数据驱动智能储能软开关多模态自适应运行控制方法技术

本发明专利技术的数据驱动智能储能软开关多模态自适应运行控制方法，考虑到分布式电源高比例接入下配电网多样化运行控制需求，利用伪雅可比矩阵的易扩展特性，针对不同控制目标，利用多源量测数据，采用动态线性化方法，在配电网物理参数和模型未知的情况下构建ESOP多模态运行控制模型；本发明专利技术能够根据实际量测与各控制目标参考区间的偏差判断配电网的实际运行状态并自适应切换控制模态，在满足实际配电网多样化的运行需求的同时，实现配电网自适应灵活运行。活运行。活运行。

【技术实现步骤摘要】
数据驱动智能储能软开关多模态自适应运行控制方法


[0001]本专利技术涉及一种配电网数据驱动多模态自适应运行控制方法。特别是涉及一种数据驱动智能储能软开关多模态自适应运行控制方法。

技术介绍

[0002]分布式电源(Distributed generators，DGs)大规模、高比例接入，对配电网的稳定运行提出诸多挑战。由于分布式电源间歇性和不确定性强，使配电网运行波动性剧增，潮流流向更加多变，对配电网的经济安全运行造成了严重冲击，并导致配电网的优化与控制方式变得更加复杂。与此同时，随着配用电大数据信息越来越庞杂，配网侧多利益主体的数据以孤岛形式存在，数据集中面临着通信压力和隐私泄露等诸多问题，这加速了配电网运行管理机制的变革。
[0003]然而基于物理模型的多端智能储能软开关优化策略无法适应配电网运行状态的频繁变化。而且在实际复杂的运行环境下，配电网的准确参数难以获得。智能量测终端和通信网络的快速发展推动了配电系统高度信息化，为数据驱动优化方法的实施创造了有利条件。数据驱动不依赖受控系统的详细数学模型信息，仅通过利用量测数据，统计性描述复杂环节的输入输出关系，实现复杂环节未知特性的模拟构建，进而实现配电网电压控制的目标。然而，由于量测装置本身的精度限制等原因，量测数据中存在量测扰动，并且由于外界物理因素和其他数据源的出现，也会导致量测数据中存在坏数据，因此实际配电网中的量测上传数据存在数据质量问题，而数据驱动方法完全依赖量测数据，量测数据的质量对数据驱动柔性配电网的电压调节效果有不可避免地影响。
[0004]伪雅可比矩阵φ
t
在计算上表示为根据系统输入输出数据的变化量计算得出的伪偏导数，其物理本质可以等价为柔性配电系统控制目标对可控设备出力变化的灵敏度。因此，在第3章中仅以电压为目标进行数据驱动控制的基础上，深入挖掘研究伪雅可比矩阵构建的灵活性与多样性，对量测数据进行深入挖掘，利用更多的量测数据类型设定多类型控制目标，拓展丰富数据驱动控制模型种类，从而实现对配电网多指标运行调节，更好的保障配电网的安全稳定运行，因此相比于传统基于物理机理模型的集中式优化方法，数据驱动方法可以根据量测数据将控制目标反馈量与控制目标区间进行比较，从而灵活选择控制目标进行调控，并且结合多端ESOP的运行特性可根据ESOP各端口对应的调节区域的实际运行情况自适应地选择对应的控制目标。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是，为克服现有技术的不足，提供一种鲁棒性更强、更具适应性的数据驱动智能储能软开关多模态自适应运行控制方法。
[0006]本专利技术所采用的技术方案是：一种数据驱动智能储能软开关多模态自适应运行控制方法，具体步骤如下：
[0007]1)根据选定的有源配电网，输入系统的历史运行数据及参数信息；
[0008]2)依据步骤1)中选定的有源配电网，获取t时刻电压、电流数据U
t
、I
t
；对t时刻电压、电流数据U
t
、I
t
进行处理得到t时刻电压控制数据t时刻负载均衡控制数据t时刻网损控制数据并计算t时刻电压偏差t时刻负载均衡偏差t时刻网损控制偏差
[0009]3)根据t时刻电压偏差扰动抑制数据t时刻负载均衡偏差扰动抑制数据t时刻网损偏差扰动抑制数据分别计算t时刻智能软开关环节第r个端口的：电压伪雅可比矩阵负载均衡伪雅可比矩阵网损伪雅可比矩阵根据当前预测域内的有源配电网运行信息、历史运行数据和计算t时刻储能环节的：电压伪雅可比估计矩阵负载均衡伪雅可比估计矩阵网损伪雅可比估计矩阵
