考虑电池储能功率补偿的光储配电网电压控制方法及系统

本发明涉及配电网电压运行控制，特别涉及一种考虑电池储能功率补偿的光储配电网电压控制方法及系统。

背景技术：

1、分布式光伏大规模分散接入县域配电网，由于县域配网结构薄弱、调控手段匮乏等因素，电压越限问题较为突出，亟需协调电网区域内分布式光储消除过电压影响。

2、由于分布式光伏出力波动频繁、强随机性，同时存在着“数多量小”的接入特点，传统集中控制方式存在计算负担重、通信成本高等难题，分布式控制方式虽然能够通过分层分区进行控制，但日内运行控制阶段也难以及时响应调压指令。分散控制能够快速响应电网控制指令，且具有计算速度快、通信信息较少等优点，但现阶段分散控制方法的关键参数未能根据最新全局信息进行更新，控制偏差较大，难以达到近似全局最优的控制效果。因此，亟需一种计算负担少且通信成本较低的光储配电网电压控制方法。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明实施例提供了一种考虑电池储能功率补偿的光储配电网电压控制方法及系统，以便克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。

2、本发明实施例的第一方面，公开了一种考虑电池储能功率补偿的光储配电网电压控制方法，所述方法包括：

3、建立分布式光储系统本地电压控制参数整定优化模型；

4、根据当前光储配电网的全局信息，通过所述分布式光储系统本地电压控制参数整定优化模型，对分布式光伏的本地电压控制策略和电池储能的本地充放电控制策略的控制参数进行整定，所述全局信息包括：分布式分布光伏预测出力与预测误差、节点负荷预测功率以及电网拓扑；

5、基于参数整定后的本地电压控制策略和本地充放电控制策略，结合日内实时节点电压、日内实时光伏出力对所述光储配电网的节点电压进行控制，以控制所述光储配电网的节点电压保持在规定范围。

6、可选地，所述基于参数整定后的本地电压控制策略和本地充放电控制策略，结合日内实时节点电压、日内实时光伏出力对所述光储配电网的节点电压进行控制，包括：

7、根据参数整定后的本地电压控制策略和日内实时节点电压，调整分布式光伏逆变器的无功功率输出，以响应电压控制指令；

8、根据参数整定后的本地充放电控制策略和日内实时光伏出力，调整电池储能充放电输出功率，以补偿分布式光伏出力的预测误差。

9、可选地，建立分布式光储系统本地电压控制参数整定优化模型，包括：

10、确定目标函数，所述目标函数以最小化分布式光伏的出力预测误差、光储配电网网损、电池储能充放电深度为优化目标；

11、确定第一约束条件，所述第一约束条件用于约束所述光储配电网中线路传输功率和变压器节点电压；

12、确定第二约束条件，所述第二约束条件用于约束分布式光伏的无功功率调节容量；

13、确定第三约束条件，所述第三约束条件用于约束电池储能的充放电输出功率。

14、可选地，所述目标函数包括：光储配电网网损、分布式光伏的出力预测误差和电池储能的充放电深度，所述目标函数表示为：

15、

16、其中，td为分布式光储系统电压调节周期；mloss为光储配电网网损目标的权重，mdod为电池储能充放电深度目标的权重，mpre为分布式光伏出力预测误差目标的权重；ωbranch为支路编号集合，ωbes为配套电池储能接入节点编号集合，ωpv为分布式光伏接入节点编号集合；iij,t为支路ij在t时刻的电流，zij为支路ij的阻抗，δtotal,i为整个电压调节周期内电池储能总放电深度，为接入i节点的分布式光伏在t时刻的预测出力值与实际出力值的比值。

