一种面向微能网接入的交直流配电网协同优化调度方法技术

一种面向微能网接入的交直流配电网协同优化调度方法，包括以下步骤：根据含微能网的交直流配电网系统结构和调度模型特点，研究以交直流配电网的节点边际电价和微能网的购/售电功率为交互变量的协调运行机制；以交直流配电网和微能网运行成本最低为目标，考虑网络运行约束和网络间交互耦合约束，建立交直流配电网

【技术实现步骤摘要】
一种面向微能网接入的交直流配电网协同优化调度方法


[0001]本专利技术涉及交直流配电网优化调度
，尤其涉及一种面向微能网接入的交直流配电网协同优化调度方法。

技术介绍

[0002]近年来，大力发展清洁能源已经成为世界各国应对环境污染和资源枯竭等问题的重要战略共识。随着清洁能源大规模以分布式电源(distributed generation，DG)的方式接入配电网，配电网的潮流分布发生了深刻变化，传统的配电网调度模式已经无法满足系统的运行需求；交直流配电网由于具有拓扑结构灵活、潮流可控等优势，成为了未来智能配电网的一个重要发展趋势。与此同时，由于清洁能源具有随机性、间歇性等特性，清洁能源的大量无序接入为电网安全稳定运行带来了严峻挑战，冷
‑
热
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电
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气深度耦合的微能网的发展与应用为上述问题的解决提供了新的思路。因此，如何充分发挥交直流配电网灵活拓扑重构和微能网多能耦合替代的优势，并实现二者的协同优化，已经成为进一步促进清洁能源高效消纳的关键问题之一。
[0003]现有研究主要建模思路大致可以分为集中式和分布式两大类。部分传统集中式算法将交直流配电网和微能网进行统一建模计算，普遍存在迭代次数多、计算复杂、收敛性无法保证等显著缺陷。同时，现有微能源网与配电网协同优化模型研究中大多未能充分考虑配电网与微能网间的交互耦合，且未充分挖掘交直流配电网动态网络重构和微能网用户需求响应等灵活调度资源，无法充分发挥配电网和微能网协调调度对可再生能源消纳的促进作用；此外，现有协调调度求解算法普遍存在计算复杂，耗时较长等缺陷，工程应用价值有限。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服现有技术中存在的未充分考虑交直流配电网和微能网间的交互耦合，且计算精度低、求解效率低的缺陷与问题，提供一种充分考虑交直流配电网和微能网间的交互耦合，且计算精度高、求解效率高的面向微能网接入的交直流配电网协同优化调度方法。
[0005]为实现以上目的，本专利技术的技术解决方案是：一种面向微能网接入的交直流配电网协同优化调度方法，该方法包括以下步骤：
[0006]S1、根据含微能网的交直流配电网系统结构和调度模型特点，研究以交直流配电网的节点边际电价和微能网的购/售电功率为交互变量的协调运行机制；
[0007]S2、以交直流配电网和微能网运行成本最低为目标，考虑网络运行约束和网络间交互耦合约束，建立交直流配电网
‑
微能网协调调度模型，该模型包括交直流配电网优化调度模型与微能网优化调度模型；
[0008]S3、在混合整数二阶锥规划模型的节点边际电价推导基础上，提出基于极限学习机耦合交互的模型快速求解方法；
[0009]S4、选取网架结构数据、分布式发电出力数据以及负荷数据，并将上述数据作为基于极限学习机耦合交互的模型快速求解方法输入，求解交直流配电网
‑
微能网协调调度模型，从而获取交直流配电网最优调度方案。
[0010]步骤S1具体包括以下步骤：
[0011]S11、交直流配电网以系统运行成本最低为目标，协调调度全网可控开关状态、可控DG出力、电压源换流器调制比、静止无功补偿装置补偿电位，实现系统的安全经济运行；
[0012]S12、微能网以系统能源生产成本最低为目标，根据系统外部电价，制定系统内部能源售价和能源生产方案；
[0013]S13、交直流配电网将各个微能网购/售电功率作为极限学习机的输入变量，将交直流配电网的节点边际电价作为极限学习机的输出变量；微能网将交直流配电网的节点边际电价作为极限学习机的输入变量，将各个微能网购/售电功率作为极限学习机的输出变量，实现交直流配电网和微能网优化模型之间的耦合。
[0014]步骤S2中，所述交直流配电网优化调度模型的目标函数为：
[0015][0016][0017][0018][0019]其中，t为当前时刻，调度时间窗为24小时；C
G，t
为t时刻交直流配电网的机组发电成本；C
L，t
为t时刻交直流配电网的机组网损等效成本，网损成本系数为当前时刻上网电价；C
DNR
为网络重构开关操作成本；ρ
s，t
为t时刻上网电价；f
G
为电源出力成本函数；N
s
为变电站节点集合；为交流电网电源集合；为直流电网电源集合；N
B
为负荷节点集合；为t时刻节点S处变电站的有功出力；为t时刻节点m处交流电源的有功出力；为t时刻节点n处直流电源的有功出力；为t时刻节点i处的交流有功负荷；为t时刻节点i处的直流有功负荷；ρ
