一种基于集群划分的配电网鲁棒协调优化控制方法技术

一种基于集群划分的配电网鲁棒协调优化控制方法，属于配电网调控技术领域。其特征在于：包括如下步骤：S1建立基于支路潮流算法的配电网潮流模型；S2确定配电网潮流模型的约束条件；S3将配电网中所有潮流约束转化为线性约束或标准二阶锥约束；S4建立配电网集群协调优化的二阶锥优化模型；S5使电力公司与用户经济损失最小化为优化模型的协调层，形成完整的配电网多利益团体鲁棒协调优化控制。本发明专利技术对电力公司与集群内部优化问题求解后，将优化结果作为彼此优化问题约束，再进行迭代优化，直至所有优化模型的目标函数值不再发生变化，以此来解决电力公司与光伏所有者在参与电压调节时的协调交互的问题。时的协调交互的问题。时的协调交互的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于集群划分的配电网鲁棒协调优化控制方法


[0001]一种基于集群划分的配电网鲁棒协调优化控制方法，属于配电网调控


技术介绍

[0002]随着新能源需求的快速增长以及公众对环境问题的关注，我国光伏发电技术得到快速发展。大量井喷式、小容量、分散化的分布式光伏电源接入配电网，这使配电系统的电压分布特性以及潮流流动受到巨大影响，进而对配电网的规划与运行提出了新的挑战。
[0003]随着分布式电源安装比例的提升，以及设备、控制、运行、用户互动化的智能化水平的不断提升，传统配电网由无源网络转变为有源复杂配电网，且随着配电网中业务需求的不断增多，配电网逐渐由“被动管理”转变为“主动参与”的主动配电网形态，对分布式电源进行主动控制和主动管理。在对分布式光伏控制管理中，应充分挖掘分布式光伏系统本身参与电压调节的能力。
[0004]现有控制方法大多是对区域内所有分布式光伏进行集中式、单独直接控制的模式。这种运行模式在分布式光伏安装比例较低，网络节点数较小时较为适用。但当面对高比例、分散化光伏接入时，由于光伏安装数量较多，位置比较分散，此时配电网已经变为一个复杂网络，采用集中式对每个光伏逆变器进行优化控制的方法，由于变量维度过多，会导致优化过程复杂，优化时间过长，甚至会产生维度灾的问题。其次，由于光伏预测不确定性的存在为协调优化控制增加了难度，而这个问题在已有的光伏控制策略中并没有解决。考虑到未来大量的分布式光伏安装，如何在集群划分的基础上，对每个建立建立鲁棒优化模型并求解尚未解决。最后，在配电网中，分布式光伏通常安装在用户侧，在满足相关光伏运行标准及要求下受光伏(PV)用户管控。而电力公司通常只能依靠有载调压变压器(OLTC)、并联电容器(SC)等设备参与调节电压，无权限对光伏直接进行调节。由于电网公司与光伏运营商都以自身利益最大化参与电压调节，不仅会增加电力公司的利益损失，也会造成资源浪费。如何协调PV用户利益与电力公司利益，在双方利益损失最小化的前提下，对配电网内光伏与OLTC、SC等设备进行协调优化控制的问题尚未涉及。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种在双方利益损失最小化的前提下，对配电网内光伏与OLTC、SC等设备进行协调优化控制的基于集群划分的配电网鲁棒协调优化控制方法。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：该基于集群划分的配电网鲁棒协调优化控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
[0007]S1建立基于支路潮流算法的配电网潮流模型；
[0008]S2确定配电网潮流模型的约束条件；
[0009]S3将配电网中所有潮流约束转化为线性约束或标准二阶锥约束；
[0010]S4建立配电网集群协调优化的二阶锥优化模型；
[0011]S5使电力公司与用户经济损失最小化为优化模型的协调层，形成完整的配电网多利益团体鲁棒协调优化控制。
[0012]优选的，整个配电网的潮流方程及约束条件为：
[0013][0014][0015][0016][0017]k
min
≤k
t
≤k
max
；
[0018][0019]C
j,t
＝y
j,t
m
j
；
[0020][0021]u
min
≤u
j,t
≤u
max
；
[0022][0023][0024]其中，r
ij
,x
ij
分别为i与j之间的电阻与电抗；P
PV,j,t
，Q
PV,j,t
分别为j点光伏t时刻的有功输出与无功输出值；P
ij,t
，Q
ij,t
分别为i与j之间线路上t时刻的有功功率与无功功率；P
L,j,t
，Q
L,j,
t分别为节点j上t时刻负荷需求的有功功率与无功功率；P
jk,t
，Q
jk,t
分别为t时刻母节点k流向子节点j的有功功率与无功功率；δ(j)表示节点j的母节点集合，П(j)表示节点j的子节点集合；U
i,t
表示i点t时刻电压；C
j,t
