考虑三相不平衡的配电网调峰随机优化方法技术

本发明专利技术提供了一种考虑三相不平衡的配电网调峰随机优化方法，属于配电网控制技术领域。包括：建立新能源功率预测误差概率分布模型，生成用于获取新能源功率可能误差值的功率场景，并削减所述功率场景；建立基于馈线负荷功率控制的三相配电网调峰优化模型；简化并求解所述调峰优化模型。本发明专利技术利用馈线负荷功率控制技术，协调多种调压设备完成馈线负荷功率控制，综合解决系统调峰与不平衡治理问题。本发明专利技术重点针对高比例新能源单相接入场景，建立了基于无功电压控制的多目标优化模型，在峰谷时间段利用馈线负荷功率控制技术降低系统峰谷差，在非峰谷时间段利用负荷调节特性与分相电压优化缓解系统不平衡，降低了系统峰谷差与负序电压。负序电压。负序电压。

【技术实现步骤摘要】
考虑三相不平衡的配电网调峰随机优化方法


[0001]本专利技术属于配电网控制
，具体涉及一种考虑三相不平衡的配电网调峰随机优化方法。

技术介绍

[0002]随着越来越多的分布式新能源安装在配电网，新能源功率的波动性与随机性造成大范围的潮流转移，使得配电网下网点功率呈现较大峰谷差，含高比例新能源配电网面临严重的调峰问题。配电网馈线负荷具有电压功率耦合特性，运行人员在规定范围内，通过馈线电压调节实现馈线负荷功率控制，即馈线负荷功率控制技术。相比于现有的储能、电源控制等方法，馈线负荷功率控制技术解决配电网调峰问题无需安装额外装置，功率控制效果好，经济性更优。
[0003]配电网具有许多单相、非对称的负荷与装置，尤其当大量的分布式新能源以单相方式接入后，系统不平衡特征显著增强。为保证用户电能质量，配电网运行控制必须考虑三相不平衡问题。并且馈线负荷功率控制的实施过程与控制效果均与不平衡密切相关，利用馈线负荷功率控制技术解决配电网调峰问题时应考虑系统不平衡问题。同时，传统的馈线负荷功率控制策略采用三相统一控制模式，三相电压的控制量相同，但实际配电网中不同相序电压不一致，三相统一控制会造成单一相序电压过低，限制了三相配电网中馈线负荷功率控制技术的灵活性，降低了馈线负荷功率控制容量。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种考虑三相不平衡的配电网调峰随机优化方法，利用馈线负荷功率控制技术，协调多种调压设备完成馈线负荷功率控制，综合解决系统调峰与不平衡治理问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
[0006]一种考虑三相不平衡的配电网调峰随机优化方法，包括：
[0007]建立新能源功率预测误差概率分布模型，生成用于获取新能源功率可能误差值的功率场景，并削减所述功率场景；
[0008]建立基于馈线负荷功率控制的三相配电网调峰优化模型，用于进行系统削峰填谷的同时减少系统负序电压分量；
[0009]简化并求解所述调峰优化模型。
[0010]进一步的，所述调峰优化模型采用削减后所述功率场景作为输入，并采用分相电压优化策略。
[0011]进一步的，所述调峰优化模型还用于减少在非峰谷期与馈线负荷功率控制相关的无功电压优化。
[0012]进一步的，建立新能源功率预测误差概率分布模型的方法包括：根据预测值大小进行排序，并对预测值区间进行分段，得到不同数值区间的预测箱；对于每个所述预测箱，
采用具有时变特征的非参数分布模型估计预测误差理论分布。
[0013]进一步的，所述预测箱内递增排序后的样本的非参数分布模型为：其中为预测箱中功率预测误差的累积分布函数。
[0014]进一步的，削减所述功率场景的方法包括：
[0015]场景删除：基于二范数距离，找到距离最近的两个场景i与j，删除场景i，保留场景j；
[0016]场景修正：场景数量减1，并修改场景j发生概率，保证所有场景发生概率之和仍为1；
[0017]场景判断：判断削减后的场景数量是否等于目标场景数量，若是，则结束场景削减；否则再次进行场景削减。
[0018]进一步的，简化并求解所述调峰优化模型的方法包括：对所述调峰优化模型进行线性化处理。
[0019]进一步的，对所述调峰优化模型进行线性化处理的方法包括：
[0020]使用不平衡配电网线性潮流模型对非线性潮流进行线性转换；
[0021]利用麦考密克包络对双线性非线性项进行凸松弛处理；
[0022]通过引入辅助决策变量对绝对值计算与最值计算进行线性化处理。
