CN115276033B - 一种多源无功参与中压配电网线损优化方法和系统 - Google Patents

一种多源无功参与中压配电网线损优化方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多源无功参与中压配电网线损优化方法和系统，所述方法包括：在配电自动化主站系统侧新增控制辅助主站，所述控制辅助主站接入中压配电网线路侧无功补偿装置及分布式光伏逆变器；配电自动化主站系统获取中压配电网线路侧融合终端数据，并将获取数据传输至控制辅助主站与融合终端数据共享；控制辅助主站与无功补偿装置及分布式光伏侧进行信息交互，并以线路损耗最小为控制目标，根据线路无功运行状态制定线路无功控制策略，远程自动调节无功补偿装置及分布式光伏逆变器等无功源完成目标闭环控制。本发明通过在配电自动化主站侧部署控制辅助主站方式，实现了远程自动调节无功补偿装置及逆变器等无功源完成目标闭环控制。

Description

一种多源无功参与中压配电网线损优化方法和系统
技术领域
本发明属于配电网无功功率控制技术领域，尤其涉及一种多源无功参与中压配电网线损优化方法和系统。
背景技术
电网输出的功率包括两部分：一是有功功率：直接消耗电能，把电能转变为机械能、热能、化学能或声能，利用这些能作功，这部分功率称为有功功率；二是无功功率：消耗电能，但只是把电能转换为另一种形式的能，这种能作为电气设备能够作功的必备条件，并且，这种能是在电网中与电能进行周期性转换，这部分功率称为无功功率，如电磁元件建立磁场占用的电能，电容器建立电场所占的电能。
配电网在电力系统中的任务是分配电能，是电力系统中连接用户的关键供电环节，需要对配电网进行无功补偿，以提高供电电压质量，同时降低配电网的网损。无功补偿是一种在电力供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境的技术。电网中常用的无功补偿方式包括：集中补偿：在高低压配电线路中安装并联电容器组；分组补偿：在配电变压器低压侧和用户车间配电屏安装并联补偿电容器；单台电动机就地补偿：在单台电动机处安装并联电容器等。加装无功补偿装置，不仅可使功率消耗小，功率因数提高，还可以充分挖掘设备输送功率的潜力。
所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少电网的损耗，使电网质量提高。反之，如选择或使用不当，可能造成电压波动，谐波增大等。
现阶段中压配电网无功补偿装置分散部署，就地采集，就地控制。一方面，其控制的目标为离线方式整定，无法自动适应线路潮流变化或拓扑变化，线路无功损耗仍然存在，且无功分布不合理；另一方面，在国家能源战略的大背景下，新能源高比例接入日趋明显，配电网已然面临更严峻的考验，分布式光伏的广泛接入使得线路电压分布更趋复杂，传统固化的无功补偿无法适应动态电压的波动，线路损耗更加明显，且线路电压呈现高、低越界风险。
现阶段为了解决上述问题采用的方法包括：
在线损控制方案方面，通过深度分析线路无功电压运行曲线的短、中、长等不同时间维度的周期性变化规律，制定智能决策算法下置到无功补偿设备控制器实现智能调节。常规线路中负荷变化规律相对稳定，该方法基本能够应对存在的损耗高问题，但并不能适应分布式光伏及直流系统接入后引起的拓扑、潮流动态变化的应用场景。
在线损优化算法和解决措施方面，现有技术CN201710992376.9公开了一种中压配电网线损计算方法，对配电自动化系统和用电信息采集系统的配电网测量数据进行融合分析，通过适当的预处理技术消除数据缺陷，提高计算精度，防止算法不收敛的风险；采用测量区域分解和配变负荷分配计算得到各配电变压器的负荷数据，接着采用前推回代法进行配电网潮流计算，最后根据潮流计算的结果算出配电网的理论线损，提高了配电网理论线损算法的适用性和准确性。该技术借用了配电终端的测量数据，给出了基于稳态潮流的理论线损计算方法，但是一方面未考虑分布式电源接入后的潮流动态变化引起的线损变化，另一方面也未能提出降低线损的具体措施。
随着通信信息技术的不断发展，电力无线专网的广泛应用，传统融合终端的海量数据可以通过通信交互方式完成与新型控制系统的共享，从而具备了全局线路线损最优控制的条件。另外，分布式光伏的广泛接入也为线路提供了更加丰富的无功可控资源，从而使得线路无功电压控制具备了更多的控制手段和更加灵活的控制策略。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种多源无功参与中压配电网线损优化方法和系统，本发明可实现分布式电源接入后动态调整线路无功源，从而实现动态的最优无功控制，同时考虑了中压线路无功补偿装置参与线路无功协调。
在配电自动化主站侧新增控制辅助主站，将配电自动化主站系统采集的融合终端数据传输给控制辅助主站，实现中压配电网线路融合终端数据共享，同时将中压线路侧无功补偿装置及分布式光伏逆变器可以通过无线专网、无线公网或HPLC等方式接入控制辅助主站，控制辅助主站以线路损耗最小为控制目标，根据线路无功运行状态制定线路无功控制策略，远程自动调节无功补偿装置及逆变器等无功源完成目标闭环控制。本发明可实现分布式电源接入后动态调整线路无功源，从而实现动态的最优无功控制，同时考虑了中压线路无功补偿装置参与线路无功协调。
实现本发明目的的技术技术解决方案为：
一种多源无功参与中压配电网线损优化方法，所述方法包括：
步骤1、在配电自动化主站系统侧新增控制辅助主站，所述控制辅助主站接入中压配电网线路侧无功补偿装置及通过该线路接入的分布式光伏逆变器；
步骤2、配电自动化主站系统获取中压配电网线路侧融合终端数据，并将获取数据传输至控制辅助主站，实现配电自动化主站系统与融合终端之间的数据共享；
步骤3、控制辅助主站与无功补偿装置及分布式光伏侧进行信息交互，并以线路损耗最小为控制目标，根据线路无功运行状态制定线路无功控制策略，远程自动调节无功补偿装置及分布式光伏逆变器完成目标闭环控制。
优选地，所述控制辅助主站内设通信模块A、通信模块B和控制策略模块C；
所述通信模块A，用于接收配电自动化主站系统获取并转发的融合终端数据；
