放射状直流配电网的分布式最优潮流计算方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种放射状直流配电网的分布式最优潮流计算方法及装置，其中，方法包括以下步骤：确定目标函数与约束条件；根据目标函数与约束条件确定本地变量；根据本地变量进行分布式迭代计算；判断是否满足迭代停止条件；如果是，则对步长进行自适应调整，进而求解分布式迭代计算中优化问题，以得到压缩空气储能最优容量配置。本发明专利技术实施例的方法可以无需全局协调或是分层分区，于各可控主体处设置计算单元，通过局部通讯和并行计算完成全局优化，以克服集中式优化方法的种种弊端。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及分布式发电与电力电子
，特别涉及一种放射状直流配电网的分布式最优潮流计算方法及装置。
技术介绍
随着DG(DistributedGeneration，分布式发电)技术及电力电子技术的发展，直流配电网已在诸多方面具备一定的经济与技术优势。以光伏、燃料电池等为代表的DG在直流配电网接入时可省去DC-AC环节，有效降低成本和损耗；此外，直流配电网还具有传输容量大、线路成本低、配电损耗小、供电可靠性高等多方面优势，已逐渐成为热点研究领域。其中，直流配电网的最优潮流(OptimalPowerFlow，OPF)问题，由于对其经济高效运行乃至分布式电源技术发展的重要意义，更是受到了广泛的关注。相关技术中，在实际优化调度中使用的方式为集中式优化，其需通过调度中心收集并处理全局信息，经过其内部的中控单元集中优化计算得出全局最优解，再向各可控主体下达调控指令完成整个全局能量优化过程。然而，随着DG以及其他各类可控设备的大量接入，集中式优化主要有以下几方面缺点：(1)通讯极大需求难以满足。集中式优化方式中，中控单元需要掌控系统的全局信息以完成优化计算，这意味着调度中心要同时与数十个甚至数百个可控主体进行密集的数据交互，考虑到实际配电网中可能出现的分布式电源位置分散、距离较远的情况，这将对通讯网络的设施建设、传输速度、稳定性提出极高的要求。(2)中控单元计算性能、存储空间需求较大。在未来DG数量不断增加的趋势下，全网最优潮流的优化问题规模将愈发庞大，中控单元对计算性能和存储空间的需求也将急剧增加。(3)对中控单元依赖性高。集中式优化方式以调度中心(中控单元)为优化调度的核心，对其依赖度较高。一旦中控单元的计算或通讯出现故障，将导致整个优化调度系统陷入瘫痪。(4)信息隐私保护问题。在DG与配电网归属于不同利益主体的情况下，集中式优化获取可控主体全部信息的模式将难以有效保护DG主体的信息隐私。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种放射状直流配电网的分布式最优潮流计算方法，该方法可以克服集中式优化方法的种种弊端，简单易实现。本专利技术的另一个目的在于提出一种放射状直流配电网的分布式最优潮流计算装置。为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了一种放射状直流配电网的分布式最优潮流计算方法，包括以下步骤：确定目标函数与约束条件，其中，所述约束条件包括节点注入功率上下限约束、节点电压上下限约束和线路传输最大电流约束；根据所述目标函数与约束条件确定本地变量，其中，所述本地变量包括优化变量、影子变量、节点对母节点的估计变量、述影子变量的部分变量和维数分别与所述优化变量与所述估计变量一致得到的格朗日乘子；根据所述本地变量进行分布式迭代计算；判断是否满足迭代停止条件；如果是，则对步长进行自适应调整，进而求解分布式迭代计算中优化问题，以得到压缩空气储能最优容量配置。本专利技术实施例的放射状直流配电网的分布式最优潮流计算方法，可以无需全局协调或是分层分区，于各可控主体处设置计算单元，通过局部通讯和并行计算完成全局优化，以克服集中式优化方法的种种弊端。另外，根据本专利技术上述实施例的放射状直流配电网的分布式最优潮流计算方法还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述目标函数为：其中，pi为节点i的注入功率，ai为电源节点发电成本系数，负荷节点为0。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，在根据所述目标函数与约束条件确定所述本地变量之后，还包括：根据优化调度系统在任一运行状态下各节点或支路的运行参数作为初始值，其中，所述各节点同步并行循环进行迭代。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，根据原始残差与对偶残差判断是否满足所述迭代停止条件。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述根据所述本地变量进行分布式迭代计算具体包括根据所述本地变量进行分布式X迭代计算、分布式Z迭代计算和分布式拉式乘子迭代计算。