提升源网荷储多元协同的虚拟化网格划分方法技术

本发明专利技术公开一种提升源网荷储多元协同的虚拟化网格划分方法，方法包括：初始化电网网络拓扑结构的虚拟网格分区，对于不同的虚拟网格分区，形成对应的网格邻接矩阵；采用广义节点搜索算法遍历所述虚拟网格分区的节点信息，获取所述虚拟网格分区的划分参数；基于当前虚拟网格分区的划分参数，对预先构建的网格划分优化模型进行求解，计算网格划分目标函数适应值以及网格划分结果，其中，所述网格划分优化模型中的目标函数考虑虚拟网格通信成本、虚拟网格供电率、虚拟网格间功率交互以及虚拟网格节点控制维度；在确定当前虚拟网格分区对应的目标函数适应值小于上次虚拟网格分区对应的目标函数适应值时，保存当前虚拟网格分区结果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
提升源网荷储多元协同的虚拟化网格划分方法


[0001]本专利技术涉及微电网优化
，具体涉及一种提升源网荷储多元协同的虚拟化网格划分方法。

技术介绍

[0002]实现新能源代替传统化石燃料发电应对能源危机、环境污染已成为电力行业主旨。最近，分布式可再生能源发电发展迅速，风光等清洁能源分布式电源在配电网渗透率越来越高已成为必然趋势。分布式电源的随机性、波动性，以及配电网日渐复杂的多灵活性可控资源使得主动配电网运行控制变得极其复杂。为了降低主动配电网运行控制的控制维度和控制难度，将含大量分布式电源、柔性负荷、储能等灵活性可控资源的配电网进行虚拟网格划分，形成网格内本地控制，网格间协调交互控制的控制格局，从而把一整个复杂度和维度较高的配电网运行控制问题转变为多个相对简单且维度较低的网格分区小系统运行控制问题。同时可以促进风光等可再生能源就地消纳，提高风光利用率，而且配电网发生故障时，网格可以离网孤岛运行且能保证必要的供电质量这种网格内自治
‑
网格间协调的配电网控制策略已成为当下重要议题。
[0003]在传统配电网分区中一般只考虑到了有功功率，根据有功灵敏度构造电气距离作为分区划分依据。比如申请公布号为CN115099480A的中国专利技术专利申请文献公开的一种根据电气拓扑关系划分供电网格的规划方法，进行饱和年负荷预测、变电站布点和10kV馈线出线规划；规划配电网目标网架，确定电气拓扑关系；进行网格划分，并进行划分校验，直至检验通过。申请公布号为CN113222472A的中国专利技术专利申请文献公开的一种基于负荷聚类算法的配电网网格优化划分方法及系统，将负荷点按照空间位置聚类，选取距离所述负荷中心点最近的变电站作为负荷点的主供站；选取距离负荷中心点最近的负荷中心点所对应的主供站作为负荷点的备供站；根据负荷点与主供站以及备供站的对应关系，为负荷点划分网格分区。
[0004]因此有必要综合考虑配电网中分布式电源节点、储能节点、负荷需求响应节点，计及虚拟网格综合划分成本，兼顾虚拟网格供电率、虚拟网格间功率交互以及虚拟网格节点控制维度，建立虚拟网格分区划分目标函数模型，提出虚拟网格分区划分策略。为促进分布式电源就地消纳、提高新能源消纳率，实现配电网虚拟网格间本地自治，网格间协同交互的控制策略提供网格划分基础。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于如何提供一种全面兼顾分布式电源消纳、负荷需求响应、储能支撑及网络拓扑多元协同的配电网虚拟化网格划分方法。
[0006]本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
[0007]本专利技术提出了一种提升源网荷储多元协同的虚拟化网格划分方法，所述方法包括：
[0008]初始化电网网络拓扑结构的虚拟网格分区，对于不同的虚拟网格分区，形成对应的网格邻接矩阵；
[0009]采用广义节点搜索算法遍历所述虚拟网格分区的节点信息，获取所述虚拟网格分区的划分参数；
[0010]基于当前虚拟网格分区的划分参数，对预先构建的网格划分优化模型进行求解，计算网格划分目标函数适应值以及网格划分结果，其中，所述网格划分优化模型中的目标函数考虑虚拟网格通信成本、虚拟网格供电率、虚拟网格间功率交互以及虚拟网格节点控制维度；
