一种计及风光不确定性的配电网双层优化调度方法技术

本发明专利技术公开了一种计及风光不确定性的配电网双层优化调度方法，涉及电网调控技术领域，采用概率建模方法，通过构造具有代表性的场景来逼近风电、光伏出力和负荷的实时不确定性来构建双层优化模型，双层优化模型包括上层优化模型和下层优化模型，上层优化模型为配网重构优化模型，以网络损耗最小为优化目标，采用基于骨干粒子群的混合遗传算法优化网络开关状态得到最优网络拓扑结构；下层优化模型为配网运行优化模型，以电压质量最优为目标，通过求解混合整数随机规划得到优化的风光伏发电系统和电容器组无功出力、储能有功出力的调度计划；通过对双层优化模型进行求解，使双层优化模型达到稳定状态，得到配电网的最优调度计划和最优动态网架拓扑。计划和最优动态网架拓扑。计划和最优动态网架拓扑。

A two-level optimal dispatching method of distribution network considering the uncertainty of scenery

【技术实现步骤摘要】
一种计及风光不确定性的配电网双层优化调度方法


[0001]本专利技术属于电网调控
，尤其涉及一种计及风光不确定性的配电网双层优化调度方法。

技术介绍

[0002]随着环保政策和新能源发展政策的推动，分布式电源越来越多地融入到现代配电网中，使得传统电力系统逐渐向新型电力系统形态转变。在可再生能源发电的高渗透率背景下，分布式发电的间歇性和配电网的高阻抗比可能引发电压波动甚至越限，给配电网的电压控制和经济运行带来更大的技术挑战。网络重构技术是支撑有源配电网优化运行的重要手段，具有改善电压分布、消除过载、降低网损和提高运行经济性等重要作用。
[0003]传统的电压调整设备，如电容器组和有载调压变压器等属于机械设备，响应速度较慢；电力电子化的无功补偿设备，如SVC和STATCOM，响应速度相对较快，然而价格昂贵，阻碍了其广泛应用。在有源配电网中，光伏、风机等分布式电源在正常的运行条件下可以通过控制提供灵活、快速的无功支持。因此，分布式电源可以在有源配电网的电压控制和网络重构中发挥更大的作用。
[0004]而且传统的调压与优化调度方法之间缺乏协调，未能充分考虑分布式电源的优化调度潜力，忽略分布式电源发电与负荷的随机性。因此，需要一种计及风光不确定性的配电网双层优化调度方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种计及风光不确定性的配电网双层优化调度方法，从而克服了传统的调压与优化调度方法之间缺乏协调的缺点。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种计及风光不确定性的配电网双层优化调度方法，包括：
[0007]采用概率建模方法，通过构造具有代表性的场景来逼近风电、光伏出力和负荷的实时不确定性来构建双层优化模型，所述双层优化模型包括上层优化模型和下层优化模型，所述上层优化模型为配网重构优化模型，以网络损耗最小为优化目标，采用基于骨干粒子群的混合遗传算法优化网络开关状态得到最优网络拓扑结构；所述下层优化模型为配网运行优化模型，以电压质量最优为目标，通过求解混合整数随机规划得到优化的风光伏发电系统和电容器组无功出力、储能有功出力的调度计划；
[0008]通过对所述双层优化模型进行求解，使所述双层优化模型达到稳定状态，得到配电网的最优调度计划和最优动态网架拓扑。
[0009]优选地，所述上层优化模型为配网重构优化模型，以网络损耗最小为优化目标，通过优化网络开关状态得到最优网络拓扑，所述最优网络拓扑满足功率潮流约束、节点电压约束和辐射状拓扑约束；同时在潮流计算中考虑典型场景，得到概率加权得到网络损耗，将优化得到的网络拓扑结构传递到下层模型作为输入。
[0010]优选地，所述下层优化模型还需要考虑的约束有功率潮流约束、分布式电源约束、电容器组约束以及节点电压约束。
[0011]优选地，所述上层优化模型的构建包括以下步骤：
[0012]根据综合考虑风光出力的不确定变量采用概率建模方法，建立基于约束的上层目标函数，从而得到初始配网拓扑结构；
[0013]采用基于骨干粒子群的混合遗传算法优化初始配网拓扑结构中的网络开关状态，得到最优网络拓扑结构。
[0014]优选地，采用基于骨干粒子群的混合遗传算法优化初始配网拓扑结构中的网络开关状态，得到最优网络拓扑结构，具体包括：
[0015]初始化参数；
[0016]求取各染色体适应度值，并将各染色体适应度值与历史最优解、种群全局最优解的适应度值比较，更新个体历史最优解及种群全局最优解；
[0017]执行选择操作；
[0018]根据交叉概率，执行交叉操作，完成全局搜索；
[0019]根据变异概率，采用骨干粒子群的位置更新方式作为变异算子，执行变异操作；
