一种考虑智能软开关的配电网重构电压控制方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑智能软开关的配电网重构电压控制方法，包括以下步骤：S1：根据智能软开关的工作特性，建立带有辅助变量的考虑智能软开关内部损耗和功率约束的模型；S2：根据配电网网络重构的实际运行特性，建立网络重构的拓扑约束；S3：考虑配电网中实际发电机供电类型，建立电力供应约束；S4：根据配电网网络潮流特性，建立网络重构下的配电网潮流约束；S5：将待优化的电网数据代入模型中，输出节点电压优化结果。本发明专利技术的实质性效果包括：实现对配电网中潮流进行重分配，并有效调节节点电压，减少节点电压偏移，提升重构配电网潮流分布的合理性。布的合理性。布的合理性。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑智能软开关的配电网重构电压控制方法


[0001]本专利技术涉及广义需求响应领域，尤其是一种考虑智能软开关的配电网重构电压控制方法。

技术介绍

[0002]配电网是电力系统的重要组成部分。配电网能保证向用户可靠供电。对于中国许多快速发展的城市来说，配电网的发展仍然不充分。为了应对快速增长的电力负荷和不断提高的电能质量需求，目前配电网的发展面临着更多的挑战。在此现状下，提高配电网的供电韧性，优化电网运行结构，从而提高系统韧性已成为当前的研究方向。如何划分配电网，使其在满足负荷需求的同时尽可能满足稳定各节点电压，使得各线路潮流分配更合理，在电力系统运行分析中具有重要的现实意义。
[0003]在电力系统运行中，智能软开关(SOP)具有灵活地调节潮流和电压的能力。智能软开关通过调节馈线两侧的功率交换来影响或改变整个系统的潮流分布。相比于传统的联络开关，它可以更加灵活的交换有功功率，补偿无功功率，从而调控电压，实现负荷的转供。如何建立一种考虑智能软开关的配电网能够更优化重构后各节点电压以及整个配电网的潮流分布，是当前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种考虑智能软开关的配电网重构电压控制方法，研究了智能软开关在被引入配电网后，在配电网重构过程中所起的作用，构建了考虑智能软开关的配电网重构电压控制模型，能有效调节网络潮流分布，为配电网重构过程中电压的调节提供了有力的工具。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种考虑智能软开关的配电网重构电压控制方法，包括如下步骤：S1：根据智能软开关的工作特性，建立带有辅助变量的考虑智能软开关内部损耗和功率约束的模型；S2：根据配电网网络重构的实际运行特性，建立网络重构的拓扑约束；S3：考虑配电网中实际发电机供电类型，建立电力供应约束；S4：根据配电网网络潮流特性，建立网络重构下的配电网潮流约束；S5：将待优化的电网数据代入模型中，输出节点电压优化结果。
[0006]作为优选，步骤S1的过程包括：S11：分析智能软开关内部功率损耗及两端功率注入和流出情况，建立智能软开关功率自平衡约束；式中：P
isop
和分别表示由节点i和j处注入智能软开关SOP的有功功率；P
iloss
和
分别表示由节点i和j处产生的智能软开关SOP的内部功率损耗；S12：根据智能软开关自身无功功率和容量限制，建立以下约束：S12：根据智能软开关自身无功功率和容量限制，建立以下约束：式中：enb
k,t
表示在时刻t节点k的通电状态，表示若节点通电则enb
k,t
＝1，反之，若节点未通电，则enb
k,t
＝0；表示节点k处智能软开关SOP的无功功率；和节点k处智能软开关SOP的无功功率的最小值和最大值；和分别表示在时刻t节点k处智能软开关SOP的有功功率和无功功率；表示节点k处智能软开关SOP的容量；S13：根据智能软开关自身工作特点，建立智能软开关的自身损耗约束：S13：根据智能软开关自身工作特点，建立智能软开关的自身损耗约束：式中：和是智能软开关SOP的损耗系数。
[0007]作为优选，步骤S2的过程包括：S21：分析配电网重构过程中所形成微网需相互隔离的特性，建立如下的网络分割约束：约束：约束：约束：约束：约束：约束：约束：式中：ST是设置的配电网负荷恢复时间周期；SB是配电网中节点数量；SL是配电网中线路数量；SG是配电网中发电机数量；表示线路l在t时刻与微网s连接情况；若则表示线路l在t时刻与微网s连接；若则表示线路l在t时刻不与微网s连接；其中i和j分别是线路l的流入节点和流出节点；S22：根据配电网重构中，各微网负荷与发电机的连接情况，引入虚拟潮流和虚拟注入功率的概念，建立子网连通性约束：注入功率的概念，建立子网连通性约束：
式中：SL
k
为节点k所连接线路数量；为在t时刻微网s的注入虚拟功率；FPL
l,t
为在t时刻在线路l上的虚拟潮流；S23：根据配电网实际运行特性，建立配电网辐射状运行的拓扑约束：式中：表示线路l在t时刻与微网s的连接状态；表示节点b在t时刻与微网s的连接状态。
