一种分布式电源功率优化输出控制方法及系统与流程

本发明涉及电力系统，尤其涉及一种分布式电源功率优化输出控制方法及系统。

背景技术：

1、随着全球能源结构的转型和可持续发展战略的推进，分布式新能源设备，如太阳能光伏、风能发电等，正在以前所未有的速度被集成到配电网中。这些新能源设备以其分布广泛、清洁环保等优势，为电网提供了新的电力来源，有助于减少对化石能源的依赖，推动能源消费的绿色升级。随着负荷类型的多样化和用户行为的多元化，配电网的供电安全稳定性面临新的挑战。用户端的用电需求变得更加难以预测，这对电网的调节能力提出了更高的要求。若分布式电源的输出功率超过了系统的传输容量，将引起设备振荡或失稳，甚至可能导致局部电网的瘫痪，影响供电的可靠性和安全性。

2、目前，为了提升配电网的传输能力，常见的方法是通过无功补偿设备来增强系统的承载能力。无功补偿设备可以改善电网的功率因数，减少线路损耗，提高电网的传输效率。然而，这种方法也存在一定的局限性。首先，大量无功补偿设备的建设和维护将不可避免地增加电网运营商的建设成本。其次，如何实现这些设备间的有序协调，避免相互干扰，也是一个技术挑战。因此，探索更为经济高效且易于协调的分布式电源功率优化输出控制方法，对于提升电网的传输能力和供电稳定性具有重要意义。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明提供了一种分布式电源功率优化输出控制方法及系统解决现有分布式电源功率优化输出控制方法存在成本高、设备协调复杂的问题。

