一种基于紧密凸松弛的交流配电网实时可调度域计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于紧密凸松弛的交流配电网实时可调度域计算方法，包括步骤：1)获取交流配电网和可再生能源的拓扑结构及参数，生成交流配电网当前状态的约束方程；2)对交流配电网当前状态的约束方程中的非线性约束进行紧密凸松弛，通过多面体投影获得线性化的交流配电网约束方程；3)将包含线性化的交流配电网约束方程的交流配电网实时可调度域问题转化为线性规划问题，通过列约束生成算法求解得到紧密凸松弛的交流配电网实时可调度域。本发明专利技术在实时可调度域计算中考虑了交流配电网约束方程的紧密凸松弛和线性化，在保持高计算效率的同时，有效提高了交流配电网实时可调度域的准确程度。的准确程度。的准确程度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于紧密凸松弛的交流配电网实时可调度域计算方法


[0001]本专利技术涉及配电网实时可调度域计算的
，尤其是指一种基于紧密凸松弛的交流配电网实时可调度域计算方法。

技术介绍

[0002]在“碳中和”的政策背景下，大规模利用可再生能源可以显着降低对化石燃料的依赖，从而有助于减少碳排放。然而，可再生能源发电的不确定性也增加了电力系统调度的风险，同时极易引发电力系统功率失衡、传输网络拥塞等严重事故。因此，需要配置足够的电力系统灵活性来应对可再生能源发电不确定性的冲击，电力系统的实时可调度域是衡量当前电力系统灵活性的重要参考指标。
[0003]实时可调度域旨在从理论上描述当前电力系统适应可再生能源波动的真实能力，它最先应用在基于直流潮流模型的输电系统中。在实时调度中，假设当前系统工作点已知，电力系统所有的约束都被投影到不确定参数空间上，从而产生实时可调度区域。在现有的研究中，大多数只考虑了高压输电网络的实时可调度域，并且都采用了直流潮流模型或线性化交流潮流模型，无法适用于阻抗比更大的低压配电网络，也无法准确描述非线性的交流潮流模型。在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于紧密凸松弛的交流配电网实时可调度域计算方法，其特征在于，包括以下步骤：1)获取交流配电网和可再生能源的拓扑结构及参数，生成交流配电网当前状态的约束方程；2)对交流配电网当前状态的约束方程中的非线性约束进行紧密凸松弛，通过多面体投影获得线性化的交流配电网约束方程；3)将包含线性化的交流配电网约束方程的交流配电网实时可调度域问题转化为线性规划问题，通过列约束生成算法求解得到紧密凸松弛的交流配电网实时可调度域。2.根据权利要求1所述的一种基于紧密凸松弛的交流配电网实时可调度域计算方法，其特征在于，在步骤1)中，所述交流配电网和可再生能源的拓扑结构及参数包括：交流配电网的树状拓扑结构、交流配电网内各发电节点上的功率输入范围和爬坡能力、交流配电网内各负荷节点上的功率输出、交流配电网内各线路的电阻电抗及视在功率上限、可再生能源的接入节点、可再生能源的预测出力；根据上述拓扑结构及参数生成交流配电网当前状态的约束方程：态的约束方程：态的约束方程：态的约束方程：态的约束方程：态的约束方程：态的约束方程：态的约束方程：态的约束方程：态的约束方程：P
ij
≥0, Q
ij
≥0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(11)其中，式(1)为节点的有功平衡方程，式(2)为节点的无功平衡方程，式(3)为节点的电压平衡方程，式(4)为线路两端的电压差方程，式(5)为线路上的功率平衡方程，式(6)为可再生能源的出力上限方程，式(7)为传统机组的爬坡功率上下限方程，式(8)为线路电流的平方的上下限方程，式(9)为节点电压的平方的上下限方程，式(10)为线路的视在功率上限方程，式(11)为线路的有功和无功下限方程；有向线路(i,j)的两个端点分别为起节点i和终节点j，p
j
代表节点j上注入的总有功功率，q
j
代表节点j上注入的总无功功率，上标g、c、d分别代表当前发电量、重调度发电量、负荷功率，P
ij
和P
jk
分别代表有向线路(i,j)和(j,k)
上的有功功率，Q
ij
和Q
jk
分别代表有向线路(i,j)和(j,k)上的无功功率，k:j
→
k代表与起节点j相连的所有终节点k的集合，r
ij
是有向线路(i,j)的电阻，x
ij
是有向线路(i,j)的电抗，l
ij
是有向线路(i,j)上的电流的平方，W(j)是连接在节点j上的可再生能源的编号集合，n是可再生能源的编号，w
n
是可再生能源n的有功功率，v
i
和v
j
分别是节点i和节点j的电压的平方，分别代表节点j上注入的有功功率上下限、无功功率上下限，Δw
n
、分别代表可再生能源n的预测有功功率、预测误差、有功功率上限，Ramp
j
代表节点j上的传统机组的爬坡功率上限，是有向线路(i,j)上的电流的平方的上限，v
j
分别是节点j的电压的平方的上下限，是有向线路(i,j)上视在功率上限；所述步骤2)包括以下步骤：2.1)非线性约束包括式(4)和式(10)，对它们进行紧密凸松弛；先将式(4)和式(8)、式(9)、式(10)组合在一起，构造它们的紧密凸包：式中，Ω代表式(4)和式(8)至(10)的组合体的紧密凸包，该紧密凸包即是式(4)和式(10)的紧密凸松弛，下标ij代表有向线路(i,j)，凸包的变量向量X
ij
＝[P
ij
,Q
ij
,l
ij
,v
i
]
T
，凸包中二阶锥的二次系数矩阵凸包中二阶锥的一次系数矩阵b＝[0,0,1,1]
T
，T代表转置，c
ij
为凸包中线性约束的一次系数矩阵，d
ij
为凸包中线性约束的常数项矩阵，||AX
ij
||2‑
b
T
X
ij
≤0代表着紧密凸包即式(12)将式(4)松弛成了如下的二阶锥形式：另外，在不同的情况下有不同的取值，分类如下：当时，且且v
i
分别是节点i的电压的平方的上下限；当时，且2.2)在步骤2.1)中得到的紧密凸包是式(4)和式(10)的紧密凸松弛，但是式(10)和紧密凸包中的式(13)仍然是非线性的，通过如下多面体投影方法获得线性化的约束方程：2.2.1)由于式(10)是一个关于线路有功和无功功率的二次约束，其描述的是一个圆形区域，为了保证紧密凸包的紧密凸松弛性质，使用圆外接多面体进行分段线性化的方法生成4z个线性约束：
其中，z是将四分之一圆等距分割的份数，k是等距分割角度的编号，θ是分割角度，式(14)包含4个线性约束，式(15)和式(16)各包含2z
‑
2个线性约束；2.2.2)由于式(13)具有旋转二阶锥的形式，先将其分解为两个标准二阶锥：二阶锥的形式，先将其分解为两个标准二阶锥：二阶锥的形式，先将其分解为两个标准二阶锥：二阶锥的形式，先将其分解为两个标准二阶锥：式中，m
ij
、m
′
ij
、P
′
ij
、Q
′
ij
都是辅助变量；式(18)和式(19)是由式(13)分解得到的两个标准二阶锥；为了保证紧密凸包的紧密凸松弛性质，针对式(18)使用多面体投影外近似的线性化...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志刚，黄文靖，郑杰辉，吴青华，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：