[0010]4)根据所述的t时刻电压伪雅可比估计矩阵负载均衡伪雅可比估计矩阵分别设定t时刻储能环节电压控制模态辅助决策变量和负载均衡控制模态辅助决策变量的求解约束，根据所述的t时刻智能软开关环节第r个端口的：电压伪雅可比矩阵负载均衡伪雅可比矩阵分别设定t时刻智能储能软开关环节的电压控制模态辅助决策变量负载均衡控制模态辅助决策变量的求解约束；
[0011]5)根据建立智能储能软开关数据驱动多模态控制模型；根据t时刻电压控制数据t时刻负载均衡控制数据t时刻网损控制数据对配电网实际运行需求进行判断，从而设置模态切换标志位自适应地选取配电网运行控制模态，以配电网各节点电压控制参考区间或线路负载参考阈值或网损最小为控制目标，采用数学求解器对智能储能软开关数据驱动多模态控制模型中的待决策的：储能环节充放电功率变量智能储能软开关环节第r个端口的有功出力变量和智能储能软开关环节第r个端口的无功出力进行求解，下发并执行求解结果；
[0012]6)更新控制时刻t＝t+Δt，判断t
‑
t0≥βΔT
c
是否成立，若是，则对预测域T
p
进行更新，即令T
p
＝T
p
‑
ΔT
c
，同时令β＝β+1，若否，则转为执行下一步；
[0013]7)判断t
‑
t0是否大于优化时间T，若否，则返回步骤2)，若是，则迭代计算结束。
[0014]本专利技术的数据驱动智能储能软开关多模态自适应运行控制方法，考虑到分布式电源高比例接入下配电网多样化运行控制需求，利用伪雅可比矩阵的易扩展特性，针对不同控制目标，利用多源量测数据，采用动态线性化方法，在配电网物理参数和模型未知的情况下构建ESOP多模态运行控制模型；本专利技术能够根据实际量测与各控制目标参考区间的偏差判断配电网的实际运行状态并自适应切换控制模态，在满足实际配电网多样化的运行需求
的同时，实现配电网自适应灵活运行。
附图说明
[0015]图1是本专利技术数据驱动智能储能软开关多模态自适应运行控制方法的流程图；
[0016]图2是本专利技术采用改进的含四端ESOP柔性互联配电网算例结构图；
[0017]图3是四端ESOP各端口有功出力图；
[0018]图4是四端ESOP各端口无功出力图；
[0019]图5是储能环节荷电状态变化图；
[0020]图6是全局电压最大值图；
[0021]图7是全局电压最小值图；
[0022]图8是各场景网络损耗对比图。
[0023]图9是各场景负载均衡控制对比图。
具体实施方式
[0024]下面结合实施例和附图对本专利技术的数据驱动智能储能软开关多模态自适应运行控制方法做出详细说明。
[0025]如图1所示，本专利技术的数据驱动智能储能软开关多模态自适应运行控制方法，具体步骤如下：
[0026]1)根据选定的有源配电网，输入系统的历史运行数据及参数信息；
[0027]所述的系统的历史运行数据及参数信息，所述的历史运行数据包括：l天各时刻的有源配电网多源量测、注入功率历史数据；所述的参数信息包括：多端智能储能软开关的容量、接入位置及储能环节初始荷电状态和充放电功率限值，节点电压参考区间线路负载参考阈值预测域T
p
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数据驱动智能储能软开关多模态自适应运行控制方法，其特征在于，具体步骤如下：1)根据选定的有源配电网，输入系统的历史运行数据及参数信息；2)依据步骤1)中选定的有源配电网，获取t时刻电压、电流数据U
t
、I
t
；对t时刻电压、电流数据U
t
、I
t
进行处理得到t时刻电压控制数据t时刻负载均衡控制数据t时刻网损控制数据并计算t时刻电压偏差t时刻负载均衡偏差t时刻网损控制偏差3)根据t时刻电压偏差扰动抑制数据t时刻负载均衡偏差扰动抑制数据t时刻网损偏差扰动抑制数据分别计算t时刻智能软开关环节第r个端口的：电压伪雅可比矩阵负载均衡伪雅可比矩阵网损伪雅可比矩阵根据当前预测域内的有源配电网运行信息、历史运行数据和计算t时刻储能环节的：电压伪雅可比估计矩阵负载均衡伪雅可比估计矩阵网损伪雅可比估计矩阵4)根据所述的t时刻电压伪雅可比估计矩阵负载均衡伪雅可比估计矩阵分别设定t时刻储能环节电压控制模态辅助决策变量和负载均衡控制模态辅助决策变量的求解约束