一种考虑动态网络重构的主动配电网优化调度方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑动态网络重构的主动配电网优化调度方法，包括：(1)获取主动配电网参数，得到主动配电网潮流方程约束条件；(2)考虑动态网络重构，修正主动配电网潮流方程约束条件；(3)根据主动配电网辐射结构得到主动配电网辐射结构约束条件；(4)以主动配电网综合运行成本最低为目标函数，根据各项约束条件构建主动配电网优化调度模型；(5)将原模型中非凸约束条件进行凸松弛化，非线性约束条件进行线性化；(6)对转换后的模型进行求解，获取主动配电网优化调度方案。本发明专利技术充分考虑主动配电网的可控资源，提高了主动配电网的运行经济性，由此解决大规模分布式电源接入主动配电网难以消纳和电压升高的问题。

An Optimal Dispatching Method for Active Distribution Network Considering Dynamic Network Reconfiguration

【技术实现步骤摘要】
一种考虑动态网络重构的主动配电网优化调度方法
本专利技术属于主动配电网优化运行
，更具体地，涉及一种考虑动态网络重构的主动配电网优化调度方法。
技术介绍
近年来，为应对气候变化、解决能源危机和促进节能减排，大力发展风电和太阳能发电等可再生能源已成为国内外共识和重要手段。国家将继续大力发展风电和太阳能发电，通过多种措施实现可再生能源的分布式开发和就地消纳。随着可再生能源大规模以分布式发电的方式接入配电网，在某些局部配电网的部分时段，甚至出现了分布式电源渗透率超过100％的状况，而一些接在主动配电网末端的分布式电源会带来严重的过电压问题，影响主动配电网对可再生能源的消纳能力。为了解决大规模分布式电源接入配电网带来的问题，“主动配电网”的概念应运而生。已有部分研究机构和学者从经济性、安全性等不同角度研究了主动配电网协调运行机制，但随着分布式电源的渗透率越来越高，配电网亟需更多的灵活可控资源。作为一种网络拓扑灵活可变的调度资源，动态网络重构可以有效提升配电网的经济运行水平和分布式电源的消纳率。我国配电网正朝着智能化的方向发展，《配电网建设改造行动计划(2015—2020年)》明确将全面加快现代配电网建设改造，以满足新能源、分布式电源的发展和接入需求。其中，智能化远程控制开关的应用为动态网络重构的实施提供了条件。由于现有研究大都侧重于“源-荷-储”的协调，如分布式电源的接入控制、储能和柔性负荷等资源的协调优化、微网和主动配电网的协调运行等，关于主动配电网网络结构调整方面的研究较少，主动配电网消纳分布式电源的潜力没有得到充分发挥。而主动配电网网络重构的研究大多局限于主动配电网的长时间尺度优化，将网络结构调整作为日内调度资源的动态网络重构受到的关注很少。此外，在主动配电网的辐射结构约束方面现有文献大都采用穷举法，没有给出严格的数学表达。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提出了一种考虑动态网络重构的主动配电网优化调度方法，其目的在于充分考虑主动配电网的可控资源，提高主动配电网的运行经济性，由此解决大规模分布式电源接入主动配电网难以消纳和电压升高的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种考虑动态网络重构的主动配电网优化调度方法，包括：(1)获取主动配电网参数，构建主动配电网潮流方程约束条件；(2)考虑动态网络重构，修正主动配电网潮流方程约束条件，得到修正后的主动配电网潮流方程约束条件；(3)根据主动配电网辐射结构得到主动配电网辐射结构约束条件；(4)以主动配电网综合运行成本最低为目标函数，根据修正后的主动配电网潮流方程约束条件、主动配电网辐射结构约束条件和主动配电网安全运行约束条件，构建主动配电网优化调度模型；(5)将模型中的非凸约束条件进行凸松弛化，将模型中的非线性约束条件进行线性化；(6)对转换后的模型进行求解，获取主动配电网优化调度方案。