表示t时刻j点处并联电容器无功调节量；y
j,t
表示t时刻j点处并联电容器投入组数；m
j
表示j点处并联电容器单组无功容量；表示j点处并联电容器单组无功容量；表示j点处并联电容器最小无功容量与最大无功容量；U
N,
t表示t时刻OLTC低压出口处电压；U
L,t
表示t时刻OLTC高压侧电压；Δk表示OLTC单步调压范围；k
min
，k
max
分别表示OLTC分接头档位最小值与最大值；表示OLTC一天动作值总次数上限；k
t
，k
t
‑1分别表示t与t
‑
1时
刻OLTC分接头位置；表示节点i与j之间线路允许电流最大值；U
min
，U
max
分别为节点电压允许最小值与最大值；为j点光伏t时刻光伏有功输出预测值；tanθ
j
光伏功率因数限制角；S
PV,j
为j点光伏安装容量；s
j,t
为0
‑
1变量，用来取决光伏是否参与电压调节。
[0025]优选的，所述方法还包括，对所述约束条件进行如下松弛或变换：
[0026][0027][0028][0029]u
N,t
＝u
L,t
(1+Δk
·
k
t
)2；
[0030](u
min
)2≤u
j,t
≤(u
max
)2；
[0031][0032]其中，
[0033]优选的，所述方法还包括，对双线性项C
j,t
u
j,t
进行如下变换：
[0034][0035]其中，是0
‑
1虚拟变量；
[0036]辅助整数变量v
j
由下式决定为：
[0037][0038]优选的，所述方法还包括，将双线性项转化为如下线性等式：
[0039][0040]其中，σ
j,0,t
为虚拟辅助变量，M为无穷大值。
[0041]优选的，所述方法还包括，电力公司的OLTC、SC的调节费用以及线路网损费用为：
[0042][0043]其中，C
install
表示OLTC的维护费用，N
OLTC
表示OLTC的最大寿命动作次数，L
SC
表示SC开关的动作补偿费用，n
SC
表示SC的个数；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于集群划分的配电网鲁棒协调优化控制方法，其特征在于：包括如下步骤：S1建立基于支路潮流算法的配电网潮流模型；S2确定配电网潮流模型的约束条件；S3将配电网中所有潮流约束转化为线性约束或标准二阶锥约束；S4建立配电网集群协调优化的二阶锥优化模型；S5使电力公司与用户经济损失最小化为优化模型的协调层，形成完整的配电网多利益团体鲁棒协调优化控制。2.根据权利要求1所述的基于集群划分的配电网鲁棒协调优化控制方法，其特征在于：整个配电网的潮流方程及约束条件为：整个配电网的潮流方程及约束条件为：整个配电网的潮流方程及约束条件为：整个配电网的潮流方程及约束条件为：k
min
≤k
t
≤k
max
；C
j,t
＝y
j,t
m
j
；u
min
≤u
j,t
≤u
max
；；其中，r
ij
,x
ij
分别为i与j之间的电阻与电抗；P
PV,j,t
，Q
PV,j,t
分别为j点光伏t时刻的有功输出与无功输出值；P
ij,t
，Q
ij,t
分别为i与j之间线路上t时刻的有功功率与无功功率；P
L,j,t
，Q
L,j,
t分别为节点j上t时刻负荷需求的有功功率与无功功率；P
jk,t
，Q
jk,t
分别为t时刻母节点k流向子节点j的有功功率与无功功率；δ(j)表示节点j的母节点集合，П(j)表示节点j的子
节点集合；U
i,t
表示i点t时刻电压；C
j,t
表示t时刻j点处并联电容器无功调节量；y
j,t
表示t时刻j点处并联电容器投入组数；m
j
表示j点处并联电容器单组无功容量；表示j点处并联电容器单组无功容量；表示j点处并联电容器最小无功容量与最大无功容量；U
N,
t表示t时刻OLTC低压出口处电压；U
L,t
表示t时刻OLTC高压侧电压；Δk表示OLTC单步调压范围；k
min
，k
max
分别表示OLTC分接头档位最小值与最大值；表示OLTC一天动作值总次数上限；k
t
，k
t
‑1分别表示t与t
‑
1时刻OLTC分接头位置；表示节点i与j之间线路允许电流最大值；U
min
，U
max
分别为节点电压允许最小值与最大值；为j点光伏t时刻光伏有功输出预测值；tanθ
j
光伏功率因数限制角；S
PV,j
为j点光伏安装容量；s
j,t
为0
‑
1变量，用来取决光伏是否参与电压调节。3.根据权利要求2所述的基于集群划分的配电网鲁棒协调优化控制方法，其特征在于：所述方法还包括，对所述约束条件进行如下松弛或变换：包括，对所述约束条件进行如下松弛或变换：包括，对所述约束条件进行如下松弛或变换：u
N,t
＝u
L,t
(1+Δk
·
k
t...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡泓铭，于琪，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：