一种考虑源荷多重不确定性的软开关规划方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑源荷多重不确定性的软开关规划方法。以配电公司年综合费用最小为目标建立了确定性SOP规划模型，并利用多面体线性化技术实现了模型中二阶锥约束的线性化；出了SOP规划问题中不同时间尺度不确定性的建模方法，包括短期功率波动性和长期发展不确定性；再次，构建了多目标随机

【技术实现步骤摘要】
一种考虑源荷多重不确定性的软开关规划方法


[0001]本专利技术属于配电系统电网侧设备规划
，涉及智能软开关(SOP)的容量配置和位置选择。

技术介绍

[0002]在全球性能源资源短缺、环境污染加剧等大背景下，大力发展绿色、低碳、可持续的能源已成为世界各国的共识。作为可再生能源利用的重要手段之一，大量分布式电源接入配电网后，其波动性、间歇性、低可控性等问题给配电网安全可靠运行带来巨大挑战。为解决这一难题，以智能软开关为代表的柔性互联技术和以需求响应为代表的需求侧资源管理技术受到广泛关注，分别成为电网侧与负荷侧的关键元素。软开关可以平衡馈线负载、改善节点电压，需求响应则使得负荷性质由刚性转为柔性，变得灵活可控，研究两者一体化协同规划方法对提升可再生能源的消纳能力、实现碳中和的全球战略目标具有重要意义。
[0003]近年来，在智能软开关配置方面取得了很多研究成果，主要体现在从单一规划向协同规划的延伸。作为早期软开关研究的重点，单一规划建立了软开关的数学模型，同时实现了基于负载均衡、降低网损和改善电压质量的软开关优化配置。同时随着主动配本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑源荷多重不确定性的软开关规划方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1：以配电公司年综合费用最小为目标建立了确定性SOP规划模型，并利用多面体线性化技术实现了模型中二阶锥约束的线性化；步骤2：给出了SOP规划问题中不同时间尺度不确定性的建模方法，包括短期功率波动性和长期发展不确定性；步骤3：构建了多目标随机
‑
IGDT模型，在IGDT的框架上融合了随机优化和多目标优化，在SOP规划中考虑了多种因素和不同时间尺度的不确定性；步骤4：运用最优化理论提出了线性化模型中含max约束项的严格数学转化方法，并借助多场景技术和“ε法”实现了随机
‑
IGDT多目标模型的求解，得到一系列SOP规划方案及其能承受的源荷发展偏差组合。2.针对权利要求1所述一种考虑源荷多重不确定性的软开关规划方法的步骤1，其特征在于，以配电公司年综合费用最小为目标建立了确定性SOP规划模型，并利用多面体线性化技术实现了模型中二阶锥约束的线性化，具体包括：1)建立确定性规划模型目标函数，具体为：minF＝C
SOP
+C
rep
+C
loss
其中，F为配电公司年综合费用；C
SOP
为智能软开关等年值建设成本；C
rep
为SOP一年的运维成本；C
loss
为配电网一年的损耗成本；式中，d为贴现率；m为SOP运行年限；C
SOP,ca
为SOP单位容量投资成本；N
SOP
为SOP安装总数；S
SOPq
为第q个SOP的安装容量；C
rep
＝η1C
sop
其中，η1为SOP运行维护系数；为SOP运行维护系数；式中，I
ij,t
为t时刻流过支路ij的电流；r
ij
为支路ij的电阻；Ω
a
为支路ij的集合；P
Slossq,t
为第q个SOP的能量传输损耗；P
loss,t
为t时刻配电网损耗功率；λ
loss
为配电网损耗的单位成本；2)建立确定性规划模型的约束条件，具体为：(a)智能软开关功率约束P
SOPi,t
+P
SOPj,t
+P
Sloss,t
＝0P
Sloss,t
＝A(|P
SOPi,t
|+|P
SOPj,t
|)式中，i和j分别为智能软开关的连接点；P
SOPi,t
和P
SOPj,t
为智能软开关两个换流器注入的有功功率；A是换流器的损耗系数；(b)智能软开关容量约束
S
SOPi
＝S
SOPj
式中，Q
SOPi,t
和Q
SOPj,t
为智能软开关两个换流器注入的无功功率；S
SOPi
和S
SOPj
为连接到节点i和j的换流器容量；(c)配电网潮流约束对于节点j和支路ij的t时刻，有以下约束，其中N
T
为一年中每一天的小时数一年中每一天的小时数一年中每一天的小时数一年中每一天的小时数一年中每一天的小时数式中：P
ij,t
、Q
ij,t
、l
ij,t
＝(I
ij,t
)2为第t个时段流过支路ij的的功率、电流幅值的平方，R
ij
、X
ij
为支路ij的电阻、电抗，a(j)为以j为尾节点的首节点集合，b(j)为以j为首节点的尾节点集合，P
j,t
、Q
j,t
为节点j注入有功、无功功率，P
L,j,t
和分别为节点j处负荷注入的有功功率和无功功率；P
DG,i,t
为节点j处分布式电源注入的有功功率，N为所有节点集合。(d)节点电压约束(d)节点电压约束式中，和分别为节点i电压幅值的上限和下限，为流过支路ij的电流幅值上限；基于二阶锥松弛和多面体线性化技巧，提出确定性规划模型的线性化方法，包括：将潮流方程中功率和电流电压的关系进行松弛,改写为||P
ij,t Q
ij,t
||2≤S
ij,t
||2S
ij,t l
ij,t
‑
v
i,t
||2≤l
ij,t
+v
i,t
对于SOP运行约束和潮流约束，其本身为二阶锥形形式可以写为||u
1 u2||2≤u33)利用多面体线性化技术对上述二阶锥约束进行处理，具体包括：x0≥|P
SOPi
|,y0≥|Q
SOPi
|
式中，x
n
和y
n
均为辅助变量；μ为松弛系数；利用上述公式可以把关于变量(P
SOPi
、Q
SOPi
、S
SOPi
)的智能软开关容量约束和潮流约束(二阶锥约束)近似等价于一组关于变量(P
SOPi
、Q
SOPi
、S
SOPi
、x0)和n+1个变量(y
n
,n＝0,1,
…
,N)的线性不等式约束；整理模型，令x为规划变量(SOP位置/容量)，y为运行控制变量(SOP的功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪，张世达，李俊锴，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
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