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、隨機性等特點，其大規(guī)模、分散式接入配電網(wǎng)，對配電網(wǎng)網(wǎng)損、電壓、電能質(zhì)量、穩(wěn)定性等運行特性產(chǎn)生了巨大影響，極大改變了配電網(wǎng)的運行方式，有源配電網(wǎng)的運行控制面臨新的挑戰(zhàn)。在對有源配電網(wǎng)造成影響的同時，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)的運行控制提供了新的手段。本文針對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，以多區(qū)域有源配電網(wǎng)為研究對

2、象，基于模型預(yù)測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。
　　全文研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面:
　　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與適用場景。此外，介紹了模型預(yù)測控制及其在有源配電網(wǎng)運行控制中的應(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，并說明了在多區(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)備的特點與模型。然后，介紹了模型預(yù)測控制的原理、步驟與特征，在此基礎(chǔ)上說明模型預(yù)測控制的分布式形式。
　　3、針對非電力市場環(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，以有源配電網(wǎng)整體電壓最優(yōu)為目標(biāo)，提出了一種改進的分布式模型預(yù)測電壓協(xié)同控制策略。改進之處包括:(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)知完整性間進行平衡，在區(qū)域控制器目標(biāo)函數(shù)中加入了對于相鄰區(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，提高配電網(wǎng)整體的電壓控制效果。(2)針對有源配電網(wǎng)中不同電壓調(diào)節(jié)設(shè)備調(diào)節(jié)速度不同的問題，在預(yù)測模型中加入設(shè)備動作延遲變量，實現(xiàn)對不同調(diào)節(jié)速度設(shè)備的協(xié)同。(3)針對大擾動情形下狀態(tài)量定值約束可能導(dǎo)致的控制量劇烈動作問題，將狀態(tài)量定值約束軟化為漸變約束，減小調(diào)節(jié)過程中的震蕩。
　　4、針對電力市場環(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，依據(jù)電力市場交易機制，建立區(qū)

5、域的對外調(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，提出一種多場景調(diào)節(jié)任務(wù)預(yù)分配機制，能夠在不同的電壓越限場景下，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，保障區(qū)域保有盡可能