含电力电子变压器的交直流混合配电网的调度方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种含电力电子变压器的交直流混合配电网的调度方法及系统，包括：获取含电力电子变压器的交直流混合配电网的运行参数；基于所述运行参数和预先构建的耦合优化模型，获得交流网络中分布式电源的有功出力和电力电子变压器PET端口的有功出力；基于所述交流网络中分布式电源的有功出力和电力电子变压器PET端口的有功出力对所述交直流混合配电网进行调度。本发明专利技术实现了可再生能源的充分消纳和高效利用；发挥了PET的柔性调控能力，实现交直流网络的相互协调，互补优化，提高了区域间可控分布式能源的功率交互能力。

【技术实现步骤摘要】
含电力电子变压器的交直流混合配电网的调度方法及系统
本专利技术涉及交直流混合配电网协调优化领域，具体涉及一种含电力电子变压器的交直流混合配电网的调度方法及系统。
技术介绍
随着能源危机的逼近，通过可再生能源发电已成为趋势，如何将可再生能源组成的高渗透分布式发电接入配电网，则需要基于电力电子变压器(PowerElectronicTransformer,PET)构成的交直流混合配电网，交直流混合配电网为分布式可再生能源的灵活接入和有效调控提供了新的手段和方式，集成了电力电子变换技术和高频变压器技术的电力电子变压器具备了区域协调、交直混联和多向潮流等特点，能够增加不同网络间的功率交换能力。使得微电网潮流在电网与用户、中压电网与低压电网以及交流电网和直流电网之间双向互动的需求日益增多，相比于单一电能形式的配电网，交直流混合配电网可以发挥交流配电网和直流配电网的互补优势，各分布式电源根据自身便利选择不同的电能形式接入电网，增加了分布式电源间彼此互动能力，有利于实现交直流网络的互补运行。目前，针对交直流混合配电网协调优化问题已经有大量研究，通过建立运行控制优化模型，提高了分布式电源的消纳水平，实现系统安全稳定运行；提出基于模型预测控制的交直流混合配电网主动分层分布式优化调度策略，可以减小可再生能源波动对系统的影响，实现多种能源的协调优化；采用混合整数线性规划算法或人工智能算法，提高了模型的求解速度和算法的寻优性能。但当前的交直流混合配电网协调优化方法更多的是考虑模型建立、调度策略以及求解算法等方面，对含有电力电子变压器的交直流混合配电网的考虑并不全面，导致按已有方法生成的调度方案进行调度时，出现可再生能源不能最大程度利用，运行效率低，交直流电网不能很好交互等，未考虑网络设备柔性调控能力的优化运行和交直流混合配电网互补优化等方面进行研究。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在含有电力电子变压器的交直流混合配电网的调度方案不是最优的问题，本专利技术提供一种含电力电子变压器的交直流混合配电网的调度方法及系统，首先构建含电力电子变压器的交直流耦合配电网络，然后采用分解优化算法对耦合变量和局部变量进行解耦协调控制，发挥电力电子变压器对网络潮流的柔性调控能力，协调分散在交直流混合配电网内分布式电源的有功出力，从而实现交直流混合配电网的互补优化。本专利技术提供的技术方案是：一种含电力电子变压器的交直流混合配电网的调度方法，包括：获取含电力电子变压器的交直流混合配电网的运行参数；基于所述运行参数和预先构建的耦合优化模型，获得交流网络中分布式电源的有功出力和电力电子变压器PET端口的有功出力；基于所述交流网络中分布式电源的有功出力和电力电子变压器PET端口的有功出力对所述交直流混合配电网进行调度。优选的，所述耦合优化模型的构建，包括：以含电力电子变压器的交直流混合配电网的有功网损最小为目标，构建目标函数；为所述目标函数构建等式约束条件和不等式约束条件。优选的，所述目标函数，如下式所示：minf＝Ploss.PET+Ploss.AC+Ploss.DC式中：f：含PET交直流混合配电网的有功网损；Ploss.PET：PET的有功损耗；Ploss.AC：交流网络的有功损耗；Ploss.DC：直流网络的有功损耗。