅值超过预设电压限值的部分记作ΔUm，则有：ΔUm＝|Ulim-Um|，计算电压越限节点的电压与预设电压限值的差值ΔUm，所有超出限值节点超出部分的序列记为ΔUm＝[ΔUm1,ΔUm2,...,ΔUmn]。
在上述实施例的基础上，所述根据关键节点的有功灵敏度确定有功出力电源调节节点和有功出力调节功率的步骤，具体包括：
选取与关键节点的有功灵敏度最大的分布式电源节点作为有功出力电源调节节点；
获取关键节点的电压越限值，根据关键节点的电压越限值和关键节点的有功灵敏度确定有功出力调节功率。
根据关键节点的电压越限值和关键节点的有功灵敏度确定有功出力调节功率具体为：
Figure BDA0002573639240000081
其中，ΔPmax为有功出力调节功率，ΔUmax为关键节点的电压越限值，SUP为关键节点的有功灵敏度。
图3为本发明一实施例所描述的低压线路过电压治理算法流程图，如图3所示，首先，初始化，监控和采集各节点的电压信息，记录各节点电压幅值数据Um，然后判断是否存在过电压节点，若不存在过电压节点，则在延时T后，继续监控和采集各节点的电压信息，若存在过电压节点，则计算电压越限节点的电压与电压限值的差值，然后选择关键节点，在计算关键节点的有功灵敏度，依据最大灵敏度确定削减有功的节点和数额，判断削减数额是否超出光伏有功出力，若超出，则依据光伏有功出力进行削减，并将光伏电源标记为已调节电源，不再参与有功灵敏度计算，然后判断是否存在过电压节点；若削减数额未超出光伏有功出力，则依据削减数额进行削减，然后判断关键节点电压是否越限，若越限，则回到计算关键节点的有功灵敏度的步骤，若未越限，则判断是否存在过电压节点，若存在过电压节点，则回到计算所有过电压节点的电压幅值与电压限值的差值的步骤，若不存在过电压节点，则结束流程。
图4为本发明一实施例所描述的低压线路过电压治理装置结构示意图，如图4所示，包括：选取模块410、计算模块420和治理模块430；其中，选取模块410用于执行S1,S1为根据电压越限节点和预设电压限值选取关键节点，计算关键节点的有功灵敏度；其中，计算模块420用于执行S2,S2为根据关键节点的有功灵敏度确定有功出力电源调节节点和有功出力调节功率；其中，治理模块430用于执行S3,S3为若所述有功出力调节功率超出有功出力电源调节节点的光伏有功出力，则依据有功出力电源调节节点的光伏有功出力进行功率调节；若依然存在电压越限节点，则重复上述S1-S3，直至不存在电压越限节点。
本发明实施例提供的装置是用于执行上述各方法实施例的，具体流程和详细内容请参照上述实施例，此处不再赘述。
本发明实施例通过在电压越限节点中选取关键节点，并求取关键节点的有功灵敏度，从而有效计算出有功功率调节时的有功出力调节功率值和有功出力电源调节节点，有效解决了在低压线路中，在线路电阻值较高而电抗值相对较小的情况下，采用有功功率进行节点控制，从而实现过电压治理的方案。
图5为本发明一实施例所描述的电子设备结构示意图，如图5所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)510、通信接口(Communications Interface)520、存储器(memory)530和通信总线540，其中，处理器510，通信接口520，存储器530通过通信总线540完成相互间的通信。处理器510可以调用存储器530中的逻辑指令，以执行如下方法：S1,根据电压越限节点和预设电压限值选取关键节点，计算关键节点的有功灵敏度；S2,根据关键节点的有功灵敏度确定有功出力电源调节节点和有功出力调节功率；S3,若所述有功出力调节功率超出有功出力电源调节节点的光伏有功出力，则依据有功出力电源调节节点的光伏有功出力进行功率调节；若依然存在电压越限节点，则重复上述S1-S3，直至不存在电压越限节点。
此外，上述的存储器530中的逻辑指令可以通过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(可以是个人计算机，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、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本发明实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：S1,根据电压越限节点和预设电压限值选取关键节点，计算关键节点的有功灵敏度；S2,根据关键节点的有功灵敏度确定有功出力电源调节节点和有功出力调节功率；S3,若所述有功出力调节功率超出有功出力电源调节节点的光伏有功出力，则依据有功出力电源调节节点的光伏有功出力进行功率调节；若依然存在电压越限节点，则重复上述S1-S3，直至不存在电压越限节点。