所述通信模块B，用于与中压配电网线路侧的无功补偿装置和分布式光伏侧进行信息交互；
所述控制策略模块C，用于线路最优线损无功控制策略的制定和控制执行。
所述通信模块A为嵌入在控制辅助主站的软件模块；
所述软件模块内设计有通信协议PAj,j＝1,2,......,NA；
其中，NA≥2，为通信协议类别数；
所述通信模块A与配电自动化主站实际采用的通信协议支持手动选择。
优选地，所述通信协议PAj,j＝1,2,......,NA包括IEC103和IEC104；
且所述通信协议PAj在传输时经过RSA非对称加密算法加密以确保测量数据传输的安全性。
优选地，所述通信模块B为嵌入在控制辅助主站的软件模块；
所述软件模块内设计有通信协议PBj,j＝1,2,......,NB；
其中，NB≥3，为通信协议类别数；
所述通信模块B与无功补偿装置或分布式光伏逆变器实际采用的通信协议支持手动选择；
在分布式光伏侧，逆变器为1个或多个，所有逆变器在分布式光伏并网侧汇聚到光伏接入终端。
优选地，所述通信协议PBj,j＝1,2,......,NB包括IEC103、IEC104和ModbusRTU；
且所述通信协议PBj在传输时经过ECC非对称加密算法加密以确保控制指令传输的安全性。
优选地，所述控制策略模块C的输入为无功功率、线路开关状态，输出为各无功补偿装置或无功补偿装置及分布式光伏接入终端需要调节的无功目标值序列。
优选地，步骤1中，所述控制辅助主站通过无线专网、无线公网或HPLC接入中压配电网线路侧无功补偿装置及分布式光伏逆变器。
优选地，步骤3中，无功补偿装置传输至控制辅助主站的信息包括无功补偿装置额定无功容量和当前无功功率；
控制辅助主站传输至无功补偿装置的信息包括各无功补偿装置需要调节的无功目标值序列；
分布式光伏侧传输至控制辅助主站的信息包括光伏逆变器总的额定无功容量、光伏逆变器总的当前运行状态；
控制辅助主站传输至分布式光伏逆变器侧的信息包括各分布式光伏接入终端需要调节的无功目标值序列。
优选地，步骤3所述线路的供电方式为单电源供电或双电源供电；
当所述线路为单电源供电方式时，控制辅助主站控制的目标为整个线路，目标数量为1；
当所述线路为双电源供电方式时，控制辅助主站控制的目标为被分段开关分开后的两段线路，目标数量为2。
优选地，步骤3所述根据线路无功运行状态制定线路无功控制策略，具体为：
在所述线路为单电源供电方式时，制定的是单套控制策略，其控制策略的制定是静态的；
在所述线路为双电源供电时，制定的是单套控制策略或双套控制策略，其控制策略的制定是动态的，策略的动态制定是由线路的拓扑决定，分段开关闭合时为单套控制策略，分段开关分开时为双套控制策略。
优选地，步骤3所述线路损耗最小是指线路中无功功率传输趋于0或无功功率在线路中的传输最小。
优选地，步骤3中，当仅有无功补偿装置参与无功优化控制时，假设其拓扑状态为：
所有无功按照感性计算，线路采用左侧供电，线路出线从左至右无功功率依次分布为sqi；
此时无功补偿装置的无功功率为cqM，额定无功容量为cQM，制定线路无功控制策略，其实现步骤如下：
步骤(1)、实时计算线路总的无功需求量；
步骤(2)、实时计算线路各无功补偿装置可控无功裕度；
步骤(3)、按等需求分配无功需求量，得到无功目标值序列；
步骤(4)、向各无功补偿装置下发无功目标值序列，完成一次控制；
步骤(5)、当各无功补偿装置可控无功裕度均使用完毕或线路总的无功需求量为0或当前总的无功需求量大于或等于上次总的无功需求量时完成目标闭环控制，否则执行步骤(1)～步骤(4)。
优选地，步骤(1)中，线路总的无功需求量计算公式为：
其中，N为融合终端数量；
步骤(2)中，线路各无功补偿装置可控无功裕度计算公式为：
yqj＝cQj-cqj,j＝1,2,......,M，M为无功补偿设备的数量；
步骤(3)中，按等需求分配无功需求量，得到的无功目标值序列为：
tqj＝rq/M,j＝1,2,3,......,M。
优选地，步骤3中，当无功补偿装置及分布式光伏组合参与无功优化控制时，假设其拓扑状态为：
所有无功按照感性计算，线路采用左侧供电，线路出线从左至右无功依次分布为sqi，无功补偿装置的无功功率为c1qM，额定无功容量为c1QM，分布式光伏无功功率为c2qW，额定无功容量为c2QW，制定线路无功控制策略，其实现步骤如下：
步骤(1)、实时计算线路总的无功需求量其中，N为融合终端数量；
步骤(2)、实时计算各无功补偿装置可控无功裕度：
y1qj＝c1Qj-c1qj,j＝1,2,......,M，M为无功补偿设备的数量；
实时计算各分布式光伏无功可控裕度：
y2qk＝c2Qk-c2qk,k＝1,2,......,W，W为分布式光伏接入终端数量；
步骤(3)、按等需求分配无功需求量，得到无功目标值序列为：
t1qj＝t2qk＝rq/(M+W),j＝1,2,3,......,M,k＝1,2,3,......,W；
步骤(4)、向各无功补偿装置、各分布式光伏下发无功目标值序列，完成一次控制；
步骤(5)、当各无功补偿装置、各分布式光伏可控无功裕度均使用完毕或总的无功需求量为0或本次总的无功需求量大于或等于上次总的无功需求量时完成目标闭环控制，否则执行步骤(1)～步骤(4)。
优选地，步骤3中，当线路拓扑变化后仅有无功补偿装置Mj(j＝1,2,…，M1,…，M)参与无功优化控制时，假设其拓扑状态为：
所有无功按照感性计算，线路采用双电压供电，左侧无功补偿装置M1与左侧电源L关联，从无功补偿装置M1+1向右的无功补偿装置与右侧电源R关联，线路出线从左至右无功依次分布为sqi，无功补偿装置的无功功率为cqM，额定无功容量为cQM，制定线路无功控制策略，其按照左、右两个闭环对象进行实现：
其中，左侧闭环对象实现步骤如下：
步骤(1)、实时计算左侧线路的无功需求量：N1为左侧线路融合终端数量；
步骤(2)、实时计算左侧无功补偿装置可控无功裕度：
yqj/L＝cQj-cqj,j＝1,2,......,M1，M1为左侧无功补偿设备的数量；
步骤(3)、按等需求分配左侧线路的无功需求量，得到无功目标值序列为：
tqj/L＝rq/L/M1,j＝1,2,3,......,M1；
步骤(4)、向左侧无功补偿装置下发无功目标值序列，完成一次控制；
