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配电网可再生能源接入下分布式电源并网优化方法及系统技术方案

技术编号:44649807 阅读:3 留言:0更新日期:2025-03-17 18:39
配电网可再生能源接入下分布式电源并网优化方法及系统,建立具备仿射函数形式的自适应模型、自适应鲁棒电压约束和自适应鲁棒容量约束;基于节点注入复功率潮流模型,采用半定规划优化方法,构建自适应鲁棒无功优化模型,以系统网损最低为自适应鲁棒无功优化模型的目标函数,以自适应鲁棒电压约束、自适应鲁棒容量约束、节点注入复功率潮流模型及其约束,联合构成自适应鲁棒无功优化模型的联合约束条件;求解自适应鲁棒无功优化模型,得到分布式电源的无功出力基准值最优解、无功出力实时变化量最优解和扰动因子最优解;利用最优解,基于自适应模型得到实时无功出力,作为分布式电源的并网指令。有效降低电力系统网络损耗,改善了电能质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力领域,具体涉及一种电力领域的县域配电网大规模可再生能源接入条件下分布式电源自适应并网优化方法及系统。


技术介绍

1、可再生能源具有典型的随机性和不确定性的特点,其高比例并网给配电网带来了强不确定性因素,配电网的“边界条件”更加多样化,其运行状态更加复杂。

2、可再生能源并网带来了传统配电网中未曾出现的双向潮流,影响到配电网的潮流分布,导致严重的过电压问题,并可能产生配电网运行可靠性降低、电能质量恶化、故障的处理和恢复复杂化以及运行经济性降低等一系列不良影响。鲁棒优化作为一种有效的不确定性问题处理方法,在配电网的运行优化研究中具有重要的价值。但是现有技术中,传统鲁棒优化方法给出的是一个基于最恶劣场景的确定解,采用传统的鲁棒无功优化时,分布式电源的最优无功出力为一个确定值,不确定集不发生变化,决策值同样不发生变化。但在配电网的实际运行中,对应于不同的分布式电源的有功功率,分布式电源的最优无功出力也应不同。因此,传统的鲁棒优化具有明显的保守性缺点,其给定的解为对应于最恶劣场景的确定解。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种电力领域的县域配电网大规模可再生能源接入条件下分布式电源自适应并网优化方法及系统,解决了传统鲁棒优化的保守度较高的问题,有效降低了电力系统网络损耗,改善了电能质量。

2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下:

3、本专利技术提出了一种配电网可再生能源接入下分布式电源并网优化方法,包括:

4、基于无功功率-有功功率控制,建立具备仿射函数形式的自适应模型;建立自适应模型的自适应鲁棒电压约束和自适应鲁棒容量约束;

5、基于三相不平衡配电网的节点注入复功率潮流模型,采用半定规划优化方法,构建三相不平衡配电网的自适应鲁棒无功优化模型,以系统网损最低为自适应鲁棒无功优化模型的目标函数,以自适应鲁棒电压约束、自适应鲁棒容量约束、节点注入复功率潮流模型及其约束,联合构成自适应鲁棒无功优化模型的联合约束条件;

6、求解自适应鲁棒无功优化模型,得到分布式电源的无功出力基准值最优解、无功出力实时变化量最优解和扰动因子最优解;利用所得最优解,基于自适应模型得到实时无功出力,作为分布式电源的并网指令。

7、自适应模型满足如下关系式:

8、

9、式中,为节点i处分布式电源的实时无功出力,分别节点i处分布式电源的无功出力基准值和实时变化量,表示节点i处分布式电源的无功功率不确定性的扰动因子。

10、自适应鲁棒电压约束,如下所示:

11、

12、式中,v0为初始状态下的节点电压幅值向量;为表征电压幅值与节点有功功率注入之间关系的第一灵敏度矩阵;为表征电压幅值与节点无功功率注入之间关系的第二灵敏度矩阵;δp、δq分别为扰动下节点有功功率注入变化量、节点无功功率注入变化量;vmin、vmax分别表示节点电压幅值的下限和上限;δpi、δqi分别为扰动下节点i处分布式电源的有功功率注入变化量、节点无功功率注入变化量;为节点i处分布式电源的实时有功出力;n为节点集合,ndg为节点i处分布式电源集合,n/ndg为节点i处分布式电源集合以外的节点集合。

13、自适应鲁棒容量约束,满足如下关系式:

14、

15、式中,为以为变量的线性化函数,ndg为节点i处分布式电源集合。

16、基于三相不平衡配电网的节点注入复功率潮流模型,采用半定规划优化方法,构建三相不平衡配电网的自适应鲁棒无功优化模型,包括:

17、采用半定规划优化方法,对节点注入复功率潮流模型进行转换;基于转换后的节点注入复功率潮流模型构建基于半定规划的三相不平衡配电网的自适应鲁棒无功优化模型。

18、转换后的节点注入复功率潮流模型为如下关系式:

