河海大學甘磊獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉河海大學申請的專利一種基于分布式光伏有功-無功協同的配電網電壓控制方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120127692B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-09發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510609894.2,技術領域涉及:H02J3/16;該發明授權一種基于分布式光伏有功-無功協同的配電網電壓控制方法是由甘磊;張源峰;余昆;陳星鶯;沈俊;王博;梅飛;華昊辰設計研發完成,并于2025-05-13向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于分布式光伏有功-無功協同的配電網電壓控制方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種基于分布式光伏有功?無功協同的配電網電壓控制方法,通過建立靈敏度矩陣分析無功有功注入對電壓穩定性的影響,推導臨界控制增益約束條件,確保配電網電壓靜態穩定;基于日內調度與實時控制兩階段框架構建適用不同場景的光伏逆變器有功無功協同控制通用模型,日內調度階段最小化網損成本、有功削減成本、逆變器調壓成本以及電壓偏差為目標,優化各節點光伏逆變器的控制曲線參數;實時控制階段基于最優控制曲線動態協調有功削減與無功調節,優先利用無功裕度抑制電壓抬升,當無功容量飽和時通過有功削減直接調節潮流分布。本發明兼顧電網安全性與經濟性,為高滲透率光伏配電網電壓控制提供了理論支撐與實用化解決方案。
本發明授權一種基于分布式光伏有功-無功協同的配電網電壓控制方法在權利要求書中公布了:1.一種基于分布式光伏有功-無功協同的配電網電壓控制方法,其特征在于,包括以下步驟: (1)基于小干擾分析法,根據雅可比矩陣分別推導無功有功注入增量對節點電壓幅值變化的靈敏度矩陣,確定各逆變器的控制增益約束條件; (2)基于日內調度階段和本地實時控制階段的光伏逆變器的有功-電壓PV與無功-電壓QV協同的配電網電壓控制框架,構建光伏逆變器PV與QV協同控制通用模型; (3)根據步驟(1)得到的各逆變器的臨界控制增益和步驟(2)得到的光伏逆變器PV與QV協同控制通用模型,同時考慮配電網潮流約束和光伏逆變器參與無功補償的壽命損耗,以配電網最小網絡損耗成本、最小電壓偏差、最小有功削減以及最小無功調節成本為目標,建立基于分布式光伏有功-無功協同的配電網電壓控制優化模型,實現光伏逆變器的電壓調節; 步驟(2)中,光伏逆變器PV與QV協同控制通用模型具體如下: 光伏逆變器有功功率輸出值為 ; 其中,為光伏有功出力設定值,即削減后的有功輸出值;為第i個逆變器的控制增益;對角元素表示有功功率變化對本地節點電壓幅值的影響;為死區范圍;為閾值;為第i節點t時刻r場景的電壓幅值;為允許電壓最大值; 光伏逆變器無功功率輸出值為 ; 其中,和分別為逆變器無功輸出的上限和下限;為電壓死區范圍時逆變器的無功輸出值;和分別表示曲線下垂區域的控制增益;對角元素表示無功功率變化對本地節點電壓幅值的影響;為死區范圍;為第i節點t時刻r場景的電壓幅值;為待優化參數; 光伏有功出力設定值、逆變器無功輸出的上限、逆變器無功輸出的下限和電壓死區范圍時逆變器的無功輸出值滿足以下約束條件: ; ; ; ; ; 其中,為逆變器容量;為預測光伏出力;為光伏輸出有功功率配額;為負荷有功功率;為第i個分布式光伏主體倒送功率配額值; 步驟(3)中,網損成本最小化、有功削減量最小化、逆變器調壓成本最小化以及電壓偏差最小化的目標函數如下: ; ; ; ; 光伏逆變器參與無功補償導致其壽命損耗成本計算如下: ; ; ; ; 其中,是網損成本,是有功削減成本,是逆變器調壓成本,表示所有場景的平均節點電壓偏移,是權重因子;為每個時段總的預設場景數;為t時刻的電價;表示支路電阻;表示額定電壓;為總的節點數;和分別表示網絡有功功率損耗和光伏有功削減量;、、為常數;和分別為線路中流過的有功功率和無功功率;為節點t時刻r場景的電壓幅值; 步驟(3),滿足如下約束條件: 逆變器容量約束: ; 其中,為逆變器無功輸出值,為光伏逆變器有功功率輸出值,為光伏逆變器的容量; 有功功率平衡方程為 ; 無功功率平衡方程為 ; 其中,和分別為線路中流過的有功功率和無功功率;為其他支路h流入i節點的有功功率,為其他支路h流入i節點的無功功率;與分別為有功負荷和無功負荷;為功率流入i節點的支路集合; 母線之間的電壓關系如下: ; 其中,為j節點電壓幅值,表示支路電阻,為支路電抗,表示額定電壓; 節點電壓幅值約束: ; 其中,和分別是節點電壓幅值的上下限; 線路有功功率傳輸容量的約束: ; 其中,是線路有功功率的最大傳輸容量; PV控制穩定性約束: ; QV控制穩定性約束: ; 其中,為有功注入時第i個逆變器的控制增益;為有功注入時臨界控制增益;為或;為第i個逆變器的控制增益,為無功注入時臨界控制增益。
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