[go: up one dir, main page]

CN116780557A - 一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法及系统 - Google Patents

一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN116780557A
CN116780557A CN202310694905.2A CN202310694905A CN116780557A CN 116780557 A CN116780557 A CN 116780557A CN 202310694905 A CN202310694905 A CN 202310694905A CN 116780557 A CN116780557 A CN 116780557A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
node
reactive
distribution network
power distribution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN202310694905.2A
Other languages
English (en)
Inventor
朱涛
黄伟
周胜超
海迪
周艳平
朱元富
张瑞颖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yunnan Power Grid Co Ltd
Original Assignee
Yunnan Power Grid Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yunnan Power Grid Co Ltd filed Critical Yunnan Power Grid Co Ltd
Priority to CN202310694905.2A priority Critical patent/CN116780557A/zh
Publication of CN116780557A publication Critical patent/CN116780557A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F18/00—Pattern recognition
    • G06F18/20—Analysing
    • G06F18/23—Clustering techniques
    • G06F18/231—Hierarchical techniques, i.e. dividing or merging pattern sets so as to obtain a dendrogram
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00002—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/12—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks for adjusting voltage in AC networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/14—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks for adjusting voltage in AC networks by changing a characteristic of the network load by switching loads on to, or off from, network, e.g. progressively balanced loading
    • H02J3/144—Demand-response operation of the power transmission or distribution network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/12—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks for adjusting voltage in AC networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/16—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks for adjusting voltage in AC networks by changing a characteristic of the network load by adjustment of reactive power
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • H02J3/1821—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/50—Controlling the sharing of the out-of-phase component