19、

20、

21、

22、

23、

24、w≥0   (21)

25、rank(w)=1   (22)

26、式中,tr()为迹函数,对矩阵主对角线上的元素求和;矩阵矩阵其中,yφφ为导纳矩阵,(yφφ)h为导纳矩阵转置共轭,列向量为对应于节点i的相的元素为1外,其余元素均为0的列向量,表示三相,j为虚数单位;分别为节点i的非分布式电源的注入有功功率、无功功率;分别为节点i的分布式电源的注入有功功率、无功功率;为节点i的相电压幅值的平方值矩阵;n为节点集合,ndg为节点i处分布式电源集合,n/ndg为节点i处分布式电源集合以外的节点集合;矩阵w=vφ(vφ)h,vφ为三相节点电压复向量,(vφ)h为三相节点电压复向量转置共轭,为节点i三相节点电压复向量,表示节点i三相节点电压幅值的平方值;rank()为排名函数。

27、以系统网损最低为自适应鲁棒无功优化模型的目标函数,满足如下关系式:

28、

29、式中,分别为分布式电源的无功出力基准值和实时无功出力;rp表示分布式电源的无功功率不确定性的扰动因子。

30、转换后的节点注入复功率潮流模型的约束,满足如下关系式:

31、

32、

33、

34、

35、式中,表示节点i处分布式电源的相无功功率不确定性的扰动因子;分别为节点i的分布式电源的有功出力基准值和实时变化量;分别节点i处分布式电源的无功出力基准值和实时变化量,分别为节点i的相电压幅值下限的平方值和上限的平方值。

36、求解自适应鲁棒无功优化模型包括:

37、将目标函数分解为如下关系式:

38、

39、其中,确定性无功优化子模型为确定性无功优化子模型的约束为转换后的节点注入复功率潮流模型的约束;

40、通过求解确定性无功优化模型,获取无功出力基准值最优解;

41、将目标函数分解为min子问题的目标函数和max子问题的目标函数其中,为扰动因子最优解,为无功出力实时变化量最优解;

42、通过迭代求解,得到扰动因子最优解和无功出力实时变化量最优解,基于自适应模型,计算得到自适应优化的实时无功出力

43、本专利技术还提出了一种配电网可再生能源接入下分布式电源并网优化系统,包括:优化模型建立模块,优化模型求解模块;

44、优化模型建立模块,用于基于无功功率-有功功率控制,建立具备仿射函数形式的自适应模型;建立自适应模型的自适应鲁棒电压约束和自适应鲁棒容量约束;基于三相不平衡配电网的节点注入复功率潮流模型,采用半定规划优化方法,构建三相不平衡配电网的自适应鲁棒无功优化模型,以系统网损最低为自适应鲁棒无功优化模型的目标函数,以自适应鲁棒电压约束、自适应鲁棒容量约束、节点注入复功率潮流模型及其约束,联合构成自适应鲁棒无功优化模型的联合约束条件;

45、优化模型求解模块,用于求解自适应鲁棒无功优化模型,得到分布式本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种配电网可再生能源接入下分布式电源并网优化方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的配电网可再生能源接入下分布式电源并网优化方法,其特征在于,

3.根据权利要求2所述的配电网可再生能源接入下分布式电源并网优化方法,其特征在于,

4.根据权利要求2所述的配电网可再生能源接入下分布式电源并网优化方法,其特征在于,

5.根据权利要求1所述的配电网可再生能源接入下分布式电源并网优化方法,其特征在于,

6.根据权利要求5所述的配电网可再生能源接入下分布式电源并网优化方法,其特征在于,

7.根据权利要求6所述的配电网可再生能源接入下分布式电源并网优化方法,其特征在于,

8.根据权利要求7所述的配电网可再生能源接入下分布式电源并网优化方法,其特征在于,

9.根据权利要求8所述的配电网可再生能源接入下分布式电源并网优化方法,其特征在于,

10.一种配电网可再生能源接入下分布式电源并网优化系统,其特征在于,包括:优化模型建立模块,优化模型求解模块;

11.一种终端,包括处理器及存储介质;其特征在于:

12.计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现权利要求1-9任一项所述方法的步骤。

...

【技术特征摘要】

1.一种配电网可再生能源接入下分布式电源并网优化方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的配电网可再生能源接入下分布式电源并网优化方法,其特征在于,

3.根据权利要求2所述的配电网可再生能源接入下分布式电源并网优化方法,其特征在于,

4.根据权利要求2所述的配电网可再生能源接入下分布式电源并网优化方法,其特征在于,

5.根据权利要求1所述的配电网可再生能源接入下分布式电源并网优化方法,其特征在于,

6.根据权利要求5所述的配电网可再生能源接入下分布式电源并网优化方法,其特征在于,

7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:王延泽林凤山杨德平滕知妤艾扬张大巍王勇
申请(专利权)人:国网辽宁省电力有限公司丹东供电公司
类型:发明
国别省市:

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