17、可选地，所述分布式光伏的本地电压控制策略，包括：

18、当日内实时节点电压位于区间时，分布式光伏逆变器无功功率输出值为0，不响应电压控制指令；

19、当日内实时节点电压位于区间时，分布式光伏逆变器无功功率输出值为负值，响应电压控制指令，提供感性无功功率；

20、当日内实时节点电压位于[0.9,vpv]区间时，分布式光伏逆变器无功功率输出值为正值，响应电压控制指令，提供容性无功功率；

21、当日内实时节点电压位于[0,0.9]∩[1.1,1.2]区间时，分布式光伏逆变器按照最大无功支撑能力输出；

22、其中，vpv和分别为分布式光伏电压调节死区的左边界和右边界。

23、可选地，所述电池储能的本地充放电控制策略，包括：

24、当分布式光伏的预测出力与实际出力的比值位于区间时，不进行功率补偿；

25、当分布式光伏的预测出力与实际出力的比值位于区间时，控制电池储能放电进行功率补偿；

26、当分布式光伏的预测出力与实际出力的比值位于[0.7,βpv]区间时，控制电池储能充电进行功率补偿；

27、当分布式光伏的预测出力与实际出力的比值位于[0,0.7]∩[1.3,1.5]区间时，控制配套电池储能按照最大充放电功率输出；

28、其中，βpv和分别为电池储能功率补偿死区的左边界和右边界。

29、可选地，根据当前光储配电网的全局信息，通过所述分布式光储系统本地电压控制参数整定优化模型，对所述本地电压控制策略和所述本地充放电控制策略的控制参数进行整定，包括：

30、将所述当前光储配电网的全局信息带入所述分布式光储系统本地电压控制参数整定优化模型进行求解；

31、在满足最小化分布式光伏的出力预测误差、光储配电网网损、电池储能充放电深度的情况下，求解得到整定控制参数，所述整定控制参数包括：分布式光伏电压调节死区的左边界和右边界，电池储能功率补偿死区的左边界和右边界。

32、可选地，所述方法还包括：

33、根据实际场景情况，设定不同的光储配电网网损目标的权重、电池储能充放电深度目标的权重、分布式光伏的出力预测误差目标的权重，得到满足实际场景的目标函数；

34、根据所述第一约束条件、所述第二约束条件、所述第三约束条件，以及所述满足实际场景的目标函数，建立新的分布式光储系统本地电压控制参数整定优化模型并求解，得到满足实际场景的整定控制参数。

35、可选地，所述全局信息通过以下方式确定：

36、根据给定条件，对当前光储配电网进行光伏出力预测、光伏出力误差预测以及节点负荷功率预测，得到全局信息，其中，所述给定条件包括：分布式光伏历史功率数据、分布式光伏接入位置的历史天气信息、节点负荷历史功率数据。

37、本发明实施例的第二方面，公开了一种考虑电池储能功率补偿的光储配电网电压控制系统，所述系统包括：

38、模型构建模块，用于建立分布式光储系统本地电压控制参数优化模型；

39、参数整定模块，用于根据当前光储配电网的全局信息，通过所述分布式光储系统本地电压控制参数整定优化模型，对分布式光伏的本地电压控制策略和电池储能的本地充放电控制策略的控制参数进行整定，所述全局信息包括：分布式光伏预测出力与预测误差、节点负荷预测功率以及电网拓扑；

40、实时控制模块，用于基于参数整定后的本地电压控制策略和本地充放电控制策略，结合日内实时节点电压、日内实时光伏出力对所述光储配电网的节点电压进行控制，以控制所述光储配电网的节点电压保持在规定范围。

41、本发明实施例包括以下优点：

42、在本发明实施例中，考虑了电池储能功率补偿对光储配电网电压进行控制，根据当前光储配电网的分布式光伏预测出力与预测误差、节点负荷预测功率以及电网拓扑等全局信息，通过分布式光储系统本地电压控制参数整定优化模型，对分布式光伏的本地电压控制策略和电池储能的本地充放电控制策略的控制参数进行整定，并基于参数整定后的本地电压控制策略和本地充放电控制策略，结合日内实时节点电压、日内实时光伏出力对光储配电网的节点电压进行控制，以将光储配电网电压保持在规定范围。

43、由于考虑电池储能功率补偿，当光储配电网中各节点出现过电压或欠电压时，基于该方法能够及时作出响应；并且，在对光储配电网电压进行日内控制之前，利用少量全局信息就能实现对分布式光伏的本地电压控制策略和电池储能的本地充放电控制策略的控制参数进行整定，进而实现电压控制，减轻通信负担；此外，基于分布式光储系统本地电压控制参数整定优化模型进行参数整定，实现了控制参数的集中式整定，因此光储配电网节点电压控制偏差较小，实现了近似全局最优控制效果。