，根据所述的t时刻智能软开关环节第r个端口的：电压伪雅可比矩阵负载均衡伪雅可比矩阵分别设定t时刻智能储能软开关环节的电压控制模态辅助决策变量负载均衡控制模态辅助决策变量的求解约束；5)根据建立智能储能软开关数据驱动多模态控制模型；根据t时刻电压控制数据t时刻负载均衡控制数据t时刻网损控制数据对配电网实际运行需求进行判断，从而设置模态切换标志位自适应地选取配电网运行控制模态，以配电网各节点电压控制参考区间或线路负载参考阈值或网损最小为控制目标，采用数学求解器对智能储能软开关数据驱动多模态控制模型中的待决策的：储能环节充放电功率变量智能储能软开关环节第r个端口的有功出力变量和智能储能软开关环节第r个端口的无功出力进行求解，下发并执行求解结果；6)更新控制时刻t＝t+Δt，判断t
‑
t0≥βΔT
c
是否成立，若是，则对预测域T
p
进行更新，即令T
p
＝T
p
‑
ΔT
c
，同时令β＝β+1，若否，则转为执行下一步；7)判断t
‑
t0是否大于优化时间T，若否，则返回步骤2)，若是，则迭代计算结束。2.根据权利要求1所述的数据驱动智能储能软开关多模态自适应运行控制方法，其特征在于，步骤1)所述的系统的历史运行数据及参数信息，所述的历史运行数据包括：l天各
时刻的有源配电网多源量测、注入功率历史数据；所述的参数信息包括：多端智能储能软开关的容量、接入位置及储能环节初始荷电状态和充放电功率限值，节点电压参考区间线路负载参考阈值预测域T
p
，控制域ΔT
c
，控制时间间隔Δt，优化时间T，初始化控制参数β＝1，起始时刻t0，初始化控制时刻t＝t0。3.根据权利要求1所述的数据驱动智能储能软开关多模态自适应运行控制方法，其特征在于，步骤3)所述的根据t时刻电压偏差扰动抑制数据t时刻负载均衡偏差扰动抑制数据t时刻网损偏差扰动抑制数据分别计算t时刻智能储能软开关环节第r个端口的：电压伪雅可比矩阵负载均衡伪雅可比矩阵网损伪雅可比矩阵包括：(1)计算t时刻智能软开关环节第r个端口的电压伪雅可比矩阵(1)计算t时刻智能软开关环节第r个端口的电压伪雅可比矩阵式中，为的初始值；表示t
‑
Δt时刻智能储能软开关环节第r个端口的电压伪雅可比矩阵；表示t
‑
Δt时刻智能储能软开关环节第r个端口的出力差值；ε表示阈值系数，η
SOP
、μ
SOP
表示权重系数，η
SOP
∈(0,1]，μ
SOP
>0；(2)计算t时刻智能软开关环节第r个端口的负载均衡伪雅可比矩阵(2)计算t时刻智能软开关环节第r个端口的负载均衡伪雅可比矩阵式中，表示t时刻负载均衡偏差扰动抑制数据；为的初始值；表示t
‑
Δt时刻智能储能软开关环节第r个端口的负载均衡伪雅可比矩阵。(3)计算t时刻智能软开关环节第r个端口的网损伪雅可比矩阵(3)计算t时刻智能软开关环节第r个端口的网损伪雅可比矩阵式中，表示t时刻网损偏差扰动抑制数据；为的初始值；表示t
‑
Δt时刻智能储能软开关环节第r个端口的网损伪雅可比矩阵。4.根据权利要求1所述的数据驱动智能储能软开关多模态自适应运行控制方法，其特征在于，步骤3)所述的根据当前预测域内的有源配电网运行信息、历史运行数据和征在于，步骤3)所述的根据当前预测域内的有源配电网运行信息、历史运行数据和计算t时刻储能环节的：电压伪雅可比估计矩阵负载均衡伪雅可比估计矩阵网损伪雅可比估计矩阵包括：
(1)计算t时刻储能环节的电压伪雅可比估计矩阵(1)计算t时刻储能环节的电压伪雅可比估计矩阵(1)计算t时刻储能环节的电压伪雅可比估计矩阵(1)计算t时刻储能环节的电压伪雅可比估计矩阵式中，分别表示t时刻储能环节电压伪雅可比矩阵、t+nΔT
c
时刻电压伪雅可比预测矩阵；分别表示t时刻、t
‑
Δt时刻电压预测系数矩阵，分别表示t时刻第1、α个电压预测系数；l表示构建估计序列时所需历史运行数据的天数，表示t时刻中第α个预测系数；表示t
‑
Δt时刻电压伪雅可比预报矩阵，和分别表示利用t+nΔT
c
‑
T
d

【专利技术属性】
技术研发人员：江疆，冯歆尧，王金贺，敖知琪，谢瀚阳，梁盈威，宋关羽，于川航，冀浩然，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：