一种分布式电源出力自主控制方法及装置与流程

本发明涉及分布式电源优化控制，具体涉及一种分布式电源出力自主控制方法及装置。

背景技术：

1、随着经济的迅速发展，一方面电网负荷在持续快速增加，人们对电能质量的要求越来越高；另一方面一次能源的减少及其成本的增加，使节能降耗成为当今社会关注的焦点。在整个电力系统传输网中，约96％的电能输送网来自配电网，配电网直接与用户相连，电能损耗非常大。据统计分析，10kv及其以下配电网络的线损电量约占整个电力网的线损电量的78％。因此对配电网节能降损的研究具有重要意义。

2、传统的配电网节能降损方法通常停留在上层优化模型，即使用经典优化算法求解优化网损模型，且未考虑下层控制结构。

技术实现思路

1、为了克服上述缺陷，本发明提出了一种分布式电源出力自主控制方法及装置。

2、第一方面，提供一种分布式电源出力自主控制方法，所述分布式电源出力自主控制方法包括：

3、求解预先构建的配电网优化降损模型，得到配电网有功功率损耗达到最小时光伏分布式电源的无功补偿量；

4、将所述分布式电源的无功补偿量作为功率控制器的参考值，并利用功率控制器生成用于控制分布式电源对应逆变器的spwm信号。

5、优选的，所述预先构建的配电网优化降损模型包括：

6、以配电网有功功率损耗最小为目标的目标函数及其相应的约束条件。

7、进一步的，所述目标函数的数学模型如下：

8、

9、上式中，nl为福射状配电网的支路数，f为目标值，rl为第l条支路的线路电阻，vl为第l条支路的母线电压，pl为流经第l条支路的有功功率，ql为流经第l条支路的无功功率。

10、进一步的，所述约束条件包括：潮流约束、电压约束、线路功率约束以及光伏分布式电源容量约束。

11、进一步的，所述潮流约束的数学模型如下：

12、

13、

14、上式中，pi为节点i的有功功率，为分布式电源向节点i注入的有功功率，为节点i所接负荷有功功率，vi为节点i的电压，vj为节点j的电压，nb为配电网的节点个数，gij为节点i至节点j之间的电导，δij为节点i至节点j之间的电纳，bij为节点i至节点j之间的相角差，qi为节点i的无功功率，为分布式电源向节点i注入的无功功率，为节点i所接负荷无功功率。

15、进一步的，所述电压约束的数学模型如下：

16、vi,min<vi<vi,max

17、上式中，vi,min为节点i的电压下限值，vi,max为节点i的电压上限值。

18、进一步的，所述线路功率约束的数学模型如下：

19、|pl|<pl,max

20、上式中，pl,max为流经第l条支路的有功功率上限值。

21、进一步的，所述光伏分布式电源容量约束的数学模型如下：

22、

23、上式中，为第k个分布式电源所输出的有功功率，为第k个分布式电源所输出的无功功率，为第k个分布式电源所输出的额定容量。

24、优选的，所述求解预先构建的配电网优化降损模型的过程采用麻雀算法。

25、第二方面，提供一种分布式电源出力自主控制装置，所述分布式电源出力自主控制装置包括：

26、分析模块，用于求解预先构建的配电网优化降损模型，得到配电网有功功率损耗达到最小时光伏分布式电源的无功补偿量；

27、控制模块，用于将所述分布式电源的无功补偿量作为功率控制器的参考值，并利用功率控制器生成用于控制分布式电源对应逆变器的spwm信号。

28、优选的，所述预先构建的配电网优化降损模型包括：

29、以配电网有功功率损耗最小为目标的目标函数及其相应的约束条件。

30、进一步的，所述目标函数的数学模型如下：

31、

32、上式中，nl为福射状配电网的支路数，f为目标值，rl为第l条支路的线路电阻，vl为第l条支路的母线电压，pl为流经第l条支路的有功功率，ql为流经第l条支路的无功功率。

