一种柔性配电网分布鲁棒运行方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种柔性配电网分布鲁棒运行方法和系统。包括：根据电动车充电负荷参数信息和智能软开关参数信息，构建基于虚拟储能的电动车聚合商运行约束；根据柔性配电网参数信息和电动车聚合商运行约束，建立柔性配电网确定性运行优化模型；构建分布式光伏和电动车不确定性场景集；根据分布式光伏和电动车不确定性场景集和柔性配电网确定性运行优化模型，建立考虑分布式光伏和电动车不确定性的柔性配电网分布鲁棒优化模型；对柔性配电网分布鲁棒优化模型进行求解，得到柔性配电网运行策略数据。能够有效减小不确定环境下策略供电量和实际电动汽车功率需求量之间的不匹配度，在满足电动汽车用户需求的同时保证了配电网的经济高效运行。济高效运行。济高效运行。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性配电网分布鲁棒运行方法和系统


[0001]本专利技术涉及配电
，特别涉及一种柔性配电网分布鲁棒运行方法和系统、一种柔性配电网分布鲁棒优化模型及其建立方法。

技术介绍

[0002]随着电动车充电桩的井喷式发展，电动车的用电需求日益增长，电动车的储能特性以及多样的充放电特性必将导致配电网能量流动进一步复杂，为了保证在电动车的用电需求得到满足的同时，使配电网安全稳定运行，亟需开展适应大规模充电负荷接入的柔性配电网运行优化方法研究。近年来突飞猛进的柔性配电技术，为解决这一难题提供了契机。智能软开关是安装于传统联络开关处的电力电子装置，能实现馈线间的常态化柔性连接和灵活功率传输控制，具有连续精确调节、响应速度更快、动作成本更低、故障影响更小的特点，大大提高了配电系统控制的灵活性和快速性，可为配电系统的高电能质量、高供电可靠性等电力需求提供技术支撑。
[0003]国内外已经开展了考虑电动车接入的配电网运行优化问题的研究，主要集中在电动车有序充电的智能配电网优化控制上，但是在考虑分布式光伏和电动车不确定性、缓解大规模充电负荷接入冲击、实现配电网节能降损和减小电动车购电费用方面仍然存在不足，没有能够同时考虑不同类型电动车的行为特性和智能软开关与电动车的柔性功率调节的技术方案。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术提供了一种柔性配电网分布鲁棒运行方法和系统、一种柔性配电网分布鲁棒优化模型及其建立方法。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供一种柔性配电网分布鲁棒运行方法，包括：采集柔性配电网参数信息、电动车充电负荷参数信息和智能软开关参数信息；所述柔性配电网参数信息包括全年分布式光伏出力数据，所述电动车充电负荷参数信息包括全年电动车到达充电站时间分布数据；根据电动车充电负荷参数信息和智能软开关参数信息，构建基于虚拟储能的电动车聚合商运行约束；根据柔性配电网参数信息和基于虚拟储能的电动车聚合商运行约束，建立柔性配电网确定性运行优化模型；根据全年分布式光伏出力数据和全年电动车到达充电站时间分布数据，构建分布式光伏和电动车不确定性场景集；根据分布式光伏和电动车不确定性场景集和柔性配电网确定性运行优化模型，建立考虑分布式光伏和电动车不确定性的柔性配电网分布鲁棒优化模型；对所述考虑分布式光伏和电动车不确定性的柔性配电网分布鲁棒优化模型进行求解，得到运行策略数据；
根据运行策略数据，运行配电网。
[0006]第二方面，本专利技术实施例提供一种柔性配电网分布鲁棒运行系统，包括：参数信息采集模块，用于采集柔性配电网参数信息、电动车充电负荷参数信息和智能软开关参数信息；所述柔性配电网参数信息包括全年分布式光伏出力数据，所述电动车充电负荷参数信息包括全年电动车到达充电站时间分布数据；聚合商运行约束构建模块，用于根据电动车充电负荷参数信息和智能软开关参数信息，构建基于虚拟储能的电动车聚合商运行约束；运行优化模型建立模块，用于根据柔性配电网参数信息和基于虚拟储能的电动车聚合商运行约束，建立柔性配电网确定性运行优化模型；分布鲁棒优化模型建立模块，用于根据全年分布式光伏出力数据和全年电动车到达充电站时间分布数据，构建分布式光伏和电动车不确定性场景集；根据分布式光伏和电动车不确定性场景集和柔性配电网确定性运行优化模型，建立考虑分布式光伏和电动车不确定性的柔性配电网分布鲁棒优化模型；运行策略求解模块，用于对所述考虑分布式光伏和电动车不确定性的柔性配电网分布鲁棒优化模型进行求解，得到运行策略数据；根据运行策略数据，运行配电网。
[0007]基于同一专利技术构思，本专利技术实施例提供一种柔性配电网分布鲁棒优化模型建立方法，包括：采集柔性配电网参数信息、电动车充电负荷参数信息和智能软开关参数信息；所述柔性配电网参数信息包括全年分布式光伏出力数据，所述电动车充电负荷参数信息包括全年电动车到达充电站时间分布数据；根据电动车充电负荷参数信息和智能软开关参数信息，构建基于虚拟储能的电动车聚合商运行约束；根据柔性配电网参数信息和基于虚拟储能的电动车聚合商运行约束，建立柔性配电网确定性运行优化模型；根据全年分布式光伏出力数据和全年电动车到达充电站时间分布数据，构建分布式光伏和电动车不确定性场景集；根据分布式光伏和电动车不确定性场景集和柔性配电网确定性运行优化模型，建立考虑分布式光伏和电动车不确定性的柔性配电网分布鲁棒优化模型。