步骤(5)、当左侧无功补偿装置的可控无功裕度均使用完毕或左侧线路的无功需求量为0或本次左侧线路的无功需求量大于或等于上次左侧线路的无功需求量时完成左侧目标闭环控制，否则执行左侧闭环对象实现步骤(1)～步骤(4)；
其中，右侧闭环对象实现步骤如下：
步骤(1)、实时计算右侧线路的无功需求量
步骤(2)、实时计算右侧线路无功补偿装置可控无功裕度：
yqj/R＝cQj-cqj,j＝M1+1,M1+2,......,M；
步骤(3)、按等需求分配右侧线路的无功需求量，得到无功目标值序列为：
tqj/R＝rq/R/(M-M1),j＝M1+1,M1+2,......,M；
步骤(4)、向右侧线路无功补偿装置下发无功目标值序列，完成一次控制；
步骤(5)、当右侧线路无功补偿装置的无功裕度均使用完毕或右侧线路的无功需求量为0或本次右侧线路的无功需求量大于或等于上次右侧线路的无功需求量时完成目标闭环控制，否则执行右侧闭环对象实现步骤(1)～步骤(4)。
优选地，步骤3中，当线路拓扑变化后无功补偿装置Mj(j＝1,2,…，M1,…，M)及分布式光伏Wk(k＝1,2,..W1,..W)组合参与无功优化控制时，假设其拓扑状态为：
所有无功按照感性计算，线路采用双电压供电，左侧无功补偿装置M1与左侧电源L关联，从无功补偿装置M1+1向右的无功补偿装置与右侧电源R关联，左侧分布式光伏W1与左侧电源L关联，从分布式光伏W1+1向右的分布式光伏与右侧电源R关联，线路出线从左至右无功依次分布为sqi，此时无功补偿装置的无功功率为c1qM，无功补偿装置额定无功容量为c1QM，分布式光伏的无功功率为c2qW，分布式光伏额定无功容量为c2QW，制定线路无功控制策略，其按照左、右两个闭环对象进行实现：
其中，左侧闭环对象实现步骤如下：
步骤(1)、实时计算线路左侧总无功需求量
步骤(2)、实时计算左侧各无功补偿装置可控无功裕度：
y1qj/L＝cQj-cqj,j＝1,2,......,M1；
实时计算左侧分布式光伏可控无功裕度：
y2qk/L＝c2Qk-c2qk,k＝1,2,......,W1；
步骤(3)、按等需求分配左侧总无功需求量，得到左侧各无功补偿装置无功目标值序列和左侧各分布式光伏无功目标值序列为：
t1qj/L＝t2qk/L＝rq/L/(M1+W1),j＝1,2,3,......,M1；k＝1,2,3,......,W1；
步骤(4)、向左侧各无功补偿装置和各分布式光伏下发无功目标值序列，完成一次控制；
步骤(5)、当左侧各无功补偿装置和各分布式光伏的可控无功裕度均使用完毕或左侧总无功需求量为0或本次左侧总无功需求量大于或等于上次左侧总无功需求量时完成目标闭环控制，否则执行左侧闭环对象实现步骤(1)～步骤(4)；
其中，右侧闭环对象实现步骤如下：
步骤(1)、实时计算右侧线路总无功需求量
步骤(2)、实时计算右侧无功补偿装置可控无功裕度为：
y1qj/R＝c1Qj-c1qj,j＝M1+1,M1+2,......,M；
实时计算右侧分布式光伏可控无功裕度为：
y2qk/R＝c2Qk-c2qk,k＝W1+1,W1+2,......,W；
步骤(3)、按等需求分配右侧总无功需求量，得到右侧各无功补偿装置无功目标值序列和右侧各分布式光伏无功目标值序列为：
t1qj/R＝t2qk/R＝rq/R/(M-M1+W-W1),j＝M1+1,M1+2,......,M；k＝W1+1,W1+2,......,W
步骤(4)、向右侧各无功补偿装置和各分布式光伏下发无功目标值序列，完成一次控制；
步骤(5)、当右侧各无功补偿装置和各分布式光伏的可控无功裕度均使用完毕或右侧线路总无功需求量为0或本次右侧线路总无功需求量大于或等于上次右侧线路总无功需求量时完成目标闭环控制，否则执行右侧闭环对象实现步骤(1)～步骤(4)。
本发明还提供一种多源无功参与中压配电网线损优化系统，所述系统包括配电自动化主站系统和配电自动化主站系统侧新增控制辅助主站；
所述控制辅助主站接入中压配电网线路侧无功补偿装置及通过该线路接入的分布式光伏逆变器；
配电自动化主站系统，用于获取中压配电网线路侧融合终端数据，并将获取数据传输至控制辅助主站，实现配电自动化主站系统与融合终端之间的数据共享；
所述控制辅助主站，用于与无功补偿装置及分布式光伏侧进行信息交互，并以线路损耗最小为控制目标，根据线路无功运行状态制定线路无功控制策略，远程自动调节无功补偿装置及分布式光伏逆变器完成目标闭环控制。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、通过采取共享融合终端数据的方法，减少了无功补偿装置采集的功能，降低无功补偿设备的成本；
2、通过控制辅助主站的部署，实现了线路电压的最优控制，最大限度的降低线路损耗，提高了线路无功功率控制的自动化程度，大大降低了配电网无功电压治理的运维工作量；
3、控制辅助主站支持分布式光伏的接入，挖掘了逆变器的无功能力，使得分布式光伏聚合参与了线路的无功电压治理，提高了分布式光伏的消纳水平，具有很好的应用推广价值。
附图说明
图1为本发明提出的一种多源无功参与中压配电网线损优化方法实现系统拓扑组网示意图。
图2为本发明实施例1提出的一种多源无功参与中压配电网线损优化方法中无功补偿装置参与无功优化控制示意图。
图3为本发明实施例2提出的一种多源无功参与中压配电网线损优化方法中无功补偿装置及分布式光伏组合参与无功优化控制示意图。
图4为本发明实施例3提出的一种多源无功参与中压配电网线损优化方法中拓扑变化后无功补偿装置参与无功优化控制示意图。
图5为本发明实施例4提出的一种多源无功参与中压配电网线损优化方法中拓扑变化后无功补偿装置及分布式光伏组合参与无功优化控制示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，包括二次系统组网拓扑和一次系统组网拓扑，本发明提供了一种多源无功参与中压配电网线损优化方法，在配电自动化主站侧新增控制辅助主站，将配电自动化主站系统采集的融合终端数据传输给控制辅助主站，实现中压配电网线路融合终端数据共享，同时将中压线路侧无功补偿装置及分布式光伏逆变器可以通过无线专网、无线公网或HPLC(低压电力线高速载波通信)等方式接入控制辅助主站，控制辅助主站以线路损耗最小为控制目标，根据线路无功运行状态制定线路无功控制策略，远程自动调节无功补偿装置及逆变器等无功源完成目标闭环控制。