33、进一步的，所述约束条件包括：潮流约束、电压约束、线路功率约束以及光伏分布式电源容量约束。

34、进一步的，所述潮流约束的数学模型如下：

35、

36、

37、上式中，pi为节点i的有功功率，为分布式电源向节点i注入的有功功率，为节点i所接负荷有功功率，vi为节点i的电压，vj为节点j的电压，nb为配电网的节点个数，gij为节点i至节点j之间的电导，δij为节点i至节点j之间的电纳，bij为节点i至节点j之间的相角差，qi为节点i的无功功率，为分布式电源向节点i注入的无功功率，为节点i所接负荷无功功率。

38、进一步的，所述电压约束的数学模型如下：

39、vi,min<vi<vi,max

40、上式中，vi,min为节点i的电压下限值，vi,max为节点i的电压上限值。

41、进一步的，所述线路功率约束的数学模型如下：

42、|pl|<pl,max

43、上式中，pl,max为流经第l条支路的有功功率上限值。

44、进一步的，所述光伏分布式电源容量约束的数学模型如下：

45、

46、上式中，为第k个分布式电源所输出的有功功率，为第k个分布式电源所输出的无功功率，为第k个分布式电源所输出的额定容量。

47、优选的，所述求解预先构建的配电网优化降损模型的过程采用麻雀算法。

48、第三方面，提供一种计算机设备，包括：一个或多个处理器；

49、所述处理器，用于存储一个或多个程序；

50、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现所述的分布式电源出力自主控制方法。

51、第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现所述的分布式电源出力自主控制方法。

52、本发明上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种有益效果：

53、本发明提供了一种分布式电源出力自主控制方法及装置，包括：求解预先构建的配电网优化降损模型，得到配电网有功功率损耗达到最小时光伏分布式电源的无功补偿量；将所述分布式电源的无功补偿量作为功率控制器的参考值，并利用功率控制器生成用于控制分布式电源对应逆变器的spwm信号。本发明提供的技术方案，能够快速求解全局最优解得到最优无功功率补偿值，并基于功率控制器对分布式电源自主出力进行高精度跟踪，从而降低配电网网损以提高配电网整体能源利用率，实现配电网降损与用户节能的协调统一。

技术特征：

1.一种分布式电源出力自主控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先构建的配电网优化降损模型包括：

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标函数的数学模型如下：

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述约束条件包括：潮流约束、电压约束、线路功率约束以及光伏分布式电源容量约束。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述潮流约束的数学模型如下：

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述电压约束的数学模型如下：

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述线路功率约束的数学模型如下：

8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述光伏分布式电源容量约束的数学模型如下：

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述求解预先构建的配电网优化降损模型的过程采用麻雀算法。

10.一种分布式电源出力自主控制装置，其特征在于，所述装置包括：

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述预先构建的配电网优化降损模型包括：

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述目标函数的数学模型如下：

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述约束条件包括：潮流约束、电压约束、线路功率约束以及光伏分布式电源容量约束。

14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述潮流约束的数学模型如下：

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述电压约束的数学模型如下：

16.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述线路功率约束的数学模型如下：

17.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述光伏分布式电源容量约束的数学模型如下：

18.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述求解预先构建的配电网优化降损模型的过程采用麻雀算法。

19.一种计算机设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；

20.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如权利要求1至9中任意一项所述的分布式电源出力自主控制方法。

技术总结
本发明涉及分布式电源优化控制技术领域，具体提供了一种分布式电源出力自主控制方法及装置，包括：求解预先构建的配电网优化降损模型，得到配电网有功功率损耗达到最小时光伏分布式电源的无功补偿量；将所述分布式电源的无功补偿量作为功率控制器的参考值，并利用功率控制器生成用于控制分布式电源对应逆变器的SPWM信号。本发明提供的技术方案，能够快速求解全局最优解得到最优无功功率补偿值，并基于功率控制器对分布式电源自主出力进行高精度跟踪，从而降低配电网网损以提高配电网整体能源利用率。

技术研发人员：刘科研,李昭,盛万兴,何开元,詹惠瑜,王帅
受保护的技术使用者：中国电力科学研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16