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/10—Power transmission or distribution systems management focussing at grid-level, e.g. load flow analysis, node profile computation, meshed network optimisation, active network management or spinning reserve management
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2203/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J2203/20—Simulating, e g planning, reliability check, modelling or computer assisted design [CAD]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Evolutionary Biology (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明涉及电力系统自动化技术领域，本发明公开了一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法及系统包括，计算三相不平衡配电网的每一相电压‑无功灵敏度矩阵；根据电压‑无功灵敏度矩阵并通过计算节点与聚类簇之间的相关系数，利用快速增量聚类算法配电网划分配电网电压控制区域；根据划分的电压控制区域对配电网分区，检测区域内的电压越限节点，并根据灵敏度相关性水平构建优先级列表，依次调用无功补偿资源进行电压校正，本发明方法使用基于规则的电压控制策略来调用无功补偿资源进行电压校正，避免了集中式、基于优化的方法中需要大量计算和通信的问题，提高了控制响应速度。

Description

一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法及系统
技术领域
本发明涉及电力系统自动化技术领域，尤其涉及一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法及系统。
背景技术
利用分布式能源资源进行电压控制的方法可分为集中式、分散式和分布式三种。集中式方法通常以整个配电网的可观测性为前提，属于全局优化问题，并依赖于具备通信能力的监测和控制设施。分散式方法旨在调节指定节点的电压，仅需要本地的测量数据。分布式控制方法允许部分设备之间进行协调，并使用低带宽通信在设备之间进行有限的数据交换，以最小成本利用当时可用的所有资源实现协同控制。
随着分布式能源的迅猛发展，配电网电压控制变得越来越重要。传统的集中式电压控制方法由于需要大量的通信和计算资源，已经难以满足现代配电网的控制需求。为了解决该问题，近年来出现了一些基于配电网分区的电压控制方法。这些方法将配电网划分为多个子区域，并使用本地控制器来调节每个区域内的无功补偿资源。相比于传统的集中式电压控制方法，这些方法具有更快的响应时间和较少的通信需求。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明提供了一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法，可以实现对无功补偿资源的分布式利用，使系统电压水平保持在安全范围。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案，一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法，包括：
计算三相不平衡配电网的每一相电压-无功灵敏度矩阵；
根据电压-无功灵敏度矩阵并通过计算节点与聚类簇之间的相关系数，利用快速增量聚类算法配电网划分配电网电压控制区域；
根据划分的电压控制区域对配电网分区，检测区域内的电压越限节点，并根据灵敏度相关性水平构建优先级列表，依次调用无功补偿资源进行电压校正。
作为本发明所述的一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法的一种优选方案，其中：所述电压-无功灵敏度矩阵包括，分析系无功补偿资源对节点电压水平的影响关系，
其中，SV-Q为电压-无功灵敏度矩阵，N为配电网中负荷节点的数量；
其中，i为第i行元素，j为第j行元素，qi,j为节点j注入一个单位无功功率对节点i电压的影响程度，表示节点i的电压水平，/>表示注入无功后节点i的电压水平，ΔQj表示在节点j注入的无功功率大小。
作为本发明所述的一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法的一种优选方案，其中：所述划分配电网电压控制区域包括，基于当前负荷情况得到SV-Q并计算其第j列的均值μj和方差σj，计算节点灵敏度的相关矩阵CQ表示为，
cm,n表示电压-无功灵敏度矩阵m、n两列的皮尔逊相关系数，表示进行电压调节时节点m、n之间的关联性，计算为，
当对新的负荷节点l进行分类时，与当前第k个控制区域的关联性使用平均相关系数mccl,k评估，计算公式为，
其中，x表示控制区域k内第x个负荷节点的索引，K表示控制区域的总数，mk为第k个控制区域的负荷节点的数量。
作为本发明所述的一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法的一种优选方案，其中：所述优先级列表包括，当协调区域内的无功资源实现电压控制时，根据计算的节点灵敏度相关系数为区域k中的所有节点x分配无功资源调用的优先级，按计算的相关系数降序排列；
