一种配电网分段多级云边协调运行控制方法技术

本发明专利技术公开了一种配电网分段多级云边协调运行控制方法，包括如下步骤：基于重构级别快速识别结果，以弃光、失负荷、开关动作成本最小为目标建立分时段多级重构模型，并通过二阶锥松弛将分时段多级重构模型转化为混合整数二阶锥规划模型；采用典型场景集来表征光伏和负荷的不确定性波动，通过可控负荷对混合整数二阶锥规划模型进行优化，得到基于场景集的协调优化模型；建立云端和边缘节点的集中

【技术实现步骤摘要】
一种配电网分段多级云边协调运行控制方法


[0001]本专利技术涉及配电网运行优化领域，具体是一种配电网分段多级云边协调运行控制方法。

技术介绍

[0002]全局动态重构采用的集中式优化方法，需将采集的终端数据统一上传至配电网调度中心 进行开关动作方案的统一决策，在现阶段配电网规模和网络复杂度不断增加的情况下，具有 数据通信压力大、计算能耗高、模型求解困难等问题。偏好局部自治的分段多级重构方法以 变压器、变电站、多变电站为重构对象实施分层局部重构，能够在增加清洁能源消纳、保证 负荷可靠供电的同时有效减小模型求解难度。多级重构实现了完全分布式优化，不需要调度 中心进行全网重构模型计算。可见，通过集中式重构级别识别与分布式多级重构联合优化能 够显著减小全网集中优化重构的数据通信压力、计算能耗和模型求解难度。因此，构建配电 网分段多级重构下的云边协调运行控制架构具有重要意义，通过云边协同的集中
‑
分布式联合 控制计算体系能够为分段多级重构的实施提供可行路径，在配网各层建立边缘计算组实现分 层自治协同。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种配电网分段多级云边协调运行控制方 法，包括如下步骤：
[0004]基于重构级别快速识别结果，以弃光、失负荷、开关动作成本最小为目标建立分时段多 级重构模型，并通过二阶锥松弛将分时段多级重构模型转化为混合整数二阶锥规划模型；
[0005]采用典型场景集来表征光伏和负荷的不确定性波动，通过可控负荷对混合整数二阶锥规 划模型进行优化，得到基于场景集的协调优化模型；
[0006]建立云端和边缘节点的集中
‑
分布式联合控制计算体系，通过基于场景集的协调优化模型， 实现对配电网分段多级云边协调运行控制。
[0007]进一步的，所述的以弃光、失负荷、开关动作成本最小为目标建立分时段多级重构模型， 包括如下过程：以弃光、失负荷、开关动作成本最小为目标的变电站级、变压器级、馈线级 重构模型，包括重构级别识别为变电站级：以多个变电站为对象，通过馈线联络开关、变压 器联络开关、变电站联络开关与分段开关的状态组合实现多站净负荷供电；
[0008]重构级别识别为变压器级：以变电站为对象，通过馈线联络开关、变压器联络开关与分 段开关的状态组合，实现变电站单元的自治运行；
[0009]重构级别识别为馈线级：以变压器为对象，通过馈线联络开关与分段开关的状态组合实 现变压器内馈线负荷的供电以及光伏全消纳。
[0010]进一步的，所述的分时段多级重构模型的变电站级重构模型目标函数为：
[0011][0012][0013][0014][0015]式中：表示第一阶段第c类时段m、n变电站进行变电站级重构的目标函数，T
c
表 示隶属第c类的时段集合；C
PV
、C
LR
、C
SW
分别表示弃光成本、负荷削减成本、开关重构成 本；分别为馈线联络开关、变压器联络开关和站间联络开关、 分段开关的单次操作成本，并且表示t时段支路ij的开 关状态变化标志，若则说明支路ij在t时段开关由断开状态变为闭合状态；若则说明支路ij在t时段开关由闭合状态变为断开状态；E
SW,Feed
、E
SW,Trans
、E
SW,Sub
分别表示重构 区域的各类联络开关支路集合，根据不同变电站级重构进行调整；B、B
PV
分别表示重构区域 的节点集合、PV节点集合。
[0016]进一步的，分段多级重构模型的变压器级重构模型目标函数为：
[0017][0018][0019]式中：表示第一阶段第c类时段j变电站进行变压器级重构的目标函数.
[0020]进一步的，所述的基于场景集的协调优化模型为：
[0021]采用蒙特卡洛模拟法和K
‑
means算法生成典型场景集来表达光伏和负荷的不确定性出力， 基于场景集的动态协调优化模型可表征为矩阵形式如下：
[0022][0023]s.t.Ax≤b
[0024]Cx＝d
[0025]Ex+Fy
s
＝g
[0026]||Hy
s
||2≤k
Τ
y
s
[0027]Ry
s
≤ξ
s
[0028]Jy
s
≤l
[0029]Oy
s
＝q
[0030]式中：s是场景标志，N
s
是总场景数，f
s