[0008]基于同一专利技术构思，本专利技术实施例提供一种柔性配电网分布鲁棒优化模型，所述柔性配电网分布鲁棒优化模型由前述的方法建立。
[0009]本专利技术实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：能够解决柔性配电网的运行经济性提升问题，充分考虑基于虚拟储能的电动汽车聚合商充放电潜力和智能软开关的精准潮流调节，建立考虑分布式光伏和电动汽车不确定性的柔性配电网分布鲁棒优化模型，得到智能软开关运行策略，有效减小了不确定环境下策略供电量和实际电动汽车功率需求量之间的不匹配度，在满足电动汽车用户需求的同时保证了配电网的经济高效运行。
[0010]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者通过实施本专利技术实施例而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0011]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0012]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术实施例一起用于解释本专利技术的技术方案，并不构成对本专利技术技术方案的限制。在附图中：图1为本专利技术实施例中一种适应充电负荷接入的柔性配电网分布鲁棒运行方法流程图；图2为本专利技术实施例中多端智能软开关端口换流器接入位置示意图；图3为本专利技术实施例中全年光伏出力数据示意图；图4为本专利技术实施例中全年电动汽车到达充电站时间分布数据示意图；图5为本专利技术实施例中系统分时电价示意图。
具体实施方式
[0013]下面将参照附图更详细地描述本公开示例性实施例。虽然附图中显示了本公开示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本专利技术技术方案而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0014]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术实施例提供一种柔性配电网分布鲁棒运行方法和系统、一种柔性配电网分布鲁棒优化模型及其建立方法。
[0015]实施例一本专利技术实施例一提供一种柔性配电网分布鲁棒运行方法，其流程如图1所示，包括如下步骤：步骤S1：采集柔性配电网参数信息、电动车充电负荷参数信息和智能软开关参数信息；所述柔性配电网参数信息包括全年分布式光伏出力数据，所述电动车充电负荷参数信息包括全年电动车到达充电站时间分布数据。
[0016]步骤S2：根据电动车充电负荷参数信息和智能软开关参数信息，构建基于虚拟储能的电动车聚合商运行约束；根据柔性配电网参数信息和基于虚拟储能的电动车聚合商运行约束，建立柔性配电网确定性运行优化模型。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性配电网分布鲁棒运行方法，其特征在于，包括：采集柔性配电网参数信息、电动车充电负荷参数信息和智能软开关参数信息；所述柔性配电网参数信息包括全年分布式光伏出力数据，所述电动车充电负荷参数信息包括全年电动车到达充电站时间分布数据；根据电动车充电负荷参数信息和智能软开关参数信息，构建基于虚拟储能的电动车聚合商运行约束；根据柔性配电网参数信息和基于虚拟储能的电动车聚合商运行约束，建立柔性配电网确定性运行优化模型；根据全年分布式光伏出力数据和全年电动车到达充电站时间分布数据，构建分布式光伏和电动车不确定性场景集；根据分布式光伏和电动车不确定性场景集和柔性配电网确定性运行优化模型，建立考虑分布式光伏和电动车不确定性的柔性配电网分布鲁棒优化模型；对所述考虑分布式光伏和电动车不确定性的柔性配电网分布鲁棒优化模型进行求解，得到运行策略数据；根据运行策略数据，运行配电网。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于虚拟储能的电动车聚合商运行约束，包括：电动车用户行为特性约束、电动车聚合商充放电功率约束、电动车聚合商电量约束、基于智能软开关直流环节的电动车聚合商接入约束。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，按照是否参与电网调节以及离网时间是否已知可将电动车用户行为分为四类，所述电动车用户行为特性约束，包括：I类电动车用户行为特性：不参与电网调节，恒以最大功率充电，充满即走，使充电时间最短，其中，表示第n个I类电动车用户需要的充电时长；表示第n个I类电动车用户要求离开时要达到的预期电量；表示第n个I类电动车用户的初始电量；表示t时段第n个I类电动车用户的充电功率；表示第n个I类电动车用户的充电功率最大值；表示每个调度时段的时长；表示第n个I类电动车用户开始充电的时间；表示第n个I类电动车用户充电结束并离开的时间；II类电动车用户行为特性：不参与电网调节，以最大功率充电直至电量达到预期电量，