[0011]在确定当前虚拟网格分区对应的目标函数适应值小于上次虚拟网格分区对应的目标函数适应值时，保存当前虚拟网格分区结果。
[0012]本专利技术是通过采用广义节点搜索算法遍历虚拟网格分区的节点信息，获取虚拟网格分区的划分参数，采用网格划分优化模型进行求解对虚拟网格分区的划分参数进行求解，该网格划分优化模型中的目标函数综合虚拟网格通信成本、虚拟网格供电率、虚拟网格间功率交互以及虚拟网格节点控制维度，以从各虚拟网格分区场景中寻找到最优的分区方式，为促进分布式电源就地消纳、提高新能源消纳率，实现配电网虚拟网格间本地自治，网格间协同交互的控制策略提供网格划分基础，有助于提升区域内源网荷储多元功率互补协同，促进可再生能源就地消纳能力，提高源荷匹配度、虚拟网格供电率以及经济性。
[0013]进一步地，所述初始化电网网络拓扑结构的虚拟网格分区，对于不同的虚拟网格分区，形成对应的网格邻接矩阵，包括：
[0014]根据所述电网网络拓扑结构中支路节点信息，记录网络连接情况，对于节点i，有：
[0015][0016]式中：E为电网网络拓扑结构中全部节点集合，M、N分别为与节点i的相邻节点集合、不相邻节点集合，若节点ij有拓扑联系则A
ij
＝1，否则，A
ik
＝0；
[0017]将所述电网网络拓扑结构采用虚拟网格划分支路l分割，i、j为支路l的头尾节点，则A
ij
＝0，记录Q为虚拟网格分区分割支路总集合；
[0018]对于所述电网网络拓扑结构的不同网格分区场景，形成对应的网格邻接矩阵。
[0019]进一步地，所述采用广义节点搜索算法遍历所述虚拟网格分区的节点信息，获取所述虚拟网格分区的划分参数，包括：
[0020]获取所述虚拟网格分区中各虚拟网格间的联络线集合l＝{l
pq
|p,q∈H}，H为网格分区集合；
[0021]采用广义节点搜索算法遍历所述虚拟网格分区的节点信息，获取虚拟网格划分参数{P
i
,Q
i
,P
DGi
,Q
DGi
,V
i
,node
q
,m
pq
,P
lpq
,Q
lpq
,P
BESSi
,P
DRi
}，其中，node
q
，m
pq
分别为虚拟网格q通信决策节点编号以及虚拟网格p、q间的通信距离，P
i
，Q
i
分别为节点i的有功功率与无功功率；P
DGi
，Q
DGi
分别为节点i分布式电源的有功功率与无功功率；P
BESSi
，P
DRi
分别为节点i的储能电池、负荷需求响应的有功功率；V
i
为节点i的电压；P
lpq
，Q
lpq
分别为虚拟网格p、q间联络线的有功功率与无功功率。
[0022]进一步地，所述网格划分优化模型中，目标函数的公式表示为：
[0023]min O＝K1O1+K2O2+K3O3+K4O4[0024]式中：K1为虚拟网格划分成本指标加权系数，K2为虚拟网格供电率指标加权系数，
K3为虚拟网格间功率交互指标加权系数，K4为控制维度指标加权系数，O1为虚拟网格划分经济成本目标函数，O2为虚拟网格自制度指标目标函数，O3为配电网虚拟网格间功率交互目标函数，O4为配电网虚拟网格控制维度目标函数；
[0025]所述目标函数的约束条件包括虚拟网格供电可靠性约束、电网潮流约束以及配电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提升源网荷储多元协同的虚拟化网格划分方法，其特征在于，所述方法包括：初始化电网网络拓扑结构的虚拟网格分区，对于不同的虚拟网格分区，形成对应的网格邻接矩阵；采用广义节点搜索算法遍历所述虚拟网格分区的节点信息，获取所述虚拟网格分区的划分参数；基于当前虚拟网格分区的划分参数，对预先构建的网格划分优化模型进行求解，计算网格划分目标函数适应值以及网格划分结果，其中，所述网格划分优化模型中的目标函数考虑虚拟网格通信成本、虚拟网格供电率、虚拟网格间功率交互以及虚拟网格节点控制维度；在确定当前虚拟网格分区对应的目标函数适应值小于上次虚拟网格分区对应的目标函数适应值时，保存当前虚拟网格分区结果。2.如权利要求1所述的提升源网荷储多元协同的虚拟化网格划分方法，其特征在于，所述初始化电网网络拓扑结构的虚拟网格分区，对于不同的虚拟网格分区，形成对应的网格邻接矩阵，包括：根据所述电网网络拓扑结构中支路节点信息，记录网络连接情况，对于节点i，有：式中：E为电网网络拓扑结构中全部节点集合，M、N分别为与节点i的相邻节点集合、不相邻节点集合，若节点ij有拓扑联系则A