将第k个控制区域的优先级列表表示为PLk，则电压控制器按PLk依次调用各节点上的无功补偿资源，直到无功功率注入总量达到ΔQreq，若存在节点上未安装无功补偿装置，则跳转至下一个节点调用无功资源。
作为本发明所述的一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法的一种优选方案，其中：所述依次调用无功补偿资源进行电压校正包括，当配电网划分为多个控制区域时，各区域调用管辖区内的无功补偿资源进行电压控制，当检测到第k个控制区域存在电压越限节点，则所述区域的控制器进入电压校正模式，并标记最严重的过电压/欠电压节点r，当节点r需要校正的电压偏差量ΔVr为，
其中，表示过电压时的最高电压值，/>表示欠电压时的最低电压值，Vmax/Vmin分别为节点电压水平的上下限，根据电压-无功灵敏度矩阵计算出所需的无功补偿量。
作为本发明所述的一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法的一种优选方案，其中：所述无功补偿量包括，
其中，α表示相关系数的阈值，qr,r是从SV-Q矩阵中取出节点r的电压-无功灵敏度，ΔQreq为无功补偿量。
作为本发明所述的一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法的一种优选方案，其中：所述快速增量聚类算法包括，若已有的K个控制区域计算得出的mccl,k均低于相关系数阈值α，则将节点l归为一个新的控制区域K+1，若已有的k个控制区域计算得到的mccl,k均高于相关系数阈值α，将节点归为具有最大平均相关系数的控制区域。
本发明的另外一个目的是提供一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法的系统，采用聚类分区算法将配电线路划分为多个弱耦合区域，使得在每个区域内可以独立地调节电压，从而提高了控制的精度和效率。
作为本发明所述的一种基于聚类分区算法的配电网电压控制系统的一种优选方案，其中：包括，数据采集模块，聚类分区模块，无功控制模块，系统监控模块；
所述数据采集模块，采集配电网的数据；
所述聚类分区模块，对采集的数据进行聚类分析，将配电网划分区域；
所述无功控制模块，根据聚类分区结果，对每个分区内的无功功率进行控制；
所述系统监控模块，对整个系统进行状态检测和故障诊断。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法的步骤。
本发明的有益效果：本发明方法使用基于规则的电压控制策略来调用无功补偿资源进行电压校正，避免了集中式、基于优化的方法中需要大量计算和通信的问题，提高了控制响应速度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明一个实施例提供的一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法流程示意图；
图2为本发明一个实施例提供的一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法的蕨类分区结果示意图；
图3为本发明一个实施例提供的一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法的不同比例光伏渗透率下的灵敏度计算结果示意图；
图4为本发明一个实施例提供的一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法的不同相关系数阈值设定下的聚类簇数示意图；
图5为本发明一个实施例提供的一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法的采用不同电压控制策略下的节点电压对比结果示意图；
图6为本发明一个实施例提供的一种基于聚类分区算法的配电网电压控制系统的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
参照图1-2，为本发明的第一个实施例，该实施例提供了一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法，包括：
S1：计算三相不平衡配电网的每一相电压-无功灵敏度矩阵；
更进一步的，所述电压-无功灵敏度矩阵包括，分析系无功补偿资源对节点电压水平的影响关系，
其中，SV-Q为电压-无功灵敏度矩阵，N为配电网中负荷节点的数量；
其中，i为第i行元素，j为第j行元素，qi,j为节点j注入一个单位无功功率对节点i电压的影响程度，表示节点i的电压水平，/>表示注入无功后节点i的电压水平，ΔQj表示在节点j注入的无功功率大小。
应说明的是，SV-Q描述的是单相负荷节点的灵敏度，对于真实场景下的三相配电网可以分别对每相计算一个电压-无功灵敏度矩阵。
S2：根据电压-无功灵敏度矩阵并通过计算节点与聚类簇之间的相关系数，利用快速增量聚类算法配电网划分配电网电压控制区域；
应说明的是，所述电压-无功灵敏度矩阵包括，分析系无功补偿资源对节点电压水平的影响关系，
其中，SV-Q为电压-无功灵敏度矩阵，N为配电网中负荷节点的数量；
其中，i为第i行元素，j为第j行元素，qi,j为节点j注入一个单位无功功率对节点i电压的影响程度，表示节点i的电压水平，/>表示注入无功后节点i的电压水平，ΔQj表示在节点j注入的无功功率大小。
