计及电压稳定约束的微电网潮流优化方法技术

本发明专利技术公开了一种计及电压稳定约束的微电网潮流优化方法；包括：首先建立电压稳定性指标；然后计及分布式电源与储能单元的影响建立微电网的优化数学模型；基于预测‑校正内点法，构造出计及电压稳定性约束的历史拟合预测‑校正内点法；解算过程中反复调用三相潮流计算模块对微电网优化方案进行三相潮流计算，进而得到的电压稳定性指标，再反馈到历史拟合预测‑校正内点法进行优化处理。本发明专利技术有益效果：采用历史拟合预测‑校正内点法对离散控制变量进行更好的处理，解决了计算精度与迭代效率之间的矛盾，具有更好的全局寻优特点，并保持了预测‑校正内点法优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种微电网的潮流优化方法，尤其涉及一种考虑电压稳定约束的微电网潮流优化方法。
技术介绍
最优潮流(OptimalPowerFlow,OPF)是电力系统运行和控制的重要手段之一，也是电能管理系统的重要组成部分。所谓的最优潮流，就是当电力系统的结构参数及负荷情况给定时，通过控制变量的优选，找到能满足所有指定的约束条件，并使系统的一个或多个性能指标达到最优时的潮流分布。随着智能电网建设的不断推进，清洁高效的可再生能源发电技术受到了广泛的关注，近些年来，由各种分布式电源(DistributedGeneration,DG)、分布式储能单元(StorageUnit,SU)、负荷以及监控和保护装置集合成的微电网系统在电力系统中的渗透率不断提高，其扮演的角色越来越突出。微电网中光伏、风电等分布式电源具有很强的间歇性，严重影响了系统的安全运行。相关研究表明，电压稳定性是微电网并网运行所需要考虑的一个重要安全因素。就微电网的运行优化问题而言，通常可以用网络优化后的经济性、安全性等指标来衡量优化方案的优劣，而这些指标与微电网中的DG和SU的运行状态密切相关。因此，在DG和SU大量渗透的微电网中，亟需重新设计微电网的合适的运行指标、优化数学模型和相应的求解算法。目前国内外现有的潮流优化方法难以很好地满足微电网发展和建设的需要，主要表现在：1.多数潮流优化模型未能充分计及分布式电源和储能单元的影响。虽然已出现了一些计及DG影响的潮流优化方法，但对DG的建模尚显粗糙，一般是将DG视为普通电源或“负的负荷”进行处理，而未进行分类等值，同时尚缺少对SU的科学建模。2.微电网并网运行时电压稳定性受间歇性微源的影响较大，虽然已出现了一些计及电压稳定性约束的潮流优化方法，但传统的电压稳定性指标未能充分考虑微电网的并网运行特性及DG、SU的作用，从而不能对电压稳定性做更好的评估。3.微电网具有明显的三相不平衡特征，在计算优化方案的网损和电压等指标时，已有的很多优化方法未能充分考虑微电网三相参数和负荷的不平衡性，从而影响计算精度。4.微电网优化模型具有连续变量和离散变量共存的特点，传统数学规划法处理离散变量较困难，且全局寻优能力不强；现有的智能算法计算速度慢，且易陷入局部最优。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述问题，提出了一种计及电压稳定约束的微电网潮流优化方法,该方法具有计及电压稳定性、优化模型更精确、计算速度更快、全局寻优效率更高等优点。为实现上述目的，本专利技术的具体方案如下：一种计及电压稳定约束的微电网潮流优化方法，包括以下步骤：步骤一：结合微电网的并网运行特性，建立电压稳定性指标；步骤二；分别以微电网网络有功损耗最小和负荷均衡度最高为优化目标，建立微电网优化的数学模型；步骤三：确定微电网优化数学模型的约束条件，包括：功率平衡约束、节点电压约束、无功补偿电容器补偿约束、变压器容量约束、DG的注入功率约束、SU的功率Bi和能量Si约束以及电压稳定约束；步骤四：对微电网优化案例中的离散控制变量采用历史拟合法处理，得到连续的最优目标变量；步骤五：基于预测-校正内点法，通过引入最优目标变量，利用AMD算法进行节点优化编号，构造出计及电压稳定性约束的历史拟合预测-校正内点法，对微电网优化案例进行最优潮流计算，获取电压稳定性指标，并将计算得到的电压稳定性指标再反馈到历史拟合预测-校正内点法进行优化处理，得到微电网优化数学模型的最优解。进一步地，对含有分布式电源和储能单元高渗透率的微电网系统，利用三相前推回代潮流算法将弱环网转化为辐射型网络，通过在断点两侧注入补偿量的方法来等效微电网所含的环路的影响；同时根据各类分布式电源与电网互联的接口方式以及它们的运行和控制方式，分别建立其在潮流计算中的等值模型，在各迭代步将分布式电源所在节点转换为PQ节点、PI节点或PV节点。