基于案例推理的配电网主动电压控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种主动配电网安全运行及预防控制方法。特别是设及一种基于案例 推理的配电网主动电压控制方法。
【背景技术】
[0002] 随着经济发展，负荷逐年增加W及全球节能减排战略的不断推进，分布式能源 值istributedElnergyResource,DER)，特别是可再生 / 间歇式能源，微网（MicroGrid,MG) W及分布式储能系统巧nergyStorageSystem,ESS),不断地渗透至配电网，使得配电网面 临越来越多的机遇与挑战[1-4]，主要表现在；DER的并网运行，使得配电网成为具有多源 属性的有源配电网络，系统运行调控难度将增加。各种随机因素和不确定因素在不同的时 间和空间尺度上相互叠加，使得智能配电系统成为相互禪合的强非线性复杂系统。新技术 的应用，使得配电网可控性，可观测性和交互性有了显著提升[1-2]。
[0003] 现阶段，已有的配网控制管理系统无法完全适应上述变化，只能采取就地消纳和 局部控制相结合的方式被动地接纳DER。如：若D邸所发电力过剩，系统只能降低或切断 D邸出力来平衡本地负载，D邸无法参与配电网的最优潮流运行；当配电网出现故障时，D邸 将退出运行或采用孤岛运行，无法与配电自动化实现协调控制；各个MG之间独立运行，缺 乏协调，对配电网经济运行和安全性提升效果有限，使得MG自身优势难W充分发挥；需求 侧响应W及智能量测体系（AdvanceMeteringInfrastruc1:ure,AMI)，由于缺乏有效的综 合控制决策系统而难W参与配电网的优化运行。一些配电网运营商不得不采用"lastin firstoff"的手段，即根据D邸并网时间的先后来硬性控制DER的运行状态巧-4]。
[0004] 随着配电管理和配电自动化系统的不断完善，使得配电网具有了主动性的特征。 主动配电网（ActiveDistributionNetwork,ADN)是一种新型的、区别于微网的大规模分 布式电源接入配电网的方式，一方面可W协调控制包括分布式电源、储能装置、可控负荷、 需求侧管理等在内的多种分布式能源，加大配电网对可再生能源的接纳能力，提升配电网 的资产利用率；另一方面可W满足更加高级的配电自动化应用，可W动态选择经济、可靠的 运行方式、拓扑结构，呈现出比传统的配电网更加灵活的运行特征[5]。2010年CIGRE提出 了将主动配电网作为未来配网发展的主要技术方向之一。主动配电网的定义是由CIGRE的 C6. 11工作组提出的[6]，包括：
[0005] ?能够根据实时的量测信息，主动地控制配网中的DER(包括：分布式电源，负荷 W及ESS等）的运行状态；
[0006] ?配电网运营商（distributionnetworkoperator,DN0)可W通过改变网络拓扑 结构来控制网内潮流；
[0007] ?能够使D邸融合到配电网中而不是简单的连接到配电网络，在适当的监管和协 议下D邸可W承担系统支持/管理的责任。
[000引近年来，欧盟提出将自动化、通信W及先进的电力电子等技术引入到配电网的主 动管理（ActiveDistributionNetworkManagement,ADM)之中，主导了ADM相关不范工 程[7];美国在主动配电网及其相关领域也开展了大量的研究工作；在我国由国网公司牵 头实施的国家高技术研究发展计划巧63计划）"主动配电网关键技术研究及示范"也正在 开展针对主动配电网条件下的协同优化调度、交互控制技术等方面的研究。
[0009] 电压的稳定对配电网优化运行，消纳间歇性能源起到主导作用。利用主动配电网 的主动性可对不断变化的配电网运行状态进行实时监控及控制，W给出当前运行方式下配 电网最优运行状态，在到达配网电压运行限制时采取相应的控制措施，及时调整运行方式， 可W极大的提高网络运行的安全性，具有重要现实意义。
[0010] 国内外已开展大量针对配电网电压控制方法的研究工作；￥(^〇3博±等人分别验 证了集中式电压控制和分布式电压控制下DG的渗透率。其中，集中式电压控制根据量测系 统对网络进行状态估计，然后应用最优潮流（optimalpowerflow,OP巧对DG进行综合调 度。而分布式电压控制应用自动电压调整设备（automaticvoltageregulator,AVR)结 合分布式电源功率因数调节来对电压进行控制。在两种控制方法下，DG的接入率都有明显 的提高巧]。化'(1博±等人提出了一种控制AVC继电器的电压控制方法。该方法已经成功 的应用于英国的33/llkV变电站。该控制方法包含一个状态估计模块和一个控制器。状 态估计模块应用加权最小二乘法和牛顿-拉夫逊法计算网络上每个节点的电压期望值和 标准偏差。控制器则将计算出的电压值与限值进行比对，如果存在电压超限现象，控制器 则会通过调整AVC的目标电压来控制化TC的分头位置巧]。Bignucolo博：t等人于2008 年提出了一种配电管理系统协调控制器（distributionmanagementsystemcoordinated controller.DMSCC)。该种控制方法是将化TC控制与无功优化管理相协调。另外，DMSCC在 控制电压的同时尽量减少对DG有功输出的削减。同样，DMSCC也具备一个状态估计模块，用 于加强控制器的效率和前瞻性[10]。化OU和Bialek教授于2007年提出了一种电压敏感 因子的算法，用于存在多个DG的llkV配电网的电压控制中。该种算法通过削减一个或多 个DG的有功输出来实现电压控制，而DG有功输出削减的多少，W及哪个DG的有功将会削 减，则是由敏感因子决定的。敏感因子是WDG输出最大化和网络损耗最小化为优化目标， 并随着网络运行状态的变化而实时变化[11]。
[0011] 然而，未来大规模的分布式电源将接入配电网，当前的配电网电压控制方法具有 W下不足：
[0012] 1、无论是正常运行状态下还是紧急状态下的电压控制往往是被动的，无法对系统 运行安全性情况起到充分的预警作用，不符合当今主动配电网的发展需求；
[0013] 2、当前的配电网电压控制目标单一，无法充分计及配电网运行时大量外部不确定 因素，进而引发系统运行中的潜在安全性隐患。
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