为场景概率；x为离散决策变量，包括可控负 荷相关变量；y
s
为实时可调节变量，包括状态变量、变电站出力、弃光、失负荷相关变量； ξ
s
为场景s光伏发电和负荷需求的有功值；式Ax≤b和式Cx＝d对应可控负荷约束；式 Ex+Fy
s
＝g对应关联离散变量和实时决策变量的潮流平衡等式约束式；式||Hy
s
||2≤k
Τ
y
s
代表潮 流二阶锥约束；式Ry
s
≤ξ
s
代表PV约束和失负荷约束；式Jy
s
≤l、Oy
s
＝q分别代表余下包含实 时可调节变量的等式约束和不等式约束。
[0031]进一步的，所述的建立云端和边缘节点的集中
‑
分布式联合控制计算体系，通过基于场景 集的协调优化模型，实现对配电网分段多级云边协调运行控制，包括如下过程：
[0032]云端和边缘节点的集中
‑
分布式联合控制计算体系为边缘计算控制平台通过主干通信网络 将各节点净负荷预测数据上传到云平台的大数据中心，云端完成重构级别识别，将各变电站、 变压器的重构级别需求转化为集中控制命令，发送给各边缘计算控制平台，各分段馈线级重 构、变压器级重构由对应的变电站边缘计算控制平台执行，将开关动作方案转化为控制命令 对各开关进行远程控制，变电站级重构由云平台执行，开关决策结果转化为集中控制命令由 相关变电站边缘节点分别执行。
[0033]本专利技术的有益效果是：本专利技术探索配电网分段多级云边协调运行控制方法，基于各个变 电站、变压器的重构级别识别结果建立分段多级重构模型，通过可控负荷动态协调优化弥补 分段多级重构潮流分布改善能力的不足，最终基于云边协同的集中
‑
分布式联合优化框架实现 集中式重构级别识别与分布式多级重构，显著减小了配电网传统重构方法的数据通信压力、 计算能耗和模型求解难度。
附图说明
[0034]图1为本专利技术分段多级云边协调运行控制方法流程示意图；
[0035]图2为本专利技术分段多级重构流程图；
[0036]图3为本专利技术配电网云边协调运行控制框架图；
[0037]图4为本专利技术云端重构级别识别本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配电网分段多级云边协调运行控制方法，其特征在于，包括如下步骤：基于重构级别快速识别结果，以弃光、失负荷、开关动作成本最小为目标建立分时段多级重构模型，并通过二阶锥松弛将分时段多级重构模型转化为混合整数二阶锥规划模型；采用典型场景集来表征光伏和负荷的不确定性波动，通过可控负荷对混合整数二阶锥规划模型进行优化，得到基于场景集的协调优化模型；建立云端和边缘节点的集中
‑
分布式联合控制计算体系，通过基于场景集的协调优化模型，实现对配电网分段多级云边协调运行控制。2.根据权利要求1所述的一种配电网分段多级云边协调运行控制方法，其特征在于，所述的以弃光、失负荷、开关动作成本最小为目标建立分时段多级重构模型，包括如下过程：以弃光、失负荷、开关动作成本最小为目标的变电站级、变压器级、馈线级重构模型，包括重构级别识别为变电站级：以多个变电站为对象，通过馈线联络开关、变压器联络开关、变电站联络开关与分段开关的状态组合实现多站净负荷供电；重构级别识别为变压器级：以变电站为对象，通过馈线联络开关、变压器联络开关与分段开关的状态组合，实现变电站单元的自治运行；重构级别识别为馈线级：以变压器为对象，通过馈线联络开关与分段开关的状态组合实现变压器内馈线负荷的供电以及光伏全消纳。3.根据权利要求1所述的一种配电网分段多级云边协调运行控制方法，其特征在于，所述的分时段多级重构模型的变电站级重构模型目标函数为：级重构模型的变电站级重构模型目标函数为：级重构模型的变电站级重构模型目标函数为：级重构模型的变电站级重构模型目标函数为：式中：表示第一阶段第c类时段m、n变电站进行变电站级重构的目标函数，T
c
表示隶属第c类的时段集合；C
PV
、C
LR
、C
SW
分别表示弃光成本、负荷削减成本、开关重构成本；分别为馈线联络开关、变压器联络开关和站间联络开关、分段开关的单次操作成本，并且表示t时段支路ij的开关状态变化标志，若则说明支路ij在t时段开关由断开状态变为闭合状态；若则说明支路ij在t时段开关由闭合状态变为断开状态；E
SW,Feed
、E
SW,Trans
、E
SW,Sub
分别表示重构区域的各类联络开关支路集合，根据不同变电站级重构进行调整；B、B
PV
分别表示重构区域的节点集合、PV节点集合。
4.根据权利要求1所述的一种配电网分段多级云边协调运行控制方法，其特征在于，分段多级重构模型的变压器级...

【专利技术属性】
技术研发人员：高红均，马望，贺帅佳，刘俊勇，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：