一种交直流混合配电网调度方法技术

本发明专利技术公开了一种交直流混合配电网调度方法，包括：获取交直流混合配电网的实时全网信息；根据所述实时全网信息建立所述交直流混合配电网的潮流计算和调度模型；根据所述交直流混合配电网的潮流计算和调度模型建立基于能量路由器与虚拟电厂的跨区域分布式优化调度模型；本发明专利技术实现在泛在电力物联网大背景下，突破传统的配电网调度模型研究往往基于交流电传输模式下考虑约束，填补了在配电网调度领域中没有一个完整的针对交直流混合配电网的调度模型和算法，也没有考虑诸如能量路由器、虚拟电厂等泛在电力物联网下新设备与新技术的加入对配电网调度调控需求影响的技术空白的目的。

A dispatching method of AC / DC hybrid distribution network

【技术实现步骤摘要】
一种交直流混合配电网调度方法
本专利技术涉及配电网的调度方法，特别涉及一种基于泛在电力物联网大背景下的交直流混合配电网调度方法。
技术介绍
在2019年国家电网公司提出建设“三型两网”，其中的“两网”，即坚强智能电网和泛在电力物联网：坚强智能电网的要求中指出高压直流输电是远距离跨区域电能输送的重要技术选择，并指出了直流输电的优势所在；而泛在电力物联网用数字技术为传统电网赋能，能不断提升电网的感知能力、互动水平和运行效率，有力支撑各种能源接入和综合利用。在电网加速发展的大背景下，为加快推进泛在电力物联网建设，电网公司开始逐步建设交直流混合配电网，因此考虑传统电网约束、电力电子技术以及泛在电力物联网中的新技术对配电网调度的影响，研究此背景下的潮流算法与调度模型是当下重要需求。传统配电网是交流配电网，因此传统的配电网调度模型研究往往基于交流电传输模式下考虑约束，或是在电力市场环境下考虑主动配电网的调度方式，并没有一个完整的针对交直流混合配电网的调度模型和算法，也没有考虑诸如能量路由器、虚拟电厂等泛在电力物联网下新设备与新技术的加入对电网调度调控需求的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种交直流混合配电网调度方法，用于实现在泛在电力物联网大背景下，突破传统的配电网调度模型研究往往基于交流电传输模式下考虑约束，填补了在配电网调度领域中没有一个完整的针对交直流混合配电网的调度模型和算法，也没有考虑诸如能量路由器、虚拟电厂等泛在电力物联网下新设备与新技术的加入对配电网调度调控需求影响的技术空白的目的。为了实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种交直流混合配电网调度方法，包括：步骤S1、获取交直流混合配电网的实时全网信息；步骤S2、根据所述实时全网信息建立所述交直流混合配电网的潮流计算和调度模型；步骤S3、根据所述交直流混合配电网的潮流计算和调度模型建立基于能量路由器与虚拟电厂的跨区域分布式优化调度模型。进一步的，所述步骤S1包括步骤S1.1、实时获取所述交直流混合配电网的电网状态估计值；以及步骤S1.2、实时获取电网负荷预测结果。进一步的，所述步骤S1.1包括：采用如下算式进行电网状态估计，并计算量测残差，式中，ri为i时刻电网状态量测残差，zi为i时刻电网状态量测值，为通过输入数据得到的i时刻电网状态估计值；采用如下算式计算正则化残差；式中，Ωii表示i时刻电网状态量测方差。根据上述公式得到最大正则化残差maxriN，判断最大正则化残差maxriN是否超过电网正常状态阈值；若超过，则第i个量测为量测坏数据，将第i个量测从量测数据中剔除，重复上述计算过程；若否，则不存在坏数据或量测坏数据已被剔除，坏数据辨识过程结束，输出电网状态估计结果及量测坏数据结果。进一步的，所述步骤S1.2包括：获取各类电网信息作为LSTM的神经网络预测模型的传入数据；基于所述LSTM的神经网络预测模型，判断所述传入数据是否为平稳时间序列，接着对所述传入数据进行平稳化、正则化处理；设置LSTM层、Dropout层、Dense层，选择激活函数与优化参数进行电网负荷实时预测，预测结果达标后进行数据还原得到完整的所述电网负荷预测结果。进一步的，所述交直流混合配电网的潮流计算和调度模型包括：交流网络模型、直流网络模型和VSC变电站模型。进一步的，所述交流网络模型如下：其中gij表示节点i与节点j之间电导，bij表示节点i与节点j之间电纳；v为母线电压，vi表示节点i电压，vj表示节点j电压，Pij表示节点i流向节点j的有功潮流大小，Qij表示节点i流向节点j的无功大小，θij为节点i与节点j之间相角差。进一步的，所述直流网络模型如下：其中,表示节点i流向节点j的直流潮流大小；rijDC表示节点i与节点j之间电阻；为节点i在t时刻电压；为节点j在t时刻电压；vijDC为节点i与节点j之间电压差。进一步的，所述VSC变电站模型包括：其中，rjp是AC母线与DC母线之间的关联矩阵，ac与bc为交流侧与直流侧有功耦合；下标j表示AC侧网络与VSC换流站相连母线ID，下标p表示DC侧网络与VSC换流站相连母线ID，下标i表示VSC换流站交流侧端口，下标m表示VSC换流站侧与AC侧网络连接节点ID；Imj,0表示AC侧VSC换流站母线流向其连接AC网络母线电流大小；上述公式表示对VSC换流站有功损失进行建模；式中，表示AC侧VSC换流站母线m与母线j之间的无功大小，χ表示一常数，用于约束无功功率与视在功率的关系；表示VSC换流站i的额定视在功率；该公式表示无功容量约束；式中，表示AC侧VSC换流站母线m与母线j之间的有功潮流大小，Imjmax表示AC侧VSC换流站母线流向其连接AC网络母线电流最大值，表示母线m在t时刻的电压大小；该公式表示线路潮流约束。进一步的，所述步骤S3包括：所述基于能量路由器和虚拟电厂的跨区域分布式优化调度模型如下：其中，为优化变量的向量，rij为联系上一层(即i-1层)子问题的响应变量，t(i+1)j1,…,t(i+1)jdij为联系第i+1层子变量的目标向量；π为松弛一致性约束的惩罚函数，c是所有不满足交直流两侧连续性变化的向量；表示基本线性规划优化问题的目标函数；表示线性规划问题不等式约束；表示线性规划问题等式约束条件。进一步的，将所述基于能量路由器和虚拟电厂的跨区域分布式优化调度模型通过增广拉格朗日式转化为无耦合模型如下：其中vij与v(i+1)j为拉格朗日乘子，wij与w(i+1)j为惩罚指数，O为哈达玛积；之后对各个虚拟电厂区域与各链接点的能量路由器的独立子问题进行迭代求解。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：本专利技术提供了一种交直流混合配电网调度方法，包括：获取交直流混合配电网的实时全网信息；根据所述实时全网信息建立所述交直流混合配电网的潮流计算和调度模型；根据所述交直流混合配电网的潮流计算和调度模型建立基于能量路由器与虚拟电厂的跨区域分布式优化调度模型。由此可知，本专利技术以泛在电力物联网建设为纽带，结合智能配变终端应用，配电站全景感知建设，在实现配电台区状态全面感知、拓扑自动识别等功能后，探索基于IoT全面状态感知大数据调度应用研究；且综合分析电力电子变电站及交直流配网中的各种源-荷-储可控资源的特点，建立优化调度模型，求解源-荷-储日前优化调度的计划运行曲线，为电力电子变电站的控制运行提供方案，满足区域的调控需求；研究基于能量路由器技术和虚拟电厂技术，对各端口的电气量进行实时的采集和控制，满足交直流混合配电网的调度需求。本专利技术的优点与效果在于：第一，与传统调度方式对比，本专利技术结合全网状态监测技术，建立并得到状态监测模型，该状态监测模型能有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交直流混合配电网调度方法，其特征在于，包括：/n步骤S1、获取交直流混合配电网的实时全网信息；/n步骤S2、根据所述实时全网信息建立所述交直流混合配电网的潮流计算和调度模型；/n步骤S3、根据所述交直流混合配电网的潮流计算和调度模型建立基于能量路由器与虚拟电厂的跨区域分布式优化调度模型。/n