S
为开关动作一次的成本系数；Ω
E
为网络中的线路集合；Z
ij，t
为t时刻线路i
‑
j的连接状态，Z
ij，t
为0代表线路断开，Z
ij，t
为1代表线路连接。
[0020]所述交直流配电网优化调度模型满足潮流方程约束、网络安全运行约束、换流站容量约束、无功调节装置约束、电源出力约束。
[0021]步骤S2中，所述微能网优化调度模型的目标函数为：
[0022]min C＝C
b
+C
conf
+C
penalty
[0023][0024][0025][0026]其中，C
b
为系统运营商向外部能网采购资源的购能成本，C
conf
为用户舒适性成本，C
penalty
为弃风光惩罚成本，为t时刻上级能网的电力资源采购价格，为t时刻上级能网的天然气资源采购价格，为t时刻上级能网的热能资源采购价格，为t时刻系统运营商向上级能源网络购买的电力能源资源，为t时刻系统运营商向上级能源网络购买的天然气能源资源，为t时刻系统运营商向上级能源网络购买的热力能源资源，为用户舒适性成本系数，为t时刻用户的电实际用能需求与预计用能需求之间的偏移量，为t时刻用户的热实际用能需求与预计用能需求之间的偏移量，为t时刻用户的冷实际用能需求与预计用能需求之间的偏移量，c
penalty
为弃风光惩罚成本系数，为t时刻光伏出力预测值，为t时刻光伏出力实际调度值，P
W，t
为t时刻风电出力预测值，P
V，t
为t时刻风电出力实际调度值。
[0027]所述微能网优化调度模型满足能源供给侧约束与能源需求侧约束，所述能源供给侧约束包括能源平衡约束、设备运行参数约束、能源价格变化范围约束与风光出力约束，所述能源需求侧约束包括需求平衡约束、响应量大小约束与用能成本约束。
[0028]步骤S3中，将交直流配电网的节点边际电价和微能网的购/售电功率作为交互变量，在异构分解框架中，利用极限学习机的非线性映射和泛化能力，实现两交互变量的耦合。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向微能网接入的交直流配电网协同优化调度方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1、根据含微能网的交直流配电网系统结构和调度模型特点，研究以交直流配电网的节点边际电价和微能网的购/售电功率为交互变量的协调运行机制；S2、以交直流配电网和微能网运行成本最低为目标，考虑网络运行约束和网络间交互耦合约束，建立交直流配电网
‑
微能网协调调度模型，该模型包括交直流配电网优化调度模型与微能网优化调度模型；S3、在混合整数二阶锥规划模型的节点边际电价推导基础上，提出基于极限学习机耦合交互的模型快速求解方法；S4、选取网架结构数据、分布式发电出力数据以及负荷数据，并将上述数据作为基于极限学习机耦合交互的模型快速求解方法输入，求解交直流配电网
‑
微能网协调调度模型，从而获取交直流配电网最优调度方案。2.根据权利要求1所述的一种面向微能网接入的交直流配电网协同优化调度方法，其特征在于：步骤S1具体包括以下步骤：S11、交直流配电网以系统运行成本最低为目标，协调调度全网可控开关状态、可控DG出力、电压源换流器调制比、静止无功补偿装置补偿电位，实现系统的安全经济运行；S12、微能网以系统能源生产成本最低为目标，根据系统外部电价，制定系统内部能源售价和能源生产方案；S13、交直流配电网将各个微能网购/售电功率作为极限学习机的输入变量，将交直流配电网的节点边际电价作为极限学习机的输出变量；微能网将交直流配电网的节点边际电价作为极限学习机的输入变量，将各个微能网购/售电功率作为极限学习机的输出变量，实现交直流配电网和微能网优化模型之间的耦合。3.根据权利要求1所述的一种面向微能网接入的交直流配电网协同优化调度方法，其特征在于：步骤S2中，所述交直流配电网优化调度模型的目标函数为：征在于：步骤S2中，所述交直流配电网优化调度模型的目标函数为：征在于：步骤S2中，所述交直流配电网优化调度模型的目标函数为：征在于：步骤S2中，所述交直流配电网优化调度模型的目标函数为：其中，t为当前时刻，调度时间窗为24小时；C
G，t
为t时刻交直流配电网的机组发电成本；C
L，t
为t时刻交直流配电网的机组网损等效成本，网损成本系数为当前时刻上网电价；C
DNR
为
网络重构开关操作成本；ρ
s，t
为t时刻上网电价；f
G
为电源出力成本函数；N
s
为变电站节点集合；为交流电网电源集合；为直流电网电源集合；N
B
为负荷节点集合；为t时刻节点s处变电站的有功出力；为t时刻节点m处交流电源的有功出力；为t时刻节点n处直流电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王怡聪，许汉平，郑重，柯方超，熊宇龙，苗世洪，张东寅，熊川羽，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：