本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质存储服务器指令，该计算机指令使计算机执行上述各实施例提供的方法，例如包括：S1,根据电压越限节点和预设电压限值选取关键节点，计算关键节点的有功灵敏度；S2,根据关键节点的有功灵敏度确定有功出力电源调节节点和有功出力调节功率；S3,若所述有功出力调节功率超出有功出力电源调节节点的光伏有功出力，则依据有功出力电源调节节点的光伏有功出力进行功率调节；若依然存在电压越限节点，则重复上述S1-S3，直至不存在电压越限节点。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种低压线路过电压治理方法，其特征在于，包括：
S1,根据电压越限节点和预设电压限值选取关键节点，计算关键节点的有功灵敏度；
S2,根据关键节点的有功灵敏度确定有功出力电源调节节点和有功出力调节功率；
S3,若所述有功出力调节功率超出有功出力电源调节节点的光伏有功出力，则依据有功出力电源调节节点的光伏有功出力进行功率调节；
若依然存在电压越限节点，则重复上述S1-S3，直至不存在电压越限节点。
2.根据权利要求1所述低压线路过电压治理方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述有功出力调节功率未超出有功出力电源调节节点的光伏有功出力，则依照有功出力调节功率进行削减；
若进行削减后关键节点电压依然越限，则继续根据关键节点的有功灵敏度确定新的有功出力电源调节节点和新的有功出力调节功率；
根据新的有功出力电源调节节点和新的有功出力调节功率进行功率调节，直至关键节点电压不再越限。
3.根据权利要求2所述低压线路过电压治理方法，其特征在于，在所述根据新的有功出力电源调节节点和新的有功出力调节功率进行功率调节，直至关键节点电压不再越限的步骤之后，所述方法还包括：
若存在电压越限节点，则更新关键节点，根据更新后的关键节点重新进行功率调整，直至不存在电压越限节点。
4.根据权利要求1所述低压线路过电压治理方法，其特征在于，在所述根据电压越限节点和预设电压限值选取关键节点的步骤之前，所述方法还包括：
获取低电压线路各节点电压幅值信息，根据预设电压限值对各节点电压幅值信息进行判别，将电压幅值信息超过预设电压限值的节点作为电压越限节点。
5.根据权利要求1所述低压线路过电压治理方法，其特征在于，所述根据电压越限节点和预设电压限值选取关键节点的步骤，具体包括：
计算各个电压越限节点的电压幅值与预设电压限值的差值信息；
根据所述差值信息在各个电压越限节点中选取关键节点。
6.根据权利要求1所述低压线路过电压治理方法，其特征在于，所述根据关键节点的有功灵敏度确定有功出力电源调节节点和有功出力调节功率的步骤，具体包括：
选取与关键节点的有功灵敏度最大的分布式电源节点作为有功出力电源调节节点；
获取关键节点的电压越限值，根据关键节点的电压越限值和关键节点的有功灵敏度确定有功出力调节功率。
7.一种低压线路过电压治理装置，其特征在于，包括：
选取模块，用于执行S1,S1为根据电压越限节点和预设电压限值选取关键节点，计算关键节点的有功灵敏度；
计算模块，用于执行S2,S2为根据关键节点的有功灵敏度确定有功出力电源调节节点和有功出力调节功率；
治理模块，用于执行S3,S3为若所述有功出力调节功率超出有功出力电源调节节点的光伏有功出力，则依据有功出力电源调节节点的光伏有功出力进行功率调节；若依然存在电压越限节点，则重复上述S1-S3，直至不存在电压越限节点。
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述低压线路过电压治理方法的步骤。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述低压线路过电压治理方法的步骤。
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