[0008]作为优选，步骤S3的过程包括：在实际配电网中，目前发电机往往可分为两种类型：电网跟随式控制发电机和电网构建式控制发电机；电网跟随式控制发电机需在所在节点被通电之后才能向外输送电力；电网构建式控制发电机具有黑启动能力，能够在网络故障发生后具备发电能力；此外，发电机输送电力的能力还受到爬坡功率的限制：发电机输送电力的能力还受到爬坡功率的限制：式中：和为发电机能够输出的最小和最大功率；R
s,down
和R
s,up
分别为发电机单位时间内可增加和减少的功率值。
[0009]作为优选，步骤S4的过程包括：S41：考虑配电网各节点有功功率和无功功率的潮流平衡，建立以下约束：S41：考虑配电网各节点有功功率和无功功率的潮流平衡，建立以下约束：式中：PD
b,t
和QD
b,t
分别是节点b在t时刻的有功功率和无功功率；PL
l,t
和QL
l,t
分别是节点l在t时刻的有功功率和无功功率；S42：考虑配电网各线路上有功功率和无功功率的潮流平衡，建立以下约束：S42：考虑配电网各线路上有功功率和无功功率的潮流平衡，建立以下约束：式中：PL
mn
和QL
mn
分别为线路mn上的有功功率和无功功率；G
l
,B
l
和分别为线路l的电导，电纳和并联支路电纳；r
l
和t
l
分别为引入的辅助变量；S43：建立节点电压约束如下：S43：建立节点电压约束如下：式中：α
l
是线路连接变量；若α
l
＝1，则线路l连接；若α
l
＝0，则线路l断开；u
m
为引入
的辅助变量，S44：建立引入的辅助变量约束如下：S44：建立引入的辅助变量约束如下：S44：建立引入的辅助变量约束如下：S44：建立引入的辅助变量约束如下：S44：建立引入的辅助变量约束如下：式中：V
m,max
,V
n,max
分别为节点m,n的电压最大值；V
m,min
为节点m电压最小值。
[0010]本专利技术的实质性效果包括：从智能软开关本身工作特性出发，考虑配电网在重构过程中受到的拓扑结构、潮流及电压约束，能有效调节网络潮流分布，为配电网重构过程中电压的调节提供了有力的工具，实现对配电网中潮流进行重分配，并有效调节节点电压，减少节点电压偏移，提升重构配电网潮流分布的合理性。
附图说明
[0011]图1为本专利技术实施例的流程示意图；图2为本专利技术实施例使用的IEEE 33节点配电网示意图；图3为本专利技术实施例使用的考虑智能软开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑智能软开关的配电网重构电压控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：根据智能软开关的工作特性，建立带有辅助变量的考虑智能软开关内部损耗和功率约束的模型；S2：根据配电网网络重构的实际运行特性，建立网络重构的拓扑约束；S3：考虑配电网中实际发电机供电类型，建立电力供应约束；S4：根据配电网网络潮流特性，建立网络重构下的配电网潮流约束；S5：将待优化的电网数据代入模型中，输出节点电压优化结果。2.根据权利要求1所述的一种考虑智能软开关的配电网重构电压控制方法，其特征在于，步骤S1的过程包括：S11：分析智能软开关内部功率损耗及两端功率注入和流出情况，建立智能软开关功率自平衡约束；式中：P
isop
和分别表示由节点i和j处注入智能软开关SOP的有功功率；P
iloss
和分别表示由节点i和j处产生的智能软开关SOP的内部功率损耗；S12：根据智能软开关自身无功功率和容量限制，建立以下约束：和容量限制，建立以下约束：式中：enb
k,t
表示在时刻t节点k的通电状态，表示若节点通电则enb
k,t
＝1，反之，若节点未通电，则enb
k,t
＝0；表示节点k处智能软开关SOP的无功功率；和节点k处智能软开关SOP的无功功率的最小值和最大值；和分别表示在时刻t节点k处智能软开关SOP的有功功率和无功功率；表示节点k处智能软开关SOP的容量；S13：根据智能软开关自身工作特点，建立智能软开关的自身损耗约束：S13：根据智能软开关自身工作特点，建立智能软开关的自身损耗约束：式中：和是智能软开关SOP的损耗系数。3.根据权利要求1所述的一种考虑智能软开关的配电网重构电压控制方法，其特征在于，步骤S2的过程包括：S21：分析配电网重构过程中所形成微网需相互隔离的特性，建立如下的网络分割约束：束：束：束：束：
式中：ST是设置的配电网负荷恢复时间周期；SB是配电网中节点数量；SL是配电网中线路数量；SG是配电网中发电机数量；表示线路l在t时刻与微网s连接情况；若则表示线路l在t时刻与微网s连接；若则表示线路l在t时刻不与微网s连接；其中i和j分别是线路l的流入节点和流出节点；S22：根据配电网重构中，各微网负荷与发电机的连接情况，引入虚拟潮流和虚拟注入功率的概念，建立子网连通性约束：功率的概念，建立子网连通性约束：功率的概念，建立子网连通性约束：式中：SL
k
为节点k所连接线路数量；为在t时刻微网s的注入虚拟功率；FPL
l,t
为在t时刻在线路l上的虚拟潮流；S23：根据配电网...

【专利技术属性】
技术研发人员：茹伟，王建军，蒋春锋，施光南，魏健，黎修远，周建峰，徐子博，卜从容，王雅芳，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司绍兴供电公司，
类型：发明
国别省市：