而后不再充电，且不立刻离开，在预期离开时间脱离充电站，其中，表示第n个II类电动车用户需要的充电时长；表示第n个II类电动车用户要求离开时要达到的预期电量；表示第n个II类电动车用户的初始电量；表示t时段第n个II类电动车用户的充电功率；表示第n个II类电动车用户的充电功率最大值；表示每个调度时段的时长；表示第n个II类电动车用户开始充电的时间；第n个II类电动车用户充电结束的时间；表示第n个II类电动车用户的预期离开时间；III类电动车用户行为特性：参与电网调节，响应电价引导，在接入充电站期间，充电功率根据电网运行状态进行优化调整，在电价低于低电价阈值时以大于大功率阈值的功率进行充电，在电价高于高电价阈值时以小于小功率阈值的功率充电或者不充电，其中，表示t时段第n个III类电动车用户的充电功率；表示第n个III类电动车用户的充电功率最大值；表示第n个III类电动车用户要求离开时要达到的预期电量；表示第n个III类电动车用户的初始电量；表示第n个III类电动车用户的容量；表示每个调度时段的时长；表示第n个III类电动车用户开始充电的时间；表示第n个III类电动车用户离开的时间；IV类电动车用户行为特性：参与电网调节，在接入充电站期间，在电价高于高电价阈值时向电网放电，电价低于低电价阈值时充电，响应电价引导和电网运行优化需求，
其中，表示t时段第n个IV类电动车用户的充电功率，假设功率从配电网流向电动车为充电正方向；表示第n个IV类电动车用户的充电功率最大值；表示第n个IV类电动车用户的放电功率最大值；第n个IV类电动车用户离开时要求达到的预期电量；表示第n个IV类电动车用户的初始电量；表示t时段第n个IV类电动车用户的电量；表示第n个IV类电动车用户的容量；表示第n个IV类电动车用户电量的下限；表示每个调度时段的时长；表示第n个IV类电动车用户开始充电的时间；第n个IV类电动车用户离开的时间；上述I至IV类电动车用户行为特性还包括：其中，表示电动车离开充电站时间的分段概率密度函数；表示电动车离开充电站的时间；表示电动车离开充电站时间平均值；表示电动车离开充电站时间标准差；表示电动车初始荷电量的概率密度函数；表示电动车初始荷电量；表示电动车初始荷电量平均值；表示电动车初始荷电量标准差；表示电动车的初始电量，表示电动车电量上限。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电动车聚合商充放电功率约束，包括：其中，表示t时段电动车聚合商节点k处的充电功率，假设功率从配电网流向电动车聚合商为正方向；表示t时段电动车聚合商充电功率最大值；表示t时段电动车聚合商放电功率最大值；表示电动车类型；表示电动车类型集合，；n表示电动车索引；表示第n个类电动车充电功率最大值；表示t时段充电站中类电动车数量；表示第n个类电动车放电功率最大值。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电动车聚合商电量约束，包括：
其中，表示t时段电动车聚合商的电量；表示t时段电动车聚合商充电功率，假设功率从配电网流向电动车聚合商为正方向；表示每个调度时段的时长；表示t时段电动车接入充电站导致增加的聚合商电量；表示t时段电动车离开充电站导致减少的聚合商电量；表示电动车类型；表示电动车类型集合，；n表示电动车索引；表示t时段接入充电站的类电动车数量；表示t时段离开充电站的类电动车数量，表示t时段充电站中类电动车数量；表示第n个类电动车接入充电站时的初始电量；表示第n个类电动车离开充电站时的电量；表示t时段电动车聚合商电量最大值；表示第n个类电动车的容量。6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于智能软开关直流环节的电动车聚合商接入约束，包括：其中，表示t时段电动车聚合商节点k处的充电功率，假设功率从配电网流向电动车聚合商为正方向；表示t时段SOP在节点处换流器的有功损耗；表示t时段SOP注入节点的有功功率；表示t时段SOP注入节点的无功功率；、分别表示SOP注入节点的有功功率上、下限；分别表示SOP注入节点的无功功率上、下限；表示节点处SOP的损耗系数；表示节点处换流器的容量；表示接入SOP的节点索引，；表示接入SOP的节点集合，。
7.如权利要求1至6任一所述的方法，其特征在于，根据柔性配电网参数信息和基于虚拟储能的电动车聚合商运行约束，建立柔性配电网确定性运行优化模型，包括：以柔性配电网运行成本和电动车聚合商购电成本整体最小为目标函数的目标，考虑基于虚拟储能的电动车聚合商运行约束、分布式光伏运行约束和柔性配电网运行约束，建立柔性配电网确定性运行优化模型。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述目标函数表示为：其中，f表示整体目标函数；表示配电网运行成本；表示电动车聚合商购电成本；表示配电网有功损耗费用；表示配电网电压越限成本；表示配电网支路集合；表示支路的电阻值；表示t时段支路上的电流的平方；表示t时段节点i处的SOP损耗；表示接入SOP的节点集合；表示每个调度时段的时长；表示网络损耗的单位成本；表示t时段节点的电压幅值的平方；表示配电网节点总数；表示总时段数；表示t时段节点i处的有功负荷；表示节点电压上限；表示节点电压下限；表示节点电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：张梁，赵亮，迟福建，徐晶，王楠，李娟，张章，刘英英，李桂鑫，钱广超，崔荣靖，赵金利，曲家慧，李鹏，冀浩然，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：