进一步地，主动配电网参数包括分布式电源参数、分布式电源的24h出力数据、主动配电网网架参数、主动配电网节点负荷数据、主动配电网关口功率限值、无功补偿装置参数、开关动作次数上限、各项成本系数；其中分布式电源参数包括分布式电源最大有功出力Pi,max、采取限定功率因数范围运行的功率因数限值分布式电源24h出力数据为预测值主动配电网网架参数包括主动配电网支路i-j的电导gij、电纳bij和电流上限Iij,max，主动配电网初始拓扑结构及联络线配置信息，主动配电网节点电压上下限Vi,max与Vi,min；主动配电网节点负荷数据包括t时刻节点i处有功负荷PL,i,t和无功负荷QL,i,t；主动配电网关口功率限值包括主动配电网关口有功交换功率上下限值PT,min、PT,max和无功交换功率上下限值QT,min与QT,max；无功补偿装置参数包括节点i处SVC无功补偿的最小值QSVC,i,min和最大值QSVC,i,max；开关动作次数上限为SWmax；各项成本系数包括网损成本系数ηL，弃风/光单位电量惩罚成本系数ηRDG，开关动作一次的成本系数ηS。进一步地，主动配电网潮流方程约束条件为：其中，PG,i,t为t时刻节点i处的分布式电源或者输电网的有功注入，PL,i,t为t时刻节点i处有功负荷，N(i)为与节点i相连的节点集合，Pij,t为t时刻支路i-j上流过的有功功率，以从节点i流出为正；QG,i,t为t时刻节点i处的电源无功注入，QL,i,t为t时刻节点i处无功负荷，QSVC,i,t为t时刻节点i处SVC无功补偿功率，Qij,t为t时刻支路i-j上流过的无功功率，以从节点i流出为正；Pij,t和Qij,t可根据支路视在功率表达式推导出：其中，Sij,t为t时刻支路i-j视在功率，为t时刻支路i-j电流的共轭相量，gij和bij分别为支路i-j的电导和电纳，Vi,t为t时刻节点i的电压幅值，θij,t＝θi,t-θj,t为t时刻节点i、j之间的电压相角差；实部、虚部分离后可以得到：进一步地，修正后的主动配电网潮流方程约束条件为：其中，Zij,t为t时刻支路i-j的开断状态变量，当支路i-j断开时，Zij,t＝0，对应的支路功率Zij,t·Pij,t＝0。进一步地，主动配电网辐射结构约束条件为：其中，Eij,t和Zij,t均为布尔变量，Eij,t为t时刻支路i-j的潮流方向变量，Eij,t＝1表示t时刻节点j为节点i的母节点，潮流流向为从节点j到节点i；Zij,t为t时刻支路i-j的连通状态，Zij,t＝1表示t时刻支路i-j连通。进一步地，主动配电网安全运行约束条件还包括：电压幅值上下限约束：Vi,min≤Vi,t≤Vi,max其中，Vi,max与Vi,min分别为节点i处电压幅值的上下限值。支路电流上限约束：其中，Iij,t为支路电流幅值，Iij,max为支路电流幅值上限值。分布式电源出力约束：其中，PRDG,i,t和QRDG,i,t分别为t时刻节点i处分布式电源有功和无功实际功率，为t时刻节点i处分布式电源出力预测值；对分布式电源采取限定功率因数范围运行，为节点i处分布式电源功率因数限制值。主动配电网关口功率约束：其中，PT,t为t时刻从配电网根节点流入本级配电网的有功功率，PT,min和PT,max分别为主动配电网关口有功交换功率上下限值；QT,t为t时刻从配电网根节点流入本级配电网的无功功率，QT,min和QT,max分别为主动配电网关口无功交换功率上下限值。静止无功补偿装置SVC约束：QSVC,i,min≤QSVC,i,t≤QSVC,i,max其中，QSVC,i,t为t时刻节点i无功补偿功率大小，QSVC,i,min和QSVC,i,max分别为节点i处SVC无功补偿的最小值和最大值。开关动作次数约束：ΔZij,t表示t时刻相对t-1时刻开关变化次数，SWmax为开关动作次数上限。进一步地，目标函数的表达式为：其中，PL,t为t时刻主动配电网网损，ηL为网损成本系数；为t时刻i节点分布式电源的弃量，ηRDG为弃风/光单位电量惩罚成本系数；ΔZij,t为t时刻相对上一时刻网络开关动作次数，ηS为开关动作一次的成本系数，ΩRDG为分布式电源接入点集合，ΩE为电网支路集合。