S3：根据划分的电压控制区域对配电网分区，检测区域内的电压越限节点，并根据灵敏度相关性水平构建优先级列表，依次调用无功补偿资源进行电压校正。
更进一步的，由于负荷分布不均等因素，实际的配电网存在三相不平衡的问题。因此，在进行电压调节时，需要对每相负荷分别进行聚类以实现分区控制。
应说明的是，在理论上，每个电压控制区域由高相关性电压灵敏度的负荷节点组成。为了确定配电馈线中控制区域的数量和每个控制区域中负荷节点的数量，利用在不同负荷情况下计算的电压-无功灵敏度矩阵应用快速增量聚类(FIC,fast incrementalclustering)方法对负荷节点进行聚类。FIC是一种非迭代算法，以顺序方式逐个分类数据。因此，每个负荷节点仅被考虑一次，在完成所有负荷节点的分类后，其被聚类划分的类别始终不会改变。
更进一步的，由于FIC依赖于数据处理的顺序，而电压灵敏度会随配电距离成正比变化，因此在应用FIC之前需要根据各节点与变电站的距离将负荷节点按升序进行排序。
更进一步的，所述划分配电网电压控制区域包括，在每个时间间隔内，基于当前负荷情况得到SV-Q并计算其第j列的均值μj和方差σj，计算节点灵敏度的相关矩阵CQ表示为，
cm,n表示电压-无功灵敏度矩阵m、n两列的皮尔逊相关系数，表示进行电压调节时节点m、n之间的关联性，计算为，
相关系数的值在-1到1内变换，越接近1表示节点m、n之间的关联性越强，“-1”表示负相关，“0”表示不相关，“1”表示正相关。
当对新的负荷节点l进行分类时，与当前第k个控制区域的关联性使用平均相关系数mccl,k评估，计算公式为，
其中，x表示控制区域k内第x个负荷节点的索引，K表示控制区域的总数，mk为第k个控制区域的负荷节点的数量。
应说明的是，所述快速增量聚类算法包括，若已有的K个控制区域计算得出的mccl,k均低于相关系数阈值α，则将节点l归为一个新的控制区域K+1，若已有的k个控制区域计算得到的mccl,k均高于相关系数阈值α，将节点归为具有最大平均相关系数的控制区域。
更进一步的，所述依次调用无功补偿资源进行电压校正包括，当配电网划分为多个控制区域时，各区域调用管辖区内的无功补偿资源进行电压控制，当检测到第k个控制区域存在电压越限节点，则所述区域的控制器进入电压校正模式，并标记最严重的过电压/欠电压节点r，当节点r需要校正的电压偏差量ΔVr为，
其中，表示过电压时的最高电压值，/>表示欠电压时的最低电压值，Vmax/Vmin分别为节点电压水平的上下限，根据电压-无功灵敏度矩阵计算出所需的无功补偿量。
应说明的是，所述无功补偿量包括，
其中，α表示相关系数的阈值，qr,r是从SV-Q矩阵中取出节点r的电压-无功灵敏度，ΔQreq为无功补偿量。
应说明的是，所述优先级列表包括，当协调区域内的无功资源实现电压控制时，根据计算的节点灵敏度相关系数为区域k中的所有节点x分配无功资源调用的优先级，按计算的相关系数降序排列；
将第k个控制区域的优先级列表表示为PLk，则电压控制器按PLk依次调用各节点上的无功补偿资源，直到无功功率注入总量达到ΔQreq，若存在节点上未安装无功补偿装置，则跳转至下一个节点调用无功资源。至此，实现了一种分布式、基于优先级列表的分区电压控制方法。
实施例2
参考图3-5，为本发明的一个实施例，提供了一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法，为了验证本发明的有益效果，通过实验进行科学论证。
采用北美某地区三相不平衡配电网的实际数据用于分析本发明的可行性。该系统包含1388个节点，其中415个为负荷节点。该配电馈线下共有1024户家庭负荷，峰荷为3.52MW。假设光伏装机容量为5.12MW，并可基于光伏逆变器调用其无功补偿能力用于电压控制。由图3可以看出，随着光伏渗透率的增大，电压灵敏度有逐渐上升的趋势，即无功补偿对电压调节的影响增大。图4验证了相关系数阈值对聚类簇数的影响，可以看出，当取值小于0.92时，每相负荷各自为一簇，这表明相序是电压调节灵敏度的重要因素。同时，随着的增大，各相内部也划分为了多个聚类簇，这表明在相同相序下某些负荷之间存在更为紧密的联系。
为验证所提方法的电压控制效果，选取了一周的负荷数据构建配电网场景，并应用集中式控制、无控制、分区控制三种电压控制方式，并记录最大的节点电压水平，绘制小提琴图，如图5所示。可以看出，无控制模式下存在较为严重的电压越限问题，而集中式控制可以严格保证电压水平在范围内。与此相比，所提的分区控制方法能够较好的保证电压水平，仅在极少数情况下存在电压越限情况，且情况轻微。在计算速度方面，基于数学优化的集中式控制方法求解耗时在73秒-171秒范围内，而本发明所提的分区控制方法仅耗时2毫秒，极大地提升了控制响应时间。
应说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
实施例3
本发明第三个实施例，其不同于前两个实施例的是：
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)、便携式计算机盘盒(磁装置)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)、光纤装置以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
实施例4
参照图6，为本发明的第四个实施例，该实施例提供了一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法的系统，包括：数据采集模块，聚类分区模块，无功控制模块，系统监控模块；
所述数据采集模块，采集配电网的数据，包括负载数据、电源数据、线路数据等信息。这些数据可以通过传感器或者监测设备获取。