【技术特征摘要】
1.一种交直流混合配电网调度方法，其特征在于，包括：
步骤S1、获取交直流混合配电网的实时全网信息；
步骤S2、根据所述实时全网信息建立所述交直流混合配电网的潮流计算和调度模型；
步骤S3、根据所述交直流混合配电网的潮流计算和调度模型建立基于能量路由器与虚拟电厂的跨区域分布式优化调度模型。


2.如权利要求1所述的交直流混合配电网调度方法，其特征在于，所述步骤S1包括步骤S1.1、实时获取所述交直流混合配电网的电网状态估计值；以及步骤S1.2、实时获取电网负荷预测结果。


3.如权利要求2所述的交直流混合配电网调度方法，其特征在于，所述步骤S1.1包括：
采用如下算式进行电网状态估计，并计算量测残差，



式中，ri为i时刻电网状态量测残差，zi为i时刻电网状态量测值，为通过输入数据得到的i时刻电网状态估计值；
采用如下算式计算正则化残差；



式中，Ωii表示i时刻电网状态量测方差；
根据上述算式得到最大正则化残差maxriN，判断最大正则化残差maxriN是否超过电网正常状态阈值；若超过，则第i个量测为量测坏数据，将第i个量测从量测数据中剔除，重复上述计算过程；
若否，则不存在坏数据或量测坏数据已被剔除，坏数据辨识过程结束，输出电网状态估计结果及量测坏数据结果。


4.如权利要求3所述的交直流混合配电网调度方法，其特征在于，所述步骤S1.2包括：获取各类电网信息作为LSTM的神经网络预测模型的传入数据；
基于所述LSTM的神经网络预测模型，判断所述传入数据是否为平稳时间序列，接着对所述传入数据进行平稳化、正则化处理；
设置LSTM层、Dropout层、Dense层，选择激活函数与优化参数进行电网负荷实时预测，预测结果达标后进行数据还原得到完整的所述电网负荷预测结果。


5.如权利要求4所述的交直流混合配电网调度方法，其特征在于，包括：
所述交直流混合配电网的潮流计算和调度模型包括：交流网络模型、直流网络模型和VSC变电站模型。


6.如权利要求5所述的交直流混合配电网调度方法，其特征在于，包括：
所述交流网络模型如下：






其中gij表示节点i与节点j之间电导，bij表示节点i与节点j之间电纳；v为母线电压，vi表示节点i电压，vj表示节点j电压，Pij表示节点i流向节点j的有功潮流大小，Qij表示节点i流向节点j的无功大小，θij为节点...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕正，顾黎强，叶傲霜，张麟，姜腾，王旭，王钰山，王沁，沈健，陈志樑，陈昭宇，盛佳蓉，朱容，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：上海;31