在本发明优选但非限制性的实施方式中，本发明方法具体步骤包括：
步骤1、在配电自动化主站系统侧新增控制辅助主站，所述控制辅助主站接入中压配电网线路侧无功补偿装置及通过该线路接入的分布式光伏逆变器；
步骤2、配电自动化主站系统获取中压配电网线路侧融合终端数据，并将获取数据传输至控制辅助主站，实现配电自动化主站系统与融合终端之间的数据共享；
步骤3、控制辅助主站与无功补偿装置及分布式光伏侧进行信息交互，并以线路损耗最小为控制目标，根据线路无功运行状态制定线路无功控制策略，远程自动调节无功补偿装置及分布式光伏逆变器等无功源完成目标闭环控制。
在具体实施时，进一步优选地：
(1)控制辅助子站具有接收配电自动化主站系统采集的融合终端数据能力：控制辅助主站内置通信模块A；
所述通信模块A能够兼容配电自动化主站系统的通信协议；
其中，配电自动化主站系统采集获取融合终端数据是现阶段已经存在的技术。
配电自动化主站传输至控制辅助主站的信息包括：
线路中各融合终端采集线路的电压sUi；
线路开关状态sSi；
其中i＝1,2,3,......,N，N为融合终端数量；
其中，配电自动化主站与控制辅助主站之间是双向通信：
一方面配电自动化主站可增加IEC103或IEC104等服务器接收控制辅助主站的数据请求业务；
另一方面，配电自动化主站也可以向控制辅助主站进行监测信息的请求业务，从而完成对控制辅助主站的监测，完善配电自动化主站系统的功能。
进一步优选地，所述通信模块A为嵌入在控制辅助主站的软件模块；
所述软件模块内设计有通信协议PAj,j＝1,2,......,NA；
其中，NA≥2，为通信协议类别数；
所述通信模块A与配电自动化主站实际采用的通信协议支持手动选择；
设置手动选择功能是为了使得通信模块A具备兼容接入配电自动化主站系统的能力。
所述通信协议PAj,j＝1,2,......,NA包括但不限于IEC103和IEC104；
所述通信协议PAj在传输时经过RSA非对称加密算法加密以确保测量数据传输的安全性。
所述RSA非对称加密算法采用不同的加密秘钥和解密秘钥进行非对称加密以确保测量数据传输的安全性。
所述RSA非对称加密算法中，秘钥分为公钥和私钥，用私钥加密的明文，只能用公钥解密；用公钥加密的明文，只能用私钥解密。
(2)控制辅助主站具备与中压配电网无功补偿装置交互的能力：
控制辅助主站内置通信模块B，所述通信模块B能够与中压线路无功补偿装置通信。
其中，无功补偿装置传输至控制辅助主站的信息包括：
无功补偿装置当前运行状态c1Sj；
额定无功容量c1Qj；
当前无功功率c1qj；
控制辅助主站传输至无功补偿装置的信息包括：
需调节的无功目标值序列t1qj；
其中j＝1,2,3,......,M，M为无功补偿设备的数量。
(3)控制辅助主站具备与分布式光伏逆变器交互的能力：
控制辅助主站的通信模块B能够与分布式光伏逆变器通信，在分布式光伏侧，逆变器为1个或多个，所有逆变器在分布式光伏并网侧汇聚到光伏接入终端。
所述通信模块B能够与分布式光伏逆变器通信是指通信模块B与所述光伏接入终端采用通信协议通信。
进一步优选地，所述通信模块B为嵌入在控制辅助主站的软件模块；
所述软件模块内设计有通信协议PBj,j＝1,2,......,NB；
其中，NB≥3，为通信协议类别数；
所述通信模块B与无功补偿装置或分布式光伏逆变器实际采用的通信协议支持手动选择；
设置手动选择功能是为了使得通信模块B具备兼容接入无功补偿装置和分布式光伏逆变器的能力。
所述通信协议PBj,j＝1,2,......,NB包括但不限于IEC103、IEC104和ModbusRTU；
且所述通信协议PBj在传输时经过椭圆曲线密码学(Elliptic CurveCryptography，ECC)非对称加密算法加密以确保控制指令传输的安全性。
ECC非对称加密算法为基于椭圆曲线数学的公开密钥加密算法，其相比于非对称加密算法使用较小的密钥长度并提供相当等级的安全性。
其中分布式光伏接入终端传输至控制主站的信息包括：
光伏逆变器总的额定无功容量c2Qk；
光伏逆变器总的当前无功功率c2qk；
当前运行状态c2Sk；
控制辅助主站传输至分布式光伏接入终端的信息包括：
需调节的无功目标值序列t2qk。
其中k＝1,2,3,......,W。W为分布式光伏接入终端数量；
(4)控制辅助主站具备制定线路最优线损控制策略制定和控制的能力。
是指控制辅助主站内置控制策略模块C；
控制策略模块的输入为线路电压sUi；
线路开关状态sSi；
控制模块的输出为各无功补偿装置或无功补偿装置及分布式光伏接入终端需要调节的无功目标值序列，如下：
{t1qj,t2qk},j＝1,2,3,......,M；k＝1,2,3,......,W
步骤3中，所述线路的供电方式可以是单电源供电，也可以是双电源供电；
当所述线路为单电源供电方式时：
控制辅助主站控制的目标为整个线路，目标数量为1；
当所述线路为双电源供电方式时：
控制辅助主站控制的目标为被分段开关分开后的两段线路，此时目标数量为2。
所述根据线路无功运行状态制定线路无功控制策略，具体为：
在所述线路为单电源供电方式时，制定的是单套控制策略，其控制策略的制定是静态的；
在所述线路为双电源供电时，制定的是单套控制策略，也可以是双套控制策略，其控制策略的制定是动态的；
策略的动态制定是由线路的拓扑决定，分段开关闭合时为单套控制策略，分段开关分开时为双套控制策略。
所述最优线损是指线路中无功功率传输近似为0或无功功率在线路中的传输最小。
为了更清楚的说明最优控制的方法，下面从4个具体实施例进行阐述。
实施例1
以图2为例说明控制策略的方法，采用相同策略的其他方法均属于本实施例的保护范围内。
假设当前线路开关状态如图2所示，假设下述所有无功按照感性计算，线路采用左侧供电，线路出线从左至右无功依次分布为sqi；
此时无功补偿装置的无功功率为cqM，额定无功容量为cQM；
为了实现该实施例的最优无功控制，其算法的实现步骤如下：