4、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

5、第一方面，本发明提供了一种分布式电源功率优化输出控制方法，包括：

6、获取分布式电源在配电网系统中的有功功率传输容量和发电设备的容量，通过戴维南等值电路对配电网系统进行简化，创建控制策略简化模型；

7、基于控制策略简化模型，通过最小二乘法实时辨识所述戴维南等值电路的参数，获得电网的动态特性；

8、基于获得电网的动态特性，实时获取分布式电源有功功率预测值，判断是否需要调整功率输出；

9、基于对调整功率输出的判断，增加无功功率输出，结合配电网系统有功功率传输容量和发电设备的容量约束，实现分布式电源有功功率最大值输出。

10、作为本发明所述的分布式电源功率优化输出控制方法的一种优选方案，其中：

11、所述获取分布式电源在配电网系统中的有功功率传输容量，包括以下步骤：

12、收集配电网的线路参数和节点特性数据；

13、利用电力系统分析软件对配电网进行拓扑结构分析；

14、根据线路参数和电网拓扑，通过潮流分析计算配电网的有功功率传输容量；

15、考虑电网的运行状态，包括负载变化和电源波动，调整传输容量的计算结果；

16、应用遗传算法，以寻找最优的有功功率传输容量。

17、作为本发明所述的分布式电源功率优化输出控制方法的一种优选方案，其中：

18、所述通过戴维南等值电路对配电网系统进行简化，包括确定等效阻抗和等效电压源。

19、作为本发明所述的分布式电源功率优化输出控制方法的一种优选方案，其中：

20、所述通过最小二乘法实时辨识所述戴维南等值电路的参数，包括：等效电势eeq、等效电阻req和等效电抗xeq；

21、所述最小二乘法实时辨识，包括构建目标函数和求解线性方程组。

22、作为本发明所述的分布式电源功率优化输出控制方法的一种优选方案，其中：

23、所述判断是否需要调整功率输出，包括：

24、当分布式电源功率发电有功功率预测值ppred超过传输容量限制plim时，降低功率因数，增加分布式电源的输出无功功率qref，输出有功功率最大值pout。

25、作为本发明所述的分布式电源功率优化输出控制方法的一种优选方案，其中：

26、所述分布式电源的输出无功功率qref和有功功率最大值pout，由以下方程组，构造不动点迭代格式解出：

27、

28、其中：ε为系统稳定裕度，slim为发电设备的容量。

29、作为本发明所述的分布式电源功率优化输出控制方法的一种优选方案，其中：

30、所述实时获取分布式电源有功功率预测值为30秒后的分布式电源功率有功功率值。

31、第二方面，本发明提供了一种分布式电源功率优化输出控制系统，包括：

32、创建模块，用于获取分布式电源在配电网系统中的有功功率传输容量和发电设备的容量，通过戴维南等值电路对配电网系统进行简化，创建控制策略简化模型；

33、辨识模块，用于基于控制策略简化模型，通过最小二乘法实时辨识所述戴维南等值电路的参数，获得电网的动态特性；

34、判断模块，用于基于获得电网的动态特性，实时获取分布式电源有功功率预测值，判断是否需要调整功率输出；

35、约束模块，用于基于对调整功率输出的判断，结合配电网系统有功功率传输容量和发电设备的容量约束，实现分布式电源有功功率最大值输出。

36、第三方面，本发明提供了一种计算设备，包括：

37、存储器，用于存储程序；

38、处理器，用于执行所述计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现所述分布式电源功率优化输出控制方法的步骤。

39、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，包括：所述程序被处理器执行时，实现所述的分布式电源功率优化输出控制方法的步骤。

40、本发明的有益效果：

41、1)提升系统传输容量：通过优化控制方法能够有效提升配电网的传输容量。通过优化设备功率因数和无功功率输出，可以降低系统的临界短路比，从而允许更多的有功功率流向电网。

42、2)增强设备稳定性：提出的主动支撑控制策略能够快速响应配电网状态的变化，通过最小二乘法实时辨识戴维南等值电路参数，及时调整新能源设备的有功和无功输出，保证设备在各种运行状态下的安全稳定运行，避免因输出功率超过系统传输容量而导致的设备振荡或失稳。

43、3)适应性和灵活性强：所提出的控制策略不仅适用于当前的配电网状态，而且能够适应配电网结构变化，如设备退出或接入所引起的戴维南等值参数变化，能够实时优化控制参数，确保在不同的网络状态下，新能源设备都能安全稳定地向系统输送有功功率，显示出良好的适应性和灵活性。

技术特征：

1.一种分布式电源功率优化输出控制方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的分布式电源功率优化输出控制方法，其特征在于：所述获取分布式电源在配电网系统中的有功功率传输容量，包括以下步骤：

3.如权利要求1或2所述的分布式电源功率优化输出控制方法，其特征在于：所述通过戴维南等值电路对配电网系统进行简化，包括确定等效阻抗和等效电压源。

4.如权利要求3所述的分布式电源功率优化输出控制方法，其特征在于：所述通过最小二乘法实时辨识所述戴维南等值电路的参数，包括：等效电势eeq、等效电阻req和等效电抗xeq；

5.如权利要求4所述的分布式电源功率优化输出控制方法，其特征在于：所述判断是否需要调整功率输出，包括：

6.如权利要求5所述的分布式电源功率优化输出控制方法，其特征在于：所述分布式电源的输出无功功率qref和有功功率最大值pout，由以下方程组，构造不动点迭代格式解出：

7.如权利要求6所述的分布式电源功率优化输出控制方法，其特征在于：所述实时获取分布式电源有功功率预测值为30秒后的分布式电源功率有功功率值。

8.一种基于权利要求1所述的分布式电源功率优化输出控制方法的系统，其特征在于：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其存储有程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时，实现如权利要求1-7任一项所述的分布式电源功率优化输出控制方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种分布式电源功率优化输出控制方法及系统，包括：获取分布式电源在配电网系统中的有功功率传输容量和发电设备的容量，通过戴维南等值电路对配电网系统进行简化，创建控制策略简化模型；基于控制策略简化模型，通过最小二乘法实时辨识所述戴维南等值电路的参数，获得电网的动态特性；基于获得电网的动态特性，实时获取分布式电源有功功率预测值，判断是否需要调整功率输出；基于对调整功率输出的判断，增加无功功率输出，结合配电网系统有功功率传输容量和发电设备的容量约束，实现分布式电源有功功率最大值输出。本发明确保在不同的网络状态下，新能源设备都能安全稳定地向系统输送有功功率，显示出良好的适应性和灵活性。

技术研发人员：文贤馗,周科,何明君,张俊玮,徐玉韬,蔡永翔,王扬,邓彤天,范强,王冕,杨涛,叶华洋,曾鹏,张世海,王亚非
受保护的技术使用者：贵州电网有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/12