[0020]判断是否满足终止条件，若是，则算法结束，得到种群最优解，对种群最优解解码得到最优网络拓扑结构，若否，则返回重新求取各染色体适应度值。
[0021]优选地，以电压质量最优为目标，通过求解混合整数随机规划得到优化的风光伏发电系统和电容器组无功出力、储能有功出力的调度计划，具体包括：
[0022]采用混合整数随机规划方法求解上层配网运行优化模型，得到最优运行计划；
[0023]将最优运行计划传递给上层优化模型，作为上层优化模型的运行设置。
[0024]优选地，所述最优运行计划包括风电光伏以及电容器组无功出力和储能有功出力的调度值。
[0025]优选地，采用博弈论中纳什均衡理论对所述双层优化模型进行求解，使所述双层优化模型达到稳定状态，得到配电网的最优调度计划和最优动态网架拓扑。
[0026]优选地，采用博弈论中纳什均衡理论对所述双层优化模型进行求解，具体包括：基于纳什均衡条件判断迭代过程是否收敛，若是，则输出最优调度计划和最优动态网架拓扑。
[0027]与现有的技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0028]本专利技术所提供的计及风光不确定性的配电网双层优化调度方法，采用概率建模方法，通过构造具有代表性的场景来逼近风电、光伏出力和负荷的实时不确定性来构建双层优化模型，所述双层优化模型包括上层优化模型和下层优化模型，所述上层优化模型为配网重构优化模型，以网络损耗最小为优化目标，采用基于骨干粒子群的混合遗传算法优化网络开关状态得到最优网络拓扑结构；所述下层优化模型为配网运行优化模型，以电压质量最优为目标，通过求解混合整数随机规划得到优化的风光伏发电系统和电容器组无功出力、储能有功出力的调度计划；通过对所述双层优化模型进行求解，使所述双层优化模型达到稳定状态，得到配电网的最优调度计划和最优动态网架拓扑。本专利技术考虑全局电压及负荷特性，通过调整网络拓扑结构来实现有源配电网电压控制，而且本专利技术求解效率高，能够有效改善电压偏差和减小电压损耗，为计及风光不确定性下主动配网的最优运行提供了有力的算法支撑。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1是本专利技术一种计及风光不确定性的配电网双层优化调度方法结构示意图；
[0031]图2是本专利技术的配电网的双层优化模型结构示意图；
[0032]图3是本专利技术其中一个实施例有源配电网双层优化调度方法实施前后的有源配电网网损对比结果示意图。
具体实施方式
[0033]下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]如图1所示，本专利技术所提供的计及风光不确定性的配电网双层优化调度方法包括：
[0035]S1、采用概率建模方法，通过构造具有代本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计及风光不确定性的配电网双层优化调度方法，其特征在于，包括：采用概率建模方法，通过构造具有代表性的场景来逼近风电、光伏出力和负荷的实时不确定性来构建双层优化模型，所述双层优化模型包括上层优化模型和下层优化模型，所述上层优化模型为配网重构优化模型，以网络损耗最小为优化目标，采用基于骨干粒子群的混合遗传算法优化网络开关状态得到最优网络拓扑结构；所述下层优化模型为配网运行优化模型，以电压质量最优为目标，通过求解混合整数随机规划得到优化的风光伏发电系统和电容器组无功出力、储能有功出力的调度计划；通过对所述双层优化模型进行求解，使所述双层优化模型达到稳定状态，得到配电网的最优调度计划和最优动态网架拓扑。2.根据权利要求1所述的计及风光不确定性的配电网双层优化调度方法，其特征在于，所述上层优化模型为配网重构优化模型，以网络损耗最小为优化目标，通过优化网络开关状态得到最优网络拓扑，所述最优网络拓扑满足功率潮流约束、节点电压约束和辐射状拓扑约束；同时在潮流计算中考虑典型场景，得到概率加权得到网络损耗，将优化得到的网络拓扑结构传递到下层模型作为输入。3.根据权利要求1所述的计及风光不确定性的配电网双层优化调度方法，其特征在于，所述下层优化模型还需要考虑的约束有功率潮流约束、分布式电源约束、电容器组约束以及节点电压约束。4.根据权利要求1所述的计及风光不确定性的配电网双层优化调度方法，其特征在于，所述上层优化模型的构建包括以下步骤：根据综合考虑风光出力的不确定变量采用概率建模方法，建立基于约束的上层目标函数，从而得到初始配网拓扑结构；采用基于骨干粒子群的混合遗传算法优化初始配网拓扑结构中的网络开关状态，得到最优网络拓扑结构。5.根据权利要求4所述的计及风光不确...

【专利技术属性】
技术研发人员：周柯，金庆忍，丘晓茵，莫枝阅，宋益，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：