步骤(1)、实时计算线路总的无功需求量：
步骤(2)、实时计算线路各无功补偿装置可控无功裕度：
yqj＝cQj-cqj,j＝1,2,......,M；
步骤(3)、按等需求分配无功需求量，得到无功目标值序列为：
tqj＝rq/M,j＝1,2,3,......,M；
步骤(4)、向各无功补偿装置下发无功目标值序列，完成一次控制；
步骤(5)、当各无功补偿装置无功裕度均使用完毕或线路总的无功需求量为0或当前总的无功需求量大于或等于上次总的无功需求量时完成目标闭环控制；
否则执行步骤(1)～步骤(4)。
实施例2
图3为本发明实施例2提出的一种多源无功参与中压配电网线损优化方法中无功补偿装置及分布式光伏组合参与无功优化控制示意图；
当实施例中包含W个分布式光伏接入时，将分布式光伏接入终端纳入可控对象即可，以图3为例说明控制策略的方法，采用相同策略的其他方法均属于本实施例的保护范围内。
假设当前线路开关状态如图3所示，假设下述所有无功按照感性计算，线路采用左侧供电，线路出线从左至右无功依次分布为sqi；
此时无功补偿装置的无功功率为c1qM，额定无功容量为c1QM，分布式光伏无功功率为c2qW，额定无功容量为c2QW；
为实现该实施例的最优无功控制，其算法的实现步骤如下：
步骤(1)、实时计算线路总的无功需求量
步骤(2)、实时计算各无功补偿装置可控无功裕度：
y1qj＝c1Qj-c1qj,j＝1,2,......,M；
实时计算各分布式光伏无功可控裕度：
y2qk＝c2Qk-c2qk,k＝1,2,......,W；
步骤(3)、按等需求分配无功需求量，得到无功目标值序列为：
t1qj＝t2qk＝rq/(M+W),j＝1,2,3,......,M,k＝1,2,3,......,W；
步骤(4)、向各无功补偿装置、各分布式光伏下发无功目标值序列，完成一次控制；
步骤(5)、当各无功补偿装置、各分布式光伏可控无功裕度均使用完毕或总的无功需求量为0或本次总的无功需求量大于或等于上次总的无功需求量时完成目标闭环控制；
否则执行步骤(1)～步骤(4)。
实施例3
当实施例中线路拓扑发生变化时，原有无功补偿装置归属位置发生了改变，以图4为例说明控制策略的方法，采用相同策略的其他方法均属于本实施例的保护范围内。
假设当前线路开关状态如图4所示，假设下述所有无功按照感性计算，线路采用双电压供电，左侧M1无功源与左侧电源L关联，从M1+1向右无功源与右侧电源R关联，线路出线从左至右无功依次分布为sqi；
此时，无功补偿装置的无功功率为cqM，额定无功容量为cQM；
为实现该实施例的最优无功控制，其算法的实现步骤是按照左、右两个闭环对象进行实现。
其中，左侧闭环对象实现步骤如下：
步骤(1)、实时计算左侧线路的无功需求量：
步骤(2)、实时计算左侧无功补偿装置可控无功裕度：
yqj/L＝cQj-cqj,j＝1,2,......,M1；
步骤(3)、按等需求分配左侧线路的无功需求量，得到无功目标值序列为：
tqj/L＝rq/L/M1,j＝1,2,3,......,M1；
步骤(4)、向左侧无功补偿装置下发无功目标值序列，完成一次控制；
步骤(5)、当左侧无功补偿装置的可控无功裕度均使用完毕或左侧线路的无功需求量为0或本次左侧线路的无功需求量大于或等于上次左侧线路的无功需求量时完成左侧目标闭环控制，否则执行左侧闭环对象实现步骤(1)～步骤(4)；
其中，右侧闭环对象实现步骤如下：
步骤(1)、实时计算右侧线路的无功需求量：
步骤(2)、实时计算右侧线路无功补偿装置可控无功裕度：
yqj/R＝cQj-cqj,j＝M1+1,M1+2,......,M；
步骤(3)、按等需求分配右侧线路的无功需求量，得到无功目标值序列为：
tqj/R＝rq/R/(M-M1),j＝M1+1,M1+2,......,M；
步骤(4)、向右侧线路无功补偿装置下发无功目标值序列，完成一次控制；
步骤(5)、当右侧线路无功补偿装置的无功裕度均使用完毕或右侧线路的无功需求量为0或本次右侧线路的无功需求量大于或等于上次右侧线路的无功需求量时完成目标闭环控制，否则执行右侧闭环对象实现步骤(1)～步骤(4)。
实施例4
当实施例中线路拓扑发生变化时，原有无功补偿装置及分布式光伏归属位置均发生了改变，以图5为例说明控制策略的方法，采用相同策略的其他方法均属于本实施例的保护范围内。
假设当前线路开关状态如图5所示，假设下述所有无功按照感性计算，线路采用双电压供电，左侧M1无功补偿装置与左侧电源L关联，从M1+1向右无功补偿与右侧电源R关联，左侧W1分布式光伏与左侧电源L关联，从W1+1向右分布式光伏与右侧电源R关联，线路出线从左至右无功依次分布为sqi；
此时，无功补偿装置的无功功率为c1qM，无功补偿装置额定无功容量为c1QM，分布式光伏的无功功率为c2qW，分布式光伏额定无功容量为c2QW，为实现该实施例的最优无功控制，其算法的实现步骤首先是按照左、右两个闭环对象进行实现。
其中，左侧闭环对象实现步骤如下：
步骤(1)、实时计算线路左侧总无功需求量：
步骤(2)、实时计算左侧各无功补偿装置可控无功裕度：
y1qj/L＝cQj-cqj,j＝1,2,......,M1；
实时计算左侧分布式光伏可控无功裕度：
y2qk/L＝c2Qk-c2qk,k＝1,2,......,W1；
步骤(3)、按等需求分配左侧总无功需求量，得到左侧各无功补偿装置无功目标值序列和左侧各分布式光伏无功目标值序列为：
t1qj/L＝t2qk/L＝rq/L/(M1+W1),j＝1,2,3,......,M1；k＝1,2,3,......,W1；
步骤(4)、向左侧各无功补偿装置和各分布式光伏下发无功目标值序列，完成一次控制；
步骤(5)、当左侧各无功补偿装置和各分布式光伏的可控无功裕度均使用完毕或左侧总无功需求量为0或本次左侧总无功需求量大于或等于上次左侧总无功需求量时完成目标闭环控制，否则执行左侧闭环对象实现步骤(1)～步骤(4)；
其中，右侧闭环对象实现步骤如下：
步骤(1)、实时计算右侧线路总无功需求量：
步骤(2)、实时计算右侧无功补偿装置可控无功裕度为：
y1qj/R＝c1Qj-c1qj,j＝M1+1,M1+2,......,M；