优选的，所述等式约束条件，如下式所示：式中：PGi：交流节点i处发电机的有功功率；PDi：交流节点i处负荷的有功功率；QGi：交流节点i处发电机的无功功率；QDi：交流节点i处负荷的无功功率；N：交流节点的个数；Ui：交流节点i的电压幅值；Uj：交流节点j的电压幅值；θij：交流节点i和交流节点j间的相角差；Gij：交流支路ij的电导；Bij：交流支路ij的电纳；Pgx：直流节点x处发电机的有功功率；Pdx：直流节点x处负荷的有功功率；M：直流节点的个数；Vx：直流节点x的电压幅值；Vy：直流节点y的电压幅值；gxy：直流支路xy的电导值；PET第s个PET交流端口输出的有功功率；m：PET交流端口的个数；PET第l个PET直流端口输出的有功功率；n：PET直流端口的个数；第k个PET端口的有功损耗；p：PET交流端口的个数和PET直流端口的个数之和；其中，所述第k个PET端口的有功损耗按下式计算：式中：第k个PET端口的有功损耗；ak：换流器有功损耗的第一拟合参数；bk：换流器有功损耗的第二拟合参数；ck：换流器有功损耗的第三拟合参数；Ic：PET交直流端口的桥臂电流。优选的，所述不等式约束条件，如下式所示：式中：Uxdc：直流节点电压幅值；Uxdc.min：直流节点电压幅值的最小值；Uxdc.max：直流节点电压幅值的最大值；Uiac：交流节点电压幅值；Uiac.min：交流节点电压幅值的最小值；Uiac.max：交流节点电压幅值的最大值；Pgdc：直流侧分布式电源有功出力；Pgdc.min：直流侧分布式电源有功出力的最小值；Pgdc.max：直流侧分布式电源有功出力的最大值；Pgac：交流测分布式电源的有功出力；Qgac：流测分布式电源的无功出力；Pgac.min：交流测分布式电源有功出力的最小值；Pgac.max：交流测分布式电源有功出力的最大值；Qgac.min：交流分布式电源输出无功功率的最小值；Qgac.max：交流分布式电源输出无功功率的最大值；Pdc：PET直流端口输出的有功功率；Pdc.min：PET直流端口输出的有功功率的最小值；Pdc.max：PET直流端口输出的有功功率的最大值；Pac：PET交流端口输出的有功功率；Qac：PET交流端口输出的无功功率；Pac.max：PET交流端口输出有功功率的最大值；Pac.min：PET交流端口输出有功功率的最小值；Qac.max：PET交流端口输出的无功功率的最大值；Qac.min：PET交流端口输出的无功功率最小值。优选的，所述基于所述运行参数和预先构建的耦合优化模型，获得交直流混合配电网中分布式电源的有功出力和电力电子变压器PET端口的有功出力，包括：基于待优化的交直流混合配电网中包含的PET网络、交流网络和直流网络，将所述耦合优化模型分解为PET子网优化模型、交流子网优化模型和直流子网优化模型；基于PET网络与交流网络和直流网络之间交互的功率和电压，对所述PET子网优化模型、交流子网优化模型和直流子网优化模型进行变量处理；基于所述运行参数、PET子网优化模型、交流子网优化模型和直流子网优化模型，采用目标级联分析法，获得交流网络中分布式电源的有功出力和电力电子变压器PET端口的有功出力。优选的，所述基于PET网络与交流网络和直流网络之间交互的功率和电压，对所述PET子网优化模型、交流子网优化模型和直流子网优化模型进行变量处理，包括：将PET交直流端口输出功率和PET交直流端口的电压分解为目标变量和响应变量；基于PET的有功损耗、目标变量和响应变量构建所述PET子网优化模型的第一目标函数；基于交流网络的有功损耗、目标变量和响应变量构建所述交流子网优化模型的第二目标函数；基于直流网络的有功损耗、目标变量和响应变量构建所述直流子网优化模型的第三目标函数。优选的，所述第一目标函数，如下式所示：minfpet＝Ploss.PET+vac(ηac-μac)+[wac(ηa本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含电力电子变压器的交直流混合配电网的调度方法，其特征在于，包括：获取含电力电子变压器的交直流混合配电网的运行参数；基于所述运行参数和预先构建的耦合优化模型，获得交流网络中分布式电源的有功出力和电力电子变压器PET端口的有功出力；基于所述交流网络中分布式电源的有功出力和电力电子变压器PET端口的有功出力对所述交直流混合配电网进行调度。

【技术特征摘要】
