主动配电网的分层调控体系及区域自治策略

发布时间：2019-08-02 14:06

【摘要】：合理的运行体系构建及分层分区调控方法,可以实现主动配电网运行过程中的主动决策、管理和控制,保证电网运行的安全性和经济性。构建了基于多时间尺度的主动配电网三层控制体系框架,提出了目标提前决策、全局集中优化、区域分散自治的分层分区协同调控方法。主动配电网的每个控制区域接受全局优化给定的计划目标,进行实时功率校准。提出扰动临界切换指标,对运行中系统受到的扰动大小进行量化,以此作为控制模式选择的依据。以馈线控制误差作为控制目标,提出短时间尺度下的功率调整策略,跟踪上层给定的全局优化目标,进行实时校正。仿真算例结果验证了不同场景下所提策略的有效性。
【图文】：

主动配电网的分层调控体系及区域自治策略

小扰动下的系统控制复杂度，提出了扰动临界切换指标，在此基础上设定可控设备的调控优先级以及启动条件，以实现ＦＣＥ为零的区域自治控制目标。由此可对系统的运行过程做到有序控制，确保ＡＤＮ的运行方案能够实现预期最优目标。１ＡＤＮ运行控制体系与区域自治框架设计１．１ＡＤＮ的运行控制体系框架在不同条件下，为实现ＡＤＮ在运行过程中的主动控制和主动管理，本文提出三层架构下的多时间尺度控制体系，结构如图１所示。图中ＣＬ表示可控负荷。图１ＡＤＮ运行控制系统结构Ｆｉｇ．１ＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｏｐｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆＡＤＮＡＤＮ的运行控制系统应该具备自主调控能力和控制方式的快速切换能力。与传统意义的配电网控制方式相比，ＡＤＮ的控制方式更加灵活、多样、安全，更加符合不同运行条件下的控制需求，能够全方位实现“源—网—荷”之间的良好互动。图１自上而下三层架构分析如下。１）第一层为ＡＤＮ运行控制系统的目标决策层，汇集ＤＧ出力预测数据、负荷需求预测数据以及网络拓扑结构信息，根据所处环境和外部要求进行可靠性、经济性评估，通过分析和决策，确定整个配电网的优化目标。２）第二层为ＡＤＮ的全局优化层，主要负责全局层面的优化管理，并执行最高层下发的控制目标，采取合适的智能优化算法，在给定约束的条件下，计算得出长时间尺度下的全局优化计划值，确定下层区域的有功、无功交换目标。由于实际中配电网的节点数目庞大，全局层次的寻优需要较长的时间，属于长时间尺度优化。３）第三层为ＡＤＮ的区域自治层，在相邻两次全局优化目标下发的间隙内，根据实际运行情况中间歇性ＤＧ的功

主动配电网的分层调控体系及区域自治策略

ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｅｐｓ－ｉｎｆｏ．ｃｏｍ下层区域内受控单元的备用容量、有功和无功出力等实测数据将会通过ＡＤＮ区域自治控制系统反馈给全局优化控制系统和目标决策系统，为下一个长周期的全局优化提供依据。图２ＡＤＮ区域自治系统结构Ｆｉｇ．２ＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｒｅｇｉｏｎａｌａｕｔｏｎｏｍｙｓｙｓｔｅｍｏｆＡＤＮ２ＡＤＮ信息集成共享与自治区域的分区原则２．１ＡＤＮ信息集成与共享ＡＤＮ的运行控制体系中，涉及的所有控制步骤，包括目标主动决策、全局集中优化管理以及区域内部的实时控制都需要稳定可靠的通信手段来保障。由于ＡＤＮ中各类控制器和分布式能源接入灵活多变，需要建立柔性的通信技术标准，来满足信息交互的基本要求。在ＡＤＮ的标准化信息建模与交互中，现场层的设计应基于ＩＥＣ６１８５０标准，使各类终端设备、控制器等满足特定的信息模型、通信服务接口以及通信服务映射标准；主站层的设计应基于ＩＥＣ６１９６８标准，来实现ＡＤＮ的能量管理系统内部高级应用之间的信息传输或者与其他配电网管理系统之间的信息交互；局部区域自治系统的设计应基于ＩＥＣ６１８５０标准［１０］。由于整个运行管理系统的信息交互标准存在差异，因此需要通过信息融合与映射相结合的手段来解决，以期实现信息交互的无缝连接。２．２ＡＤＮ的自治区域划分原则在短时间尺度的控制过程中，，为了便于快速、灵活地控制功率流动，可将ＡＤＮ按照一定的原则分为若干自治区域，根据每个自治区域的拓扑信息，配置相应的区域监控器。ＡＤＮ的每个自治控制区域可以看做是较为完整的控制单元，包含ＤＧ，ＥＳＳ，柔性ＣＬ及不可控负荷
【作者单位】：山西大学电力工程系;国网山西省电力公司检修分公司;国网山西省电力公司;
【分类号】：TM732

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