进一步地，对含有分布式电源和储能单元高渗透率的微电网系统，潮流计算的具体方法为：(1)对微电网的原始数据进行初始化，包括微网拓扑信息、元件参数、负荷数据；(2)形成回路阻抗矩阵Z；(3)计算各负荷节点的注入电流；(4)确定分布式电源和储能单元的等值注入电流；(5)判断网络中是否存在环网回路，若存在环网回路则向解环节点叠加注入电流；(6)叠加储能单元及分布式电源的三相注入电流，进行三相前推回推潮流计算；(7)从馈线末端节点开始进行前推计算，对支路电流进行求和，从而得到各条支路始端节点的三相电流；(8)从馈线首端节点开始回推计算各支路末端节点的电压，同时对各节点的三相电压进行修正；(9)修正PV节点注入的无功功率，然后判断PV节点的无功功率是否发生越界，若发生越界则将PV节点转化成PQ节点转入步骤(3)重新进行计算，否则转入(10)；(10)以节点相邻两次迭代电压幅值差是否满足预设精度为收敛条件，若满足条件则迭代收敛，转入(11)，否则重新修正所在节点的注入电流，然后转入步骤(3)重新计算；(11)计算结束，输出潮流计算结果。进一步地，所述步骤一中，电压稳定性指标Lmg具体为：其中，为连有DG节点的电压相量；为连有SU节点的电压相量，为负荷节点电压相量；Fij为负荷参与因子；SG为连有DG节点的集合；SS为连有SU节点的集合；SL为全部负荷节点的集合。进一步地，所述步骤二中，建立的微电网优化的数学模型具体为：其中，f1为网络有功损耗；f2为支路最大负荷率；M＝{A,B,C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计及电压稳定约束的微电网潮流优化方法，其特征是，包括以下步骤：步骤一：结合微电网的并网运行特性，建立电压稳定性指标；步骤二；分别以微电网网络有功损耗最小和负荷均衡度最高为优化目标，建立微电网优化的数学模型；步骤三：确定微电网优化数学模型的约束条件，包括：功率平衡约束、节点电压约束、无功补偿电容器补偿约束、变压器容量约束、DG的注入功率约束、SU的功率Bi和能量Si约束以及电压稳定约束；步骤四：对微电网优化案例中的离散控制变量采用历史拟合法处理，得到连续的最优目标变量；步骤五：基于预测‑校正内点法，通过引入最优目标变量，利用AMD算法进行节点优化编号，构造出计及电压稳定性约束的历史拟合预测‑校正内点法，对微电网优化案例进行最优潮流计算，获取电压稳定性指标，并将计算得到的电压稳定性指标再反馈到历史拟合预测‑校正内点法进行优化处理，得到微电网优化数学模型的最优解。

【技术特征摘要】
1.一种计及电压稳定约束的微电网潮流优化方法，其特征是，包括以下步骤：步骤一：结合微电网的并网运行特性，建立电压稳定性指标；步骤二；分别以微电网网络有功损耗最小和负荷均衡度最高为优化目标，建立微电网优化的数学模型；步骤三：确定微电网优化数学模型的约束条件，包括：功率平衡约束、节点电压约束、无功补偿电容器补偿约束、变压器容量约束、DG的注入功率约束、SU的功率Bi和能量Si约束以及电压稳定约束；步骤四：对微电网优化案例中的离散控制变量采用历史拟合法处理，得到连续的最优目标变量；步骤五：基于预测-校正内点法，通过引入最优目标变量，利用AMD算法进行节点优化编号，构造出计及电压稳定性约束的历史拟合预测-校正内点法，对微电网优化案例进行最优潮流计算，获取电压稳定性指标，并将计算得到的电压稳定性指标再反馈到历史拟合预测-校正内点法进行优化处理，得到微电网优化数学模型的最优解。2.如权利要求1所述的计及电压稳定约束的微电网潮流优化方法，其特征是，对含有分布式电源和储能单元高渗透率的微电网系统，利用三相前推回代潮流算法将弱环网转化为辐射型网络，通过在断点两侧注入补偿量的方法来等效微电网所含的环路的影响；同时根据各类分布式电源与电网互联的接口方式以及它们的运行和控制方式，分别建立其在潮流计算中的等值模型，在各迭代步将分布式电源所在节点转换为PQ节点、PI节点或PV节点。3.如权利要求2所述的计及电压稳定约束的微电网潮流优化方法，其特征是，对含有分布式电源和储能单元高渗透率的微电网系统，潮流计算的具体方法为：(1)对微电网的原始数据进行初始化，包括微网拓扑信息、元件参数、负荷数据；(2)形成回路阻抗矩阵Z；(3)计算各负荷节点的注入电流；(4)确定分布式电源和储能单元的等值注入电流；(5)判断网络中是否存在环网回路，若存在环网回路则向解环节点叠加注...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟宏，汪湲，王春义，张玉振，康凯，张婷婷，田书然，曹检德，张彬，路晓，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司，
类型：发明
国别省市：山东;37