基于二阶锥松弛法的配电网区间网络重构模型优化方法技术

本发明专利技术提出一种基于二阶锥松弛法的配电网区间网络重构模型优化方法，属于电力系统配电网区间网络重构领域。该方法首先建立由目标函数和约束条件构成的配电网确定性网络重构模型，然后将模型中的状态变量建立为区间数，将该确定性网络重构模型转换成区间优化模型；再将区间优化模型通过相对距离测度(RDM)区间运算转换成确定性优化模型，利用混合整数二阶锥松弛法求解该模型，得到配电网区间网络重构结果。本发明专利技术的优化方法能够避免概率方法与模糊数理论方法的大量历史数据统计需求和主观的假定分布，且能够全面反映配电网运行的真实情况，具有较高的应用价值。具有较高的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
基于二阶锥松弛法的配电网区间网络重构模型优化方法


[0001]本专利技术属于电力系统配电网区间网络重构领域，特别涉及一种基于二阶锥松弛法的配电网区间网络重构模型优化方法。

技术介绍

[0002]配电网网络重构是通过更改配电网拓扑结构让配电网以更可靠和经济的方式运行，因此对于电力系统的稳定运行具有十分重要的意义。由于配电网网络重构模型属于混合整数非线性规划问题，因此求解非常困难，并且求解过程容易失效。现有的配电网区间网络重构模型的优化存在以下不足：
[0003](1)当配电网的统计信息不足或不可用时，无法采用概率方法和模糊数理论方法。
[0004](2)目前的优化方法只能解决确定性或者最恶劣情况，从而优化的结果缺乏全面考虑配电网的不确定性注入。
[0005]相比而言，区间优化数学理论可以全面克服上述两个缺点，体现于：
[0006](1)区间优化数学理论不需要知道配电网数据的统计信息，而只关注于配电网不确定性的可行范围。可见对于需要掌握数据统计信息来讲，寻求配电网的可行范围容易的多。这是区间优化数学理论的优点之一。
[0007](2)区间优化数学理论不仅关注一个具体的场景，而其区间可以能够刻画系统的所有情况。
[0008]但目前尚没有利用区间优化数学理论的配电网区间网络重构模型优化技术，因此有必要以提高配电网不确定性重构的可靠性为目标，研究基于区间优化数学理论的配电网网络重构模型区间优化方法。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种基于二阶锥松弛法的配电网区间网络重构模型优化方法。本专利技术提出的优化方法能够避免概率方法与模糊数理论方法的大量历史数据统计需求和主观的假定分布，且能够全面反映配电网运行的真实情况，具有较高的应用价值。
[0010]本专利技术提出一种基于二阶锥松弛法的配电网区间网络重构模型优化方法，其特征在于，该方法首先建立由目标函数和约束条件构成的配电网确定性网络重构模型，然后将模型中的状态变量建立为区间数，将该确定性网络重构模型转换成区间优化模型；再将区间优化模型通过相对距离测度RDM区间运算转换成确定性优化模型，利用混合整数二阶锥松弛法求解该模型，得到配电网区间网络重构结果。该方法包括以下步骤：
[0011]1)建立配电网的确定性网络重构模型，该模型由目标函数和约束条件构成；具体步骤如下：
[0012]1‑
1)建立模型的目标函数，表达式如下：
[0013][0014]其中，为s相在支路ij的电阻；为s相在支路ij的电流平方，s＝{a,b,c}；
[0015]1‑
2)确定模型的约束条件，具体如下：
[0016]配电网支路投切状态约束；
[0017]x
ij
∈{0,1}
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0018]其中，x
ij
为支路ij的投切状态，1表示支路ij投入；
[0019]配电网Distflow潮流约束；
[0020][0021][0022]其中，分别为s相在支路ij的有功功率和无功功率；分别为s相在节点j的有功注入功率和无功注入功率；为s相在支路ij的电流幅值；为s相在支路ij的电抗；V
is
,分别为s相在节点i,j的电压幅值平方，s＝{a,b,c}；K(j)为连接到节点j的节点集合；
[0023]配电网辐射状运行条件约束；
[0024][0025]其中，n为配电网节点总数；N
root
为发电节点数量；K(i)为连接到节点i的节点集合；配电网安全运行条件约束；
[0026][0027]其中，为s相在支路ij的电流幅值上限；V
l
,V
u
分别为节点电压幅值平方的下限和上限；
[0028]2)将步骤1)的模型中的状态变量分别建立为对应的区间数，如式(7)所示：
[0029][0030]其中，分别为s相在支路ij的电流幅值下限和上限；V
is
,分别为s相在节点
i的电压幅值平方的下限和上限；分别为s相在支路ij的有功功率的下限和上限；分别为s相在支路ij的无功功率的下限和上限；分别为s相在节点j的有功注入功率的下限和上限；分别为s相在节点j的无功注入功率的下限和上限，s＝{a,b,c}；
[0031]则步骤1)建立的确定性网络重构模型转换成以下区间优化模型：
[0032][0033]s.t.x
ij
∈{0,1}
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)