为达到上述目的，本专利技术另一方面实施例提出了一种放射状直流配电网的分布式最优潮流计算装置，包括：第一确定模块，用于确定目标函数与约束条件，其中，所述约束条件包括节点注入功率上下限约束、节点电压上下限约束和线路传输最大电流约束；第二确定模块，用于根据所述目标函数与约束条件确定本地变量，其中，所述本地变量包括优化变量、影子变量、节点对母节点的估计变量、述影子变量的部分变量和维数分别与所述优化变量与所述估计变量一致得到的格朗日乘子；迭代模块，用于根据所述本地变量进行分布式迭代计算；判断模块，用于判断是否满足迭代停止条件；求解模块，在满足所述迭代停止条件时，用于对步长进行自适应调整，进而求解分布式迭代计算中优化问题，以得到压缩空气储能最优容量配置。本专利技术实施例的放射状直流配电网的分布式最优潮流计算装置，可以无需全局协调或是分层分区，于各可控主体处设置计算单元，通过局部通讯和并行计算完成全局优化，以克服集中式优化方法的种种弊端。另外，根据本专利技术上述实施例的放射状直流配电网的分布式最优潮流计算装置还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述目标函数为：其中，pi为节点i的注入功率，ai为电源节点发电成本系数，负荷节点为0。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，上述装置还包括：初始模块，用于根据优化调度系统在任一运行状态下各节点或支路的运行参数作为初始值，其中，所述各节点同步并行循环进行迭代。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述判断模块具体用于根据原始残差与对偶残差判断是否满足所述迭代停止条件。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述根据所述本地变量进行分布式迭代计算具体包括根据所述本地变量进行分布式X迭代计算、分布式Z迭代计算和分布式拉式乘子迭代计算。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本专利技术实施例的放射状直流配电网的分布式最优潮流计算方法的流程图；图2为根据本专利技术一个实施例的放射状直流配电网的分布式最优潮流计算方法的流程图；图3为根据本专利技术实施例的放射状直流配电网的分布式最优潮流计算装置的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面在描述根据本专利技术实施例提出的放射状直流配电网的分布式最优潮流计算方法及装置之前，先来简单解释一下文中术语。对于拓扑为树状图的放射状直流配电网，设N＝{1,2,…,n本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放射状直流配电网的分布式最优潮流计算方法，其特征在于，包括以下步骤：确定目标函数与约束条件，其中，所述约束条件包括节点注入功率上下限约束、节点电压上下限约束和线路传输最大电流约束；根据所述目标函数与约束条件确定本地变量，其中，所述本地变量包括优化变量、影子变量、节点对母节点的估计变量、所述影子变量的部分变量和维数分别与所述优化变量与所述估计变量一致得到的格朗日乘子；根据所述本地变量进行分布式迭代计算；判断是否满足迭代停止条件；以及如果是，则对步长进行自适应调整，进而求解分布式迭代计算中优化问题，以得到压缩空气储能最优容量配置。

【技术特征摘要】
1.一种放射状直流配电网的分布式最优潮流计算方法，其特征在于，包括以下步骤：确定目标函数与约束条件，其中，所述约束条件包括节点注入功率上下限约束、节点电压上下限约束和线路传输最大电流约束；根据所述目标函数与约束条件确定本地变量，其中，所述本地变量包括优化变量、影子变量、节点对母节点的估计变量、所述影子变量的部分变量和维数分别与所述优化变量与所述估计变量一致得到的格朗日乘子；根据所述本地变量进行分布式迭代计算；判断是否满足迭代停止条件；以及如果是，则对步长进行自适应调整，进而求解分布式迭代计算中优化问题，以得到压缩空气储能最优容量配置。2.根据权利要求1所述的放射状直流配电网的分布式最优潮流计算方法，其特征在于，所述目标函数为：minΣi∈Naipi,]]>其中，pi为节点i的注入功率，ai为电源节点发电成本系数，负荷节点为0。3.根据权利要求1所述的放射状直流配电网的分布式最优潮流计算方法，其特征在于，在根据所述目标函数与约束条件确定所述本地变量之后，还包括：根据优化调度系统在任一运行状态下各节点或支路的运行参数作为初始值，其中，所述各节点同步并行循环进行迭代。4.根据权利要求1所述的放射状直流配电网的分布式最优潮流计算方法，其特征在于，根据原始残差与对偶残差判断是否满足所述迭代停止条件。5.根据权利要求1所述的放射状直流配电网的分布式最优潮流计算方法，其特征在于，所述根据所述本地变量进行分布式迭代计算具体包括根据所述本地变量进行分布式X迭代计算、分布式Z迭代计算和分布式拉式乘子迭代计算。6.一种放射状直流配电网的分布式最...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈来军，梅生伟，郑天文，王召健，韩禹歆，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11