基于MPC的有源配電網(wǎng)電壓控制.pdf

1、有源配電網(wǎng)是一種分布式電源大量接入的配電網(wǎng)，分布式電源具有多樣性、間歇性、隨機(jī)性等特點(diǎn)，其大規(guī)模、分散式接入配電網(wǎng)，對(duì)配電網(wǎng)網(wǎng)損、電壓、電能質(zhì)量、穩(wěn)定性等運(yùn)行特性產(chǎn)生了巨大影響，極大改變了配電網(wǎng)的運(yùn)行方式，有源配電網(wǎng)的運(yùn)行控制面臨新的挑戰(zhàn)。在對(duì)有源配電網(wǎng)造成影響的同時(shí)，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，分布式電源的可控性逐步提升，為有源配電網(wǎng)的運(yùn)行控制提供了新的手段。本文針對(duì)分布式電源在有源配電網(wǎng)中呈現(xiàn)區(qū)域式分布的特點(diǎn)，以多區(qū)域有源配電網(wǎng)為研究對(duì)

2、象，基于模型預(yù)測(cè)控制研究分布式電源參與有源配電網(wǎng)電壓控制的分布式方法，提高有源配電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性。
　　全文研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:
　　1、介紹了課題的研究背景與有源配電網(wǎng)電壓控制的研究現(xiàn)狀，闡明了集中式、分布式、分散式三種電壓控制方式的特點(diǎn)與適用場(chǎng)景。此外，介紹了模型預(yù)測(cè)控制及其在有源配電網(wǎng)運(yùn)行控制中的應(yīng)用現(xiàn)狀。
　　2、詳細(xì)闡述了多區(qū)域有源配電網(wǎng)的概念與特點(diǎn)，并說(shuō)明了在多區(qū)域有源配電網(wǎng)中使用分布式電壓控制方

3、式的合理性，介紹與對(duì)比了多種多區(qū)域有源配電網(wǎng)可用電壓調(diào)節(jié)設(shè)備的特點(diǎn)與模型。然后，介紹了模型預(yù)測(cè)控制的原理、步驟與特征，在此基礎(chǔ)上說(shuō)明模型預(yù)測(cè)控制的分布式形式。
　　3、針對(duì)非電力市場(chǎng)環(huán)境下的多區(qū)域有源配電網(wǎng)各區(qū)域自治而利益一致的特點(diǎn)，以有源配電網(wǎng)整體電壓最優(yōu)為目標(biāo)，提出了一種改進(jìn)的分布式模型預(yù)測(cè)電壓協(xié)同控制策略。改進(jìn)之處包括:(1)在配電網(wǎng)整體電壓控制效果與區(qū)域?qū)τ谂潆娋W(wǎng)認(rèn)知完整性間進(jìn)行平衡，在區(qū)域控制器目標(biāo)函數(shù)中加入了對(duì)于相鄰區(qū)

4、域電壓偏差的考量，以信息復(fù)雜度的輕微增加為代價(jià)，提高配電網(wǎng)整體的電壓控制效果。(2)針對(duì)有源配電網(wǎng)中不同電壓調(diào)節(jié)設(shè)備調(diào)節(jié)速度不同的問(wèn)題，在預(yù)測(cè)模型中加入設(shè)備動(dòng)作延遲變量，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同調(diào)節(jié)速度設(shè)備的協(xié)同。(3)針對(duì)大擾動(dòng)情形下?tīng)顟B(tài)量定值約束可能導(dǎo)致的控制量劇烈動(dòng)作問(wèn)題，將狀態(tài)量定值約束軟化為漸變約束，減小調(diào)節(jié)過(guò)程中的震蕩。
　　4、針對(duì)電力市場(chǎng)環(huán)境下的多區(qū)域有源配電網(wǎng)各區(qū)域的管理主體不同、利益不一致的特點(diǎn)，依據(jù)電力市場(chǎng)交易機(jī)制，建立區(qū)

5、域的對(duì)外調(diào)節(jié)模型，充分尊重各區(qū)域的利益，提出了一種雙階段分布式電壓協(xié)同控制策略。在第一階段，提出一種多場(chǎng)景調(diào)節(jié)任務(wù)預(yù)分配機(jī)制，能夠在不同的電壓越限場(chǎng)景下，依據(jù)各區(qū)域調(diào)節(jié)速度、調(diào)節(jié)成本的區(qū)別，在相鄰區(qū)域之間進(jìn)行合理的電壓調(diào)節(jié)任務(wù)分配，使得電壓越限區(qū)域最終能夠以較小的調(diào)節(jié)成本、較快的調(diào)節(jié)速度將電壓調(diào)節(jié)至可接受范圍。在第二階段，提出一種兼顧不同主體利益的分布式模型預(yù)測(cè)控制策略，在兼顧區(qū)域自身控制目標(biāo)與相鄰區(qū)域控制目標(biāo)的同時(shí)，保障區(qū)域保有盡可能