ij
＝1，否则，A
ik
＝0；将所述电网网络拓扑结构采用虚拟网格划分支路l分割，i、j为支路l的头尾节点，则A
ij
＝0，记录Q为虚拟网格分区分割支路总集合；对于所述电网网络拓扑结构的不同网格分区场景，形成对应的网格邻接矩阵。3.如权利要求1所述的提升源网荷储多元协同的虚拟化网格划分方法，其特征在于，所述采用广义节点搜索算法遍历所述虚拟网格分区的节点信息，获取所述虚拟网格分区的划分参数，包括：获取所述虚拟网格分区中各虚拟网格间的联络线集合l＝{l
pq
|p,q∈H}，H为网格分区集合；采用广义节点搜索算法遍历所述虚拟网格分区的节点信息，获取虚拟网格划分参数{P
i
,Q
i
,P
DGi
,Q
DGi
,V
i
,node
q
,m
pq
,P
lpq
,Q
lpq
,P
BESSi
,P
DRi
}，其中，node
q
，m
pq
分别为虚拟网格q通信决策节点编号以及虚拟网格p、q间的通信距离，P
i
，Q
i
分别为节点i的有功功率与无功功率；P
DGi
，Q
DGi
分别为节点i分布式电源的有功功率与无功功率；P
BESSi
，P
DRi
分别为节点i的储能电池、负荷需求响应的有功功率；V
i
为节点i的电压；P
lpq
，Q
lpq
分别为虚拟网格p、q间联络线的有功功率与无功功率。4.如权利要求1所述的提升源网荷储多元协同的虚拟化网格划分方法，其特征在于，所述网格划分优化模型中，目标函数的公式表示为：min O＝K1O1+K2O2+K3O3+K4O4式中：K1为虚拟网格划分成本指标加权系数，K2为虚拟网格供电率指标加权系数，K3为虚拟网格间功率交互指标加权系数，K4为控制维度指标加权系数，O1为虚拟网格划分经济成本目标函数，O2为虚拟网格自制度指标目标函数，O3为配电网虚拟网格间功率交互目标函
数，O4为配电网虚拟网格控制维度目标函数；所述目标函数的约束条件包括虚拟网格供电可靠性约束、电网潮流约束以及配电网虚拟网格运行安全稳定约束。5.如权利要求4所述的提升源网荷储多元协同的虚拟化网格划分方法，其特征在于，所述虚拟网格划分经济成本目标函数O1的公式表示为：式中：P
l
为数据传输线的平均单价，n
cl
为配电网虚拟网格的总数量，d
y
为配电网虚拟网格y的数据传输线路长度，P
c
为配电网虚拟网格控制单元的平均单价，C
DR
为需求响应负荷互动成本；所述虚拟网格自制度指标目标函数O2的公式表示为：式中：p
g
为配电网虚拟网格供电率参数，g
y
为配电网虚拟网格y的供电率，g
ref
配电网虚拟网格的供电率设计参考值；所述配电网虚拟网格间功率交互目标函数O3的公式表示为：式中：P
Q
，P
P
分别为无功功率、有功功率互动系数，H为配电网虚拟网格联络线集合，P
lpq
为配电网虚拟网格间支路l
pq
的有功潮流，Q
lpq
为配电网虚拟网格间支路l
pq
的无功潮流，T为一个调度窗口，Day为一个调度周期；所述配电网虚拟网格控制维度目标函数O4的公式表示为：O4＝p
w
*max(n
y
)y＝1,2，
…
，N
y
式中：P
w
为配电网虚拟网格控制维度系数，n
y
为虚拟网格y的控制节点总数。6.如权利要求5所述的提升源网荷储多元协同的虚拟化网...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵静波，黄河，高松，王大江，贾勇勇，徐珂，韩俊，李铮，贾宇乔，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司江苏省电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：