1.一种含电力电子变压器的交直流混合配电网的调度方法，其特征在于，包括：获取含电力电子变压器的交直流混合配电网的运行参数；基于所述运行参数和预先构建的耦合优化模型，获得交流网络中分布式电源的有功出力和电力电子变压器PET端口的有功出力；基于所述交流网络中分布式电源的有功出力和电力电子变压器PET端口的有功出力对所述交直流混合配电网进行调度。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述耦合优化模型的构建，包括：以含电力电子变压器的交直流混合配电网的有功网损最小为目标，构建目标函数；为所述目标函数构建等式约束条件和不等式约束条件。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标函数，如下式所示：minf＝Ploss.PET+Ploss.AC+Ploss.DC式中：f：含PET交直流混合配电网的有功网损；Ploss.PET：PET的有功损耗；Ploss.AC：交流网络的有功损耗；Ploss.DC：直流网络的有功损耗。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述等式约束条件，如下式所示：式中：PGi：交流节点i处发电机的有功功率；PDi：交流节点i处负荷的有功功率；QGi：交流节点i处发电机的无功功率；QDi：交流节点i处负荷的无功功率；N：交流节点的个数；Ui：交流节点i的电压幅值；Uj：交流节点j的电压幅值；θij：交流节点i和交流节点j间的相角差；Gij：交流支路ij的电导；Bij：交流支路ij的电纳；Pgx：直流节点x处发电机的有功功率；Pdx：直流节点x处负荷的有功功率；M：直流节点的个数；Vx：直流节点x的电压幅值；Vy：直流节点y的电压幅值；gxy：直流支路xy的电导值；PET第s个PET交流端口输出的有功功率；m：PET交流端口的个数；PET第l个PET直流端口输出的有功功率；n：PET直流端口的个数；第k个PET端口的有功损耗；p：PET交流端口的个数和PET直流端口的个数之和；其中，所述第k个PET端口的有功损耗按下式计算：式中：第k个PET端口的有功损耗；ak：换流器有功损耗的第一拟合参数；bk：换流器有功损耗的第二拟合参数；ck：换流器有功损耗的第三拟合参数；Ic：PET交直流端口的桥臂电流。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述不等式约束条件，如下式所示：式中：Uxdc：直流节点电压幅值；Uxdc.min：直流节点电压幅值的最小值；Uxdc.max：直流节点电压幅值的最大值；Uiac：交流节点电压幅值；Uiac.min：交流节点电压幅值的最小值；Uiac.max：交流节点电压幅值的最大值；Pgdc：直流侧分布式电源有功出力；Pgdc.min：直流侧分布式电源有功出力的最小值；Pgdc.max：直流侧分布式电源有功出力的最大值；Pgac：交流测分布式电源的有功出力；Qgac：交流测分布式电源的无功出力；Pgac.min：交流测分布式电源有功出力的最小值；Pgac.max：交流测分布式电源有功出力的最大值；Qgac.min：交流分布式电源输出无功功率的最小值；Qgac.max：交流分布式电源输出无功功率的最大值；Pdc：PET直流端口输出的有功功率；Pdc.min：PET直流端口输出的有功功率的最小值；Pdc.max：PET直流端口输出的有功功率的最大值；Pac：PET交流端口输出的有功功率；Qac：PET交流端口输出的无功功率；Pac.max：PET交流端口输出有功功率的最大值；Pac.min：PET交流端口输出有功功率的最小值；Qac.max：PET交流端口输出的无功功率的最大值；Qac.min：PET交流端口输出的无功功率最小值。6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述运行参数和预先构建的耦合优化模型，获得交直流混合配电网中分布式电源的有功出力和电力电子变压器PET端口的有功出力，包括：基于待优化的交直流混合配电网中包含的PET网络、交流网络和直流网络，将所述耦合优化模型分解为PET子网优化模型、交流子网优化模型和直流子网优化模型；基于PET网络与交流网络和直流网络之间交互的功率和电压，对所述PET子网优化模型、交流子网优化模型和直流子网优化模型进行变量处理；基于所述运行参数、PET子网优化模型、交流子网优化模型和直流子网优化模型，采用目标级联分析法，获得交流网络中分布式电源的有功出力和电力电子变压器PET端口的有功出力。7.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒲天骄，李烨，董雷，张涛，陈乃仕，王新迎，张晨，乔骥，李时光，柳丹，袁晓冬，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，华北电力大学，国网江苏省电力有限公司，国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11