一种台区协同功率支撑控制方法及系统与流程

本发明涉及配电自动化领域，特别是涉及一种台区协同功率支撑控制方法及系统。

背景技术：

1、分布式电源大规模密集并网导致台区电压频繁波动及大面积功率反送的问题，加大了配电网运行控制难度，降低系统对分布式光伏的接纳能力，使配电网的安全稳定和经济运行面临问题。

2、在不同时间尺度下，光伏出力波动程度不同，分布式光伏与传统系统控制装置调节潜力及调节特性差异大，在空间分布上，分布式光伏大量分散接入电网，使得部分配电台区面临源荷不匹配问题。

3、通过对源荷差异化台区互联互济，有利于解决大规模分布式光伏接入后的就地消纳和电网安全稳定问题。但是多台区互联网系统网络拓扑结构复杂，运行模式多样。因此，需要解决台区协同功率支撑控制的问题，以提高电力系统和配电网的能源利用效率、稳定性和可持续发展水平。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种台区协同功率支撑控制方法和系统，解决分布式光伏大量分散接入电网使得部分配电台区面临源荷不匹配问题。

2、一种台区协同功率支撑控制方法，所述方法包括台区内单元支撑控制和台区间协同控制；

3、台区内单元支撑控制包含如下步聚：

4、步骤1: 分布式光伏和负荷功率预测；

5、（1）确定指标计算因子；所述指标计算因子包括：负荷预测因子和光伏预测因子；

6、（2）数据归一化处理；

7、（3）数据预处理；

8、（4）灰色系统建模预测；

9、（5）预测结果逆归一化；

10、步骤2: 分布式光伏支撑控制；

11、步骤3: 储能系统调节控制。

12、台区间协同控制包含如下步聚：源-荷-储多资源间的协调，配电网的台区间协同控制转换为最大化配电网动态承载上限/下限控制。

13、优选地，步骤1中，负荷预测因子，包括负荷有功功率因子和负荷无功功率因子：将历史负荷进行每日f点数据抽取，f为整数，负荷有功功率因子包括，星期、时间、当前时刻前1小时的负荷有功功率；负荷无功功率因子包括，星期、时间、当前时刻前1小时的负荷无功功率；

14、光伏预测因子，包含光伏功率因子：将历史光伏电量数据进行每日f点数据抽取，光伏功率因子包括：时间、光伏容量、光伏有功功率、光伏无功功率、当前时刻前1小时的光伏功率数据。

15、优选地，数据归一化处理包括：对指标计算因子归一化处理；归一化处理采用正向指标、区间指标或者逆向指标中的一种或者多种；

16、正向指标归一化处理公式：

17、 ，

18、式中，、分别为若干个低压配电台区中指标计算因子的最大值和最小值，为指标计算因子的实际值，为指标计算因子的归一化值，i为指标计算因子的数量且为整数；

19、区间指标归一化处理公式：

20、 ，

21、式中，为指标计算因子的区间中间值，可选地，，max表示取最大值；

22、逆向指标归一化处理公式：

23、。

24、优选地，步骤1中，数据预处理包括：

25、对指标计算因子归一化的原始数据累加处理，弱化随机序列的波动性和随机性,得到累加数据，其中分别表示指标计算因子的归一化值的第0,1，…,f-1个抽取点数据，

26、 ，

27、其中，k为整数。

28、优选地，灰色系统建模预测包括：所述灰色系统模型为：

29、，

30、其中，表示累加生成序列的值，表示累加生成序列的一次紧邻平均值序列，和分别为最小二乘系数，n为指标计算因子的数量，；

31、利用最小二乘法对t时刻的指标计算因子值y进行预测输出。

32、优选地，结果逆归一化包括：

33、取指标计算因子为光伏有功功率和负荷有功功率，将所述灰色系统模型求解的预测输出进行逆归一化得到实际光伏有功功率值和负荷功率值，负荷功率值中包含和，和分别为 i节点所连接的有功负荷功率和无功负荷功率。

34、优选地，步骤2和3进一步包括：

35、步骤2: 分布式光伏支撑控制；

36、光伏有功功率调节区间为，光伏无功功率调节区间为，pf为功率因数；

37、步骤3: 储能系统调节控制；

38、储能系统功率输出调节范围为：,其中为放电最大功率，为充电最大功率；

39、为保证储能输出功率的持续性，输出功率范围进行储能系统的soc的容量约束校验，公式为

40、 ，

41、，

42、为储能系统当前soc值，为充电效率，为放电效率，为储能系统容量，为储能系统当前功率值，为时间间隔。

43、优选地，台区间协同控制进一步包括：所述配电网的台区间协同控制转换为最大化配电网动态承载上限/下限控制包括：

44、，

45、其中，为 t时刻配电网馈线承载的上限极限功率，为 t时刻配电网中台区h内负荷和储能的总功率， r为配电网台区数；

46、约束条件包括:台区变压器功率传输约束、潮流约束和警戒态电能质量约束；

47、台区变压器功率传输约束：

48、，

49、其中，为 t时刻配电网台区h内分布式光伏发电功率，、为配电网台区h变压器的传输功率上限和下限；可选地，台区与节点对应；

50、潮流约束的潮流方程为：

51、，

52、其中，为配电网支路末节点集合， γ( i)为配电网支路首节点集合；、、分别为节点i和节点j之间的支路电阻、电抗与电流；和分别为节点i和节点j之间传输的有功功率和无功功率；和分别为节点i和节点j的节点电压；、分别为 i节点所连接的分布式电源有功出力和分布式电源无功出力；和分别为 i节点所连接的储能充电和放电功率；、为 i节点可中断负荷有功功率和无功功率；

53、警戒态电能质量约束配电网所有台区的平均电压偏差限制在预设限值范围内。

54、一种台区协同功率支撑控制系统，所述系统包括分布式光伏、储能系统、负荷和台区，分布式光伏、储能系统、负荷和台区通过配电网连接；配电网包括电力设备和馈线线路；分布式光伏作为电源有多个，台区在配电网中分布有多个，多个用电负荷分布于配电网和各个台区，一个或者多个储能系统布置于配电网的一个或者多个节点，分布式光伏作为电源通过不同台区接入电网。

55、一种计算机存储介质，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可由所述处理器执行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现台区协同功率支撑控制方法。

56、有益效果：

57、通过台区协同功率支撑控制，更好的平衡了不同台区之间的协同支撑能力，优化了台区互联建设及运行模式；配电网馈线承载的上限极限功率的优化，实现了台区之间的负荷平衡、电源调度和馈线故障恢复的优化调度，有助于配电网网架结构的优化，推动智能电网和光伏新能源技术的利用，提升电力系统和配电网的能源利用效率、稳定性和可持续发展水平。