实时计算右侧分布式光伏可控无功裕度为：
y2qk/R＝c2Qk-c2qk,k＝W1+1,W1+2,......,W。
步骤(3)、按等需求分配右侧总无功需求量，得到右侧各无功补偿装置无功目标值序列和右侧各分布式光伏无功目标值序列为：
t1qj/R＝t2qk/R＝rq/R/(M-M1+W-W1),j＝M1+1,M1+2,......,M；k＝W1+1,W1+2,......,W
步骤(4)、向右侧各无功补偿装置和各分布式光伏下发无功目标值序列，完成一次控制；
步骤(5)、当右侧各无功补偿装置和各分布式光伏的可控无功裕度均使用完毕或右侧线路总无功需求量为0或本次右侧线路总无功需求量大于或等于上次右侧线路总无功需求量时完成目标闭环控制，否则执行右侧闭环对象实现步骤(1)～步骤(4)。
本发明的一种多源无功参与中压配电网线损优化系统，包括配电自动化主站系统和配电自动化主站系统侧新增控制辅助主站；
所述控制辅助主站接入中压配电网线路侧无功补偿装置及通过该线路接入的分布式光伏逆变器；
配电自动化主站系统，用于获取中压配电网线路侧融合终端数据，并将获取数据传输至控制辅助主站，实现配电自动化主站系统与融合终端之间的数据共享；
所述控制辅助主站，用于与无功补偿装置及分布式光伏侧进行信息交互，并以线路损耗最小为控制目标，根据线路无功运行状态制定线路无功控制策略，远程自动调节无功补偿装置及分布式光伏逆变器完成目标闭环控制。
该系统基于所述的多源无功参与中压配电网线损优化方法，包含该方法的全部技术特征，在此不再累述。
本发明一方面可以提升配电自动化系统的数据共享能力，减少一次设备投入，另一方面将分布式光伏逆变器纳入配电自动化无功管理系统，提升了配电网可调无功容量，在实现配电网最优无功传输前提下也提升了分布式光伏的消纳水平。
以上由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
但是本领域技术人员应该理解，以上实施例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。
本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供本领域技术人员了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“左”、右”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

Claims (15)

1.一种多源无功参与中压配电网线损优化方法，其特征在于：
所述方法包括以下步骤：
步骤1、在配电自动化主站系统侧新增控制辅助主站，所述控制辅助主站接入中压配电网线路侧无功补偿装置及通过该线路接入的分布式光伏逆变器；
步骤2、配电自动化主站系统获取中压配电网线路侧融合终端数据，并将获取数据传输至控制辅助主站，实现配电自动化主站系统与融合终端之间的数据共享；
步骤3、控制辅助主站与无功补偿装置及分布式光伏侧进行信息交互，并以线路损耗最小为控制目标，根据线路无功运行状态制定线路无功控制策略，远程自动调节无功补偿装置及分布式光伏逆变器完成目标闭环控制；
步骤3所述线路的供电方式为单电源供电或双电源供电；
当所述线路为单电源供电方式时，控制辅助主站控制的目标为整个线路，目标数量为1；
当所述线路为双电源供电方式时，控制辅助主站控制的目标为被分段开关分开后的两段线路，目标数量为2；
步骤3所述根据线路无功运行状态制定线路无功控制策略，具体为：
在所述线路为单电源供电方式时，制定的是单套控制策略，其控制策略的制定是静态的；
在所述线路为双电源供电时，制定的是单套控制策略或双套控制策略，其控制策略的制定是动态的，策略的动态制定是由线路的拓扑决定，分段开关闭合时为单套控制策略，分段开关分开时为双套控制策略；
步骤3中，当仅有无功补偿装置参与无功优化控制时，假设其拓扑状态为：所有无功按照感性计算，线路采用左侧供电，线路出线从左至右无功功率依次分布为sqi，此时无功补偿装置的无功功率为cqM，额定无功容量为cQM，制定线路无功控制策略，其实现步骤如下：
步骤(1)、实时计算线路总的无功需求量；
步骤(2)、实时计算线路各无功补偿装置可控无功裕度；
步骤(3)、按等需求分配无功需求量，得到无功目标值序列；
步骤(4)、向各无功补偿装置下发无功目标值序列，完成一次控制；
步骤(5)、当各无功补偿装置可控无功裕度均使用完毕或线路总的无功需求量为0或当前总的无功需求量大于或等于上次总的无功需求量时完成目标闭环控制，否则执行步骤(1)～步骤(4)；
步骤3中，当线路拓扑变化后无功补偿装置Mj，j＝1,2,…,M1,…,M及分布式光伏Wk，k＝1,2,..W1,..W，组合参与无功优化控制时，假设其拓扑状态为：所有无功按照感性计算，线路采用双电压供电，无功补偿装置M1与左侧电源L关联，从无功补偿装置M1+1向右的无功补偿装置与右侧电源R关联，分布式光伏W1与左侧电源L关联，从分布式光伏W1+1向右的分布式光伏与右侧电源R关联，线路出线从左至右无功依次分布为sqi，此时无功补偿装置的无功功率为c1qM，无功补偿装置额定无功容量为c1QM，分布式光伏的无功功率为c2qW，分布式光伏额定无功容量为c2QW，制定线路无功控制策略，其按照左侧闭环对象、右侧闭环对象进行实现：
其中，左侧闭环对象实现步骤如下：
步骤(1)、实时计算线路左侧总无功需求量
步骤(2)、实时计算左侧各无功补偿装置可控无功裕度：
y1qj|L＝cQj-cqj,j＝1,2,......,M1；
实时计算左侧分布式光伏可控无功裕度：
y2qk|L＝c2Qk-c2qk,k＝1,2,......,W1；
步骤(3)、按等需求分配左侧总无功需求量，得到左侧各无功补偿装置无功目标值序列和左侧各分布式光伏无功目标值序列为：
t1qj|L＝t2qk|L＝rq|L/(M1+W1),j＝1,2,3,......,M1；k＝1,2,3,......,W1；
步骤(4)、向左侧各无功补偿装置和各分布式光伏下发无功目标值序列，完成一次控制；