所述聚类分区模块，对采集的数据进行聚类分析，将配电网划分区域，采用聚类方法的目的是在保证各区域内功率因数接近于目标值的前提下，将不同性质的负载集中在一起，从而方便无功控制的实施。
所述无功控制模块，根据聚类分区结果，对每个分区内的无功功率进行控制，控制方法可以采用静态补偿器、容性补偿器、电抗器等措施实现。同时，还需要设计控制策略，如基于功率因数、基于电压、基于电流等策略。
所述系统监控模块，对整个系统进行状态检测和故障诊断，当出现故障时，需要及时发出警报并采取相应的措施，以确保配电网的正常运行。
应说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法，其特征在于：包括，
计算三相不平衡配电网的每一相电压-无功灵敏度矩阵；
根据电压-无功灵敏度矩阵并通过计算节点与聚类簇之间的相关系数，利用快速增量聚类算法配电网划分配电网电压控制区域；
根据划分的电压控制区域对配电网分区，检测区域内的电压越限节点，并根据灵敏度相关性水平构建优先级列表，依次调用无功补偿资源进行电压校正。
2.如权利要求1所述的一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法，其特征在于：所述电压-无功灵敏度矩阵包括，分析系无功补偿资源对节点电压水平的影响关系，
其中，SV-Q为电压-无功灵敏度矩阵，N为配电网中负荷节点的数量；
其中，i为第i行元素，j为第j行元素，qi,j为节点j注入一个单位无功功率对节点i电压的影响程度，表示节点i的电压水平，/>表示注入无功后节点i的电压水平，ΔQj表示在节点j注入的无功功率大小。
3.如权利要求2所述的一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法，其特征在于：所述划分配电网电压控制区域包括，基于当前负荷情况得到SV-Q并计算其第j列的均值μj和方差σj，计算节点灵敏度的相关矩阵CQ表示为，
cm,n表示电压-无功灵敏度矩阵m、n两列的皮尔逊相关系数，表示进行电压调节时节点m、n之间的关联性，计算为，
当对新的负荷节点l进行分类时，与当前第k个控制区域的关联性使用平均相关系数mccl,k评估，计算公式为，
其中，x表示控制区域k内第x个负荷节点的索引，K表示控制区域的总数，mk为第k个控制区域的负荷节点的数量。
4.如权利要求3所述的一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法，其特征在于：所述优先级列表包括，当协调区域内的无功资源实现电压控制时，根据计算的节点灵敏度相关系数为区域k中的所有节点x分配无功资源调用的优先级，按计算的相关系数降序排列；
将第k个控制区域的优先级列表表示为PLk，则电压控制器按PLk依次调用各节点上的无功补偿资源，直到无功功率注入总量达到ΔQreq，若存在节点上未安装无功补偿装置，则跳转至下一个节点调用无功资源。
5.如权利要求4所述的一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法，其特征在于：所述依次调用无功补偿资源进行电压校正包括，当配电网划分为多个控制区域时，各区域调用管辖区内的无功补偿资源进行电压控制，当检测到第k个控制区域存在电压越限节点，则所述区域的控制器进入电压校正模式，并标记最严重的过电压/欠电压节点r，当节点r需要校正的电压偏差量ΔVr为，
其中，表示过电压时的最高电压值，/>表示欠电压时的最低电压值，Vmax/Vmin分别为节点电压水平的上下限，根据电压-无功灵敏度矩阵计算出所需的无功补偿量。
6.如权利要求5所述的一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法，其特征在于：所述无功补偿量包括，
其中，α表示相关系数的阈值，qr,r是从SV-Q矩阵中取出节点r的电压-无功灵敏度，ΔQreq为无功补偿量。
7.如权利要求6所述的一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法，其特征在于：所述快速增量聚类算法包括，若已有的K个控制区域计算得出的mccl,k均低于相关系数阈值α，则将节点l归为一个新的控制区域K+1，若已有的k个控制区域计算得到的mccl,k均高于相关系数阈值α，将节点归为具有最大平均相关系数的控制区域。
8.一种基于权利要求1-7任一所述的一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法的系统，其特征在于：包括，数据采集模块，聚类分区模块，无功控制模块，系统监控模块；
所述数据采集模块，采集配电网的数据；
所述聚类分区模块，对采集的数据进行聚类分析，将配电网划分区域；
所述无功控制模块，根据聚类分区结果，对每个分区内的无功功率进行控制；
所述系统监控模块，对整个系统进行状态检测和故障诊断。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