进一步地，非凸约束条件包括潮流方程约束条件，非线性约束包括修正后的潮流方程约束条本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑动态网络重构的主动配电网优化调度方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)获取主动配电网参数，得到主动配电网潮流方程约束条件；(2)考虑动态网络重构，修正所述主动配电网潮流方程约束条件，得到修正后的主动配电网潮流方程约束条件；(3)根据主动配电网辐射结构得到主动配电网辐射结构约束条件；(4)以主动配电网综合运行成本最低为目标函数，根据所述修正后的主动配电网潮流方程约束条件、所述主动配电网辐射结构约束条件和主动配电网安全运行约束条件，构建主动配电网优化调度模型；(5)将所述模型中的非凸约束条件进行凸松弛化，将所述模型中的非线性约束条件进行线性化；(6)对转换后的模型进行求解，获取主动配电网优化调度方案。

【技术特征摘要】
1.一种考虑动态网络重构的主动配电网优化调度方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)获取主动配电网参数，得到主动配电网潮流方程约束条件；(2)考虑动态网络重构，修正所述主动配电网潮流方程约束条件，得到修正后的主动配电网潮流方程约束条件；(3)根据主动配电网辐射结构得到主动配电网辐射结构约束条件；(4)以主动配电网综合运行成本最低为目标函数，根据所述修正后的主动配电网潮流方程约束条件、所述主动配电网辐射结构约束条件和主动配电网安全运行约束条件，构建主动配电网优化调度模型；(5)将所述模型中的非凸约束条件进行凸松弛化，将所述模型中的非线性约束条件进行线性化；(6)对转换后的模型进行求解，获取主动配电网优化调度方案。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主动配电网参数包括分布式电源参数、分布式电源的24h出力数据、主动配电网网架参数、主动配电网节点负荷数据、主动配电网关口功率限值、无功补偿装置参数、开关动作次数上限、各项成本系数；其中所述分布式电源参数包括分布式电源最大有功出力Pi,max、采取限定功率因数范围运行的功率因数限值所述分布式电源24h出力数据为预测值所述主动配电网网架参数包括主动配电网支路i-j的电导gij、电纳bij和电流上限Iij,max，主动配电网初始拓扑结构及联络线配置信息，主动配电网节点电压上下限Vi,max与Vi,min；所述主动配电网节点负荷数据包括t时刻节点i处有功负荷PL,i,t和无功负荷QL,i,t；所述主动配电网关口功率限值包括主动配电网关口有功交换功率上下限值PT,min、PT,max和无功交换功率上下限值QT,min与QT,max；所述无功补偿装置参数包括节点i处SVC无功补偿的最小值QSVC,i,min和最大值QSVC,i,max；所述开关动作次数上限为SWmax；所述各项成本系数包括网损成本系数ηL，弃风或者弃光单位电量惩罚成本系数ηRDG，开关动作一次的成本系数ηS。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主动配电网潮流方程约束条件为：其中，PG,i,t为t时刻节点i处的分布式电源或者输电网的有功注入，PL,i,t为t时刻节点i处有功负荷，N(i)为与节点i相连的节点集合，Pij,t为t时刻支路i-j上流过的有功功率，以从节点i流出为正；QG,i,t为t时刻节点i处的电源无功注入，QL,i,t为t时刻节点i处无功负荷，QSVC,i,t为t时刻节点i处SVC无功补偿功率，Qij,t为t时刻支路i-j上流过的无功功率，以从节点i流出为正；Pij,t和Qij,t可根据支路视在功率表达式推导出：其中，Sij,t为t时刻支路i-j视在功率，为t时刻支路i-j电流的共轭相量，gij和bij分别为支路i-j的电导和电纳，Vi,t为t时刻节点i的电压幅值，θij,t＝θi,t-θj,t为t时刻节点i、j之间的电压相角差；实部、虚部分离：即可得到Pij,t和Qij,t。4.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：李超，苗世洪，张迪，李姚旺，丁津津，骆晨，陈洪波，
申请(专利权)人：华中科技大学，国网安徽省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：湖北,42