步骤(5)、当左侧各无功补偿装置和各分布式光伏的可控无功裕度均使用完毕或左侧总无功需求量为0或本次左侧总无功需求量大于或等于上次左侧总无功需求量时完成目标闭环控制，否则执行左侧闭环对象实现步骤(1)～步骤(4)；
所述右侧闭环对象实现步骤如下：
步骤(1)、实时计算右侧线路总无功需求量
步骤(2)、实时计算右侧无功补偿装置可控无功裕度为：
y1qj|R＝c1Qj-c1qj,j＝M1+1,M1+2,......,M；
实时计算右侧分布式光伏可控无功裕度为：
y2qk|R＝c2Qk-c2qk,k＝W1+1,W1+2,......,W；
步骤(3)、按等需求分配右侧总无功需求量，得到右侧各无功补偿装置无功目标值序列和右侧各分布式光伏无功目标值序列为：
t1qj|R＝t2qk|R＝rq|R/(M-M1+W-W1),j＝M1+1,M1+2,......,M；k＝W1+1,W1+2,......,W
步骤(4)、向右侧各无功补偿装置和各分布式光伏下发无功目标值序列，完成一次控制；
步骤(5)、当右侧各无功补偿装置和各分布式光伏的可控无功裕度均使用完毕或右侧线路总无功需求量为0或本次右侧线路总无功需求量大于或等于上次右侧线路总无功需求量时完成目标闭环控制，否则执行右侧闭环对象实现步骤(1)～步骤(4)。
2.根据权利要求1所述的一种多源无功参与中压配电网线损优化方法，其特征在于：
所述控制辅助主站内设通信模块A、通信模块B和控制策略模块C；
所述通信模块A，用于接收配电自动化主站系统获取并转发的融合终端数据；
所述通信模块B，用于与中压配电网线路侧的无功补偿装置和分布式光伏侧进行信息交互；
所述控制策略模块C，用于线路最优线损无功控制策略的制定和控制执行。
3.根据权利要求2所述的一种多源无功参与中压配电网线损优化方法，其特征在于：
所述通信模块A为嵌入在控制辅助主站的软件模块，所述软件模块内设计有通信协议PAj,j＝1,2,......,NA；
其中，NA≥2，为通信协议类别数；
所述通信模块A与配电自动化主站实际采用的通信协议支持手动选择。
4.根据权利要求3所述的一种多源无功参与中压配电网线损优化方法，其特征在于：
所述通信协议PAj,j＝1,2,......,NA包括IEC103和IEC104，且所述通信协议PAj在传输时经过RSA非对称加密算法加密。
5.根据权利要求2所述的一种多源无功参与中压配电网线损优化方法，其特征在于：
所述通信模块B为嵌入在控制辅助主站的软件模块，所述软件模块内设计有通信协议PBj,j＝1,2,......,NB；
其中，NB≥3，为通信协议类别数；
所述通信模块B与无功补偿装置或分布式光伏逆变器实际采用的通信协议支持手动选择；
在分布式光伏侧，逆变器为1个或多个，所有逆变器在分布式光伏并网侧汇聚到光伏接入终端。
6.根据权利要求5所述的一种多源无功参与中压配电网线损优化方法，其特征在于：
所述通信协议PBj,j＝1,2,......,NB包括IEC103、IEC104和ModbusRTU，且所述通信协议PBj在传输时经过ECC非对称加密算法加密。
7.根据权利要求2所述的一种多源无功参与中压配电网线损优化方法，其特征在于：
所述控制策略模块C的输入为无功功率、线路开关状态，输出为各无功补偿装置或无功补偿装置及分布式光伏接入终端需要调节的无功目标值序列。
8.根据权利要求1所述的一种多源无功参与中压配电网线损优化方法，其特征在于：
步骤1中，所述控制辅助主站通过无线专网、无线公网或HPLC接入中压配电网线路侧无功补偿装置及分布式光伏逆变器。
9.根据权利要求1所述的一种多源无功参与中压配电网线损优化方法，其特征在于：
步骤3中，无功补偿装置传输至控制辅助主站的信息包括无功补偿装置额定无功容量和当前无功功率；
控制辅助主站传输至无功补偿装置的信息包括各无功补偿装置需要调节的无功目标值序列；
分布式光伏侧传输至控制辅助主站的信息包括光伏逆变器总的额定无功容量、光伏逆变器总的当前运行状态；
控制辅助主站传输至分布式光伏逆变器侧的信息包括各分布式光伏接入终端需要调节的无功目标值序列。
10.根据权利要求1所述的一种多源无功参与中压配电网线损优化方法，其特征在于：
步骤3所述线路损耗最小是指线路中无功功率传输趋于0或无功功率在线路中的传输最小。
11.根据权利要求1所述的一种多源无功参与中压配电网线损优化方法，其特征在于：
步骤(1)中，线路总的无功需求量计算公式为：
其中，N为融合终端数量；
步骤(2)中，线路各无功补偿装置可控无功裕度计算公式为：
yqj＝cQj-cqj,j＝1,2,......,M，M为无功补偿设备的数量；
步骤(3)中，按等需求分配无功需求量，得到的无功目标值序列为：
tqj＝rq/M,j＝1,2,3,......,M。
12.根据权利要求1所述的一种多源无功参与中压配电网线损优化方法，其特征在于：
步骤3中，当无功补偿装置及分布式光伏组合参与无功优化控制时，假设其拓扑状态为：所有无功按照感性计算，线路采用左侧供电，线路出线从左至右无功依次分布为sqi，无功补偿装置的无功功率为c1qM，额定无功容量为c1QM，分布式光伏无功功率为c2qW，额定无功容量为c2QW，制定线路无功控制策略，其实现步骤如下：
步骤(1)、实时计算线路总的无功需求量其中，N为融合终端数量；
步骤(2)、实时计算各无功补偿装置可控无功裕度：
y1qj＝c1Qj-c1qj,j＝1,2,......,M，M为无功补偿设备的数量；
实时计算各分布式光伏可控无功裕度：
y2qk＝c2Qk-c2qk,k＝1,2,......,W，W为分布式光伏接入终端数量；
步骤(3)、按等需求分配无功需求量，得到无功目标值序列为：
t1qj＝t2qk＝rq/(M+W),j＝1,2,3,......,M,k＝1,2,3,......,W；
步骤(4)、向各无功补偿装置、各分布式光伏下发无功目标值序列，完成一次控制；
步骤(5)、当各无功补偿装置、各分布式光伏可控无功裕度均使用完毕或总的无功需求量为0或本次总的无功需求量大于或等于上次总的无功需求量时完成目标闭环控制，否则执行步骤(1)～步骤(4)。
13.根据权利要求1所述的一种多源无功参与中压配电网线损优化方法，其特征在于：