CN202310694905.2A 2023-06-13 2023-06-13 一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法及系统 Withdrawn CN116780557A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310694905.2A CN116780557A (zh) 2023-06-13 2023-06-13 一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310694905.2A CN116780557A (zh) 2023-06-13 2023-06-13 一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法及系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116780557A true CN116780557A (zh) 2023-09-19

Family

ID=87995673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310694905.2A Withdrawn CN116780557A (zh) 2023-06-13 2023-06-13 一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116780557A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117236803A (zh) * 2023-11-16 2023-12-15 中铁二十二局集团电气化工程有限公司 一种牵引变电站等级划分及评价方法、系统及电子设备

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117236803A (zh) * 2023-11-16 2023-12-15 中铁二十二局集团电气化工程有限公司 一种牵引变电站等级划分及评价方法、系统及电子设备
CN117236803B (zh) * 2023-11-16 2024-01-23 中铁二十二局集团电气化工程有限公司 一种牵引变电站等级划分及评价方法、系统及电子设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112308427B (zh) 一种基于组合赋权-灰关联的新能源消纳制约因素评估方法及系统
CN117728421B (zh) 微电网集群协调调度方法、系统、计算机设备和存储介质
WO1995030266A1 (en) Method for performing a voltage stability security assessment for a power transmission system
CN116780557A (zh) 一种基于聚类分区算法的配电网电压控制方法及系统
CN112198375A (zh) 单相用户的相位识别方法、装置、设备和存储介质
CN117520986A (zh) 分布式光伏发电异常监测方法、系统、设备和存储介质
CN111934319B (zh) 一种基于风电典型场景集的生成方法及系统
Chi et al. Zoning‐based candidate bus selection for dynamic VAR planning in power system towards voltage resilience
CN118983895A (zh) 一种电池管理系统主控休眠状态下的电池均衡控制方法
Neelima et al. OPTIMAL CAPACITORS PLACEMENT IN DISTRIBUTION NETWORKS USING GENETIC ALGORITHM: A DIMENSION REDUCING APPROACH.
KR102220716B1 (ko) 배전계통 재구성 장치 및 그 방법
CN115219953B (zh) 一种基于电压降的低压台区线路异常检测系统及方法
Ye et al. Comprehensive mitigation strategy of voltage sag based on sensitive load clustering
CN115967349A (zh) 一种光伏发电损失评估方法、装置、电子设备及存储介质
CN116488267A (zh) 一种基于建模的风电场无功容量极限仿真计算方法及装置
CN111796143A (zh) 一种配用电系统节能设备节能量计量方法
CN118676919B (zh) 一种城市电网保供方法、系统、计算机设备和存储介质
Nuhanovic et al. Validation of a clustering algorithm for voltage stability analysis on the Bosnian electric power system
CN118412933B (zh) 一种微电网多源协调控制方法及装置
CN111030160A (zh) 一种配电网接纳分布式电源能力评估方法和装置
CN118300113A (zh) 一种工业园区的电网电压协同优化方法及系统
CN116505545A (zh) 一种调相机布点选取方法、系统、存储介质及计算机设备
CN118523328A (zh) 极端事件下高比例新能源电网混合分区运行方法及系统
CN119667279A (zh) 一种电表相识别方法、系统、存储介质及采集分析装置
Li et al. Adaptive Data Sampling with Dual-Scale Prediction in Deterministic Edge Network

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20230919

WW01 Invention patent application withdrawn after publication