[0034][0035][0036][0037][0038]3)将步骤2)的区间优化模型通过RDM区间运算转换成确定性优化模型，表达式如下：
[0039][0040]s.t.x
ij
∈{0,1}
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(15)
[0041][0042][0043][0044][0045][0046][0047]其中，()
RDM
表示对应参数的RDM形式；为对应于s相在支路ij电流幅值的RDM变量；为对应于s相在支路ij电流幅值的RDM变量；为对应于s相在节点i电压幅值的RDM变量；为对应于s相在节点j注入无功功率的RDM变量；为对应于s相在支路ij有功功率的RDM变量；为对应于s相在支路ij无功功率的RDM变量，s＝{a,b,c}；
[0048]4)对步骤3)的确定性优化模型进行转换；包括：
[0049]对式(20)中后三项利用大M法进行非线性项的凸松弛：
[0050][0051][0052][0053]其中，M为正数；
[0054]将式(16)、(17)重写为：
[0055][0056][0057][0058][0059]通过大M法对电压方程式(28)进行松弛；
[0060]当任一支路断开后，电压约束方程式(28)重写为：
[0061][0062]其中，下标i和j为该断开支路的首端节点和末端节点；
[0063]通过RDM区间计算变换后，目标函数式(14)的下界函数与上界函数分别如下式所
示：
[0064][0065]5)利用混合整数二阶锥松弛法MISOCP对经过步骤4)转换后的模型进行求解；具体步骤如下：
[0066]5‑
1)通过RDM计算对进行松弛转换，转换后的约束方程如下所示：
[0067][0068][0069][0070][0071][0072]其中，b为支路数量；
[0073]5‑
2)利用MISOCP方法进行求解，具体步骤如下：
[0074]5‑2‑
1)令步骤3)优化模型的目标函数转换成
[0075]5‑2‑
2)求解目标函数同时满足约束式(15)、(22)
‑
(25)、(26)
‑
(27)、
[0076](29)、(3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于二阶锥松弛法的配电网区间网络重构模型优化方法，其特征在于，该方法首先建立由目标函数和约束条件构成的配电网确定性网络重构模型，然后将模型中的状态变量建立为区间数，将该确定性网络重构模型转换成区间优化模型；再将区间优化模型通过相对距离测度RDM区间运算转换成确定性优化模型，利用混合整数二阶锥松弛法求解该模型，得到配电网区间网络重构结果。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)建立配电网的确定性网络重构模型，该模型由目标函数和约束条件构成；具体步骤如下：1
‑
1)建立模型的目标函数，表达式如下：其中，为s相在支路ij的电阻；为s相在支路ij的电流平方，s＝{a,b,c}；1
‑
2)确定模型的约束条件，具体如下：配电网支路投切状态约束；x
ij
∈{0,1}
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)其中，x
ij
为支路ij的投切状态，1表示支路ij投入；配电网Distflow潮流约束；ow潮流约束；其中，分别为s相在支路ij的有功功率和无功功率；分别为s相在节点j的有功注入功率和无功注入功率；为s相在支路ij的电流幅值；为s相在支路ij的电抗；V
is
,分别为s相在节点i,j的电压幅值平方，s＝{a,b,c}；K(j)为连接到节点j的节点集合；配电网辐射状运行条件约束；其中，n为配电网节点总数；N
root
为发电节点数量；K(i)为连接到节点i的节点集合；配电网安全运行条件约束；
其中，为s相在支路ij的电流幅值上限；V
l
,V
u
分别为节点电压幅值平方的下限和上限；2)将步骤1)的模型中的状态变量分别建立为对应的区间数，如式(7)所示：其中，分别为s相在支路ij的电流幅值下限和上限；V
is
,分别为s相在节点i的电压幅值平方的下限和上限；分别为s相在支路ij的有功功率的下限和上限；分别为s相在支路ij的无功功率的下限和上限；分别为s相在节点j的有功注入功率的下限和上限；分别为s相在节点j的无功注入功率的下限和上限，s＝{a,b,c}；则步骤1)建立的确定性网络重构模型转换成以下区间优化模型：s.t.x
ij
∈{0,1}
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)(9)(9)(9)3)将步骤2)的区间优化模型通过RDM区间运算转换成确定性优化模型，表达式如下：s.t. x
ij
∈{0,1}
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ<...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴文传，李晨，吴越强，赵瑞娜，孙宏斌，王云丽，王彬，路轶，杜成锐，倪山，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司清华大学，
类型：发明
国别省市：