步骤3中，当线路拓扑变化后仅有无功补偿装置Mj，j＝1,2,…，M1,…，M，参与无功优化控制时，假设其拓扑状态为：所有无功按照感性计算，线路采用双电压供电，无功补偿装置M1与左侧电源L关联，从无功补偿装置M1+1向右的无功补偿装置与右侧电源R关联，线路出线从左至右无功依次分布为sqi，无功补偿装置的无功功率为cqM，额定无功容量为cQM，制定线路无功控制策略，其按照左侧闭环对象、右侧闭环对象进行实现：
其中，左侧闭环对象实现步骤如下：
步骤(1)、实时计算左侧线路的无功需求量：N1为左侧线路融合终端数量；
步骤(2)、实时计算左侧无功补偿装置可控无功裕度：
yqj|L＝cQj-cqj,j＝1,2,......,M1，M1为左侧无功补偿设备的数量；
步骤(3)、按等需求分配左侧线路的无功需求量，得到无功目标值序列为：
tqj|L＝rq|L/M1,j＝1,2,3,......,M1；
步骤(4)、向左侧无功补偿装置下发无功目标值序列，完成一次控制；
步骤(5)、当左侧无功补偿装置的可控无功裕度均使用完毕或左侧线路的无功需求量为0或本次左侧线路的无功需求量大于或等于上次左侧线路的无功需求量时完成左侧目标闭环控制，否则执行左侧闭环对象实现步骤(1)～步骤(4)。
14.根据权利要求13所述的一种多源无功参与中压配电网线损优化方法，其特征在于：
所述右侧闭环对象实现步骤如下：
步骤(1)、实时计算右侧线路的无功需求量
步骤(2)、实时计算右侧线路无功补偿装置可控无功裕度：
yqj|R＝cQj-cqj,j＝M1+1,M1+2,......,M；
步骤(3)、按等需求分配右侧线路的无功需求量，得到无功目标值序列为：
tqj|R＝rq|R/(M-M1),j＝M1+1,M1+2,......,M；
步骤(4)、向右侧线路无功补偿装置下发无功目标值序列，完成一次控制；
步骤(5)、当右侧线路无功补偿装置的无功裕度均使用完毕或右侧线路的无功需求量为0或本次右侧线路的无功需求量大于或等于上次右侧线路的无功需求量时完成目标闭环控制，否则执行右侧闭环对象实现步骤(1)～步骤(4)。
15.一种基于权利要求1-14任一所述的一种多源无功参与中压配电网线损优化方法的一种多源无功参与中压配电网线损优化系统，其特征在于：
所述系统包括配电自动化主站系统和配电自动化主站系统侧新增控制辅助主站；
所述控制辅助主站接入中压配电网线路侧无功补偿装置及通过该线路接入的分布式光伏逆变器；
配电自动化主站系统，用于获取中压配电网线路侧融合终端数据，并将获取数据传输至控制辅助主站，实现配电自动化主站系统与融合终端之间的数据共享；
所述控制辅助主站，用于与无功补偿装置及分布式光伏侧进行信息交互，并以线路损耗最小为控制目标，根据线路无功运行状态制定线路无功控制策略，远程自动调节无功补偿装置及分布式光伏逆变器完成目标闭环控制。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116073395B (zh) * 2023-03-06 2023-06-27 中国铁路设计集团有限公司 一种电力贯通线智能化分布式补偿系统及补偿方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107248752A (zh) * 2017-06-07 2017-10-13 天津大学 一种基于网络拓扑识别的高渗透光伏分布式电压控制方法
CN110601252A (zh) * 2019-06-18 2019-12-20 武汉大学 基于mpc的含分布式光伏配电网馈线级快速电压控制方法
CN110690732A (zh) * 2019-09-26 2020-01-14 河海大学 一种光伏无功分区计价的配电网无功优化方法
CN114511147A (zh) * 2022-02-15 2022-05-17 广东电网有限责任公司 一种线损监测预警方法、装置、设备及存储介质
CN114552596A (zh) * 2022-04-25 2022-05-27 国网浙江省电力有限公司 基于分布式光伏的功率因数优化方法及相关设备

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7994658B2 (en) * 2008-02-28 2011-08-09 General Electric Company Windfarm collector system loss optimization
AU2016257632B2 (en) * 2015-05-05 2019-10-03 Power Management Holdings (U.S.), Inc. Method and system for locally controlling power delivery along a distribution feeder line of an electricity grid

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107248752A (zh) * 2017-06-07 2017-10-13 天津大学 一种基于网络拓扑识别的高渗透光伏分布式电压控制方法
CN110601252A (zh) * 2019-06-18 2019-12-20 武汉大学 基于mpc的含分布式光伏配电网馈线级快速电压控制方法
CN110690732A (zh) * 2019-09-26 2020-01-14 河海大学 一种光伏无功分区计价的配电网无功优化方法
CN114511147A (zh) * 2022-02-15 2022-05-17 广东电网有限责任公司 一种线损监测预警方法、装置、设备及存储介质
CN114552596A (zh) * 2022-04-25 2022-05-27 国网浙江省电力有限公司 基于分布式光伏的功率因数优化方法及相关设备

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《对智能电网无功补偿配置优化的思考》;戚庆茹 等;《智能电网》;第1-5页 *

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