[0023]进一步的，所述调峰优化模型的决策变量包括光伏无功功率、电容器投切状态以及调压器输出电压。
[0024]进一步的，所述调峰优化模型的约束条件包括：潮流约束、节点电压约束、电容器设备运行约束、光伏设备运行约束、调压器设备运行约束和负荷电压功率耦合特性约束。
[0025]配电网的接线方式呈现出以馈线为单元的辐射状，因此在馈线层面直接对负荷进行控制能够极大提高调节容量和控制效果，避免了用户自身行为对调节容量的影响。并且馈线的负荷功率与电压之间具有耦合关系，因此运用负荷功率响应电压变化的特点，通过对馈线电压的调节即可实现馈线的负荷功率控制。馈线负荷功率控制技术解决配电网调峰问题无需安装额外装置，与传统的储能、电源控制等方法相比，馈线负荷功率控制技术将是更优的选择。
[0026]馈线负荷功率控制与电网的三相不平衡密切相关，馈线负荷功率控制通过无功电压优化实现，而不平衡是电压优化的关键问题之一；此外，系统不平衡主要原因是负荷分布时空不均衡，由于各相负荷构成不同，其电压
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功率耦合特性也不尽相同，馈线负荷功率控制在各相产生不同功率调节效果，可能进一步加大负荷不对称。因此，馈线负荷功率控制的实施过程与控制效果均与不平衡相关，利用馈线负荷功率控制技术解决配电网调峰问题时应考虑系统不平衡问题。三相不平衡状态下，馈线负荷功率控制不能采用传统的三相统一控制模式，否则会造成单一相序电压过低，限制了三相配电网中馈线负荷功率控制技术的灵活性，降低了馈线负荷功率控制容量。
[0027]针对上述问题，本专利技术提出了一种考虑三相不平衡的配电网调峰随机优化方法，利用馈线负荷功率控制技术，协调多种调压设备完成馈线负荷功率控制，综合解决系统调峰与不平衡治理问题。
[0028]本专利技术建立新能源功率预测误差概率分布模型，获取新能源功率预测值，根据功率预测值生成功率场景，并完成场景数量削减。
[0029]本专利技术建立基于馈线负荷功率控制的三相配电网调峰优化模型，实现系统削峰填谷的同时减少系统负序电压分量。一方面，优化模型采用削减后功率场景作为输入，以保证优化结果在每个可能发生场景下均满足运行约束；另一方面，优化模型采用分相电压优化策略，以提高馈线负荷功率控制容量。优化模型属于日前优化，优化间隔为15分钟，决策变量为各时间段内电容器各相投切状态、变压器各相分接头、光伏与风电逆变器三相无功功率等。
[0030]本专利技术简化并求解基于馈线负荷功率控制的三相配电网调峰优化模型。利用麦考密克包络等线性化方法对调峰优化模型进行松弛简化，使用商业求解器求解优化模型，确定第二天内各时段内各节点三相电压、馈线负荷三相功率等。
[0031]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0032]本专利技术重点针对高比例新能源单相接入场景，建立了基于无功电压控制的多目标优化模型，一方面在峰谷时间段利用馈线负荷功率控制技术降低系统峰谷差，另一方面在非峰谷时间段利用负荷调节特性与分相电压优化缓解系统不平衡，降低了系统峰谷差与负序电压。同时，本专利技术采用基于分相电压优化的馈线负荷功率控制策略，解耦各相负荷的功率控制约束，提高了馈线负荷功率控制容量与灵活性。同时，采用有限场景对新能源预测误差进行不确定性建模，以最有可能发生场景对应的系统峰谷差期望作为优化目标，提高了调峰策略的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑三相不平衡的配电网调峰随机优化方法，其特征在于：包括：建立新能源功率预测误差概率分布模型，生成用于获取新能源功率可能误差值的功率场景，并削减所述功率场景；建立基于馈线负荷功率控制的三相配电网调峰优化模型，用于进行系统削峰填谷的同时减少系统负序电压分量；简化并求解所述调峰优化模型。2.根据权利要求1所述考虑三相不平衡的配电网调峰随机优化方法，其特征在于：所述调峰优化模型采用削减后所述功率场景作为输入，并采用分相电压优化策略。3.根据权利要求1所述考虑三相不平衡的配电网调峰随机优化方法，其特征在于：所述调峰优化模型还用于减少在非峰谷期与馈线负荷功率控制相关的无功电压优化。4.根据权利要求1所述考虑三相不平衡的配电网调峰随机优化方法，其特征在于：建立新能源功率预测误差概率分布模型的方法包括：根据预测值大小进行排序，并对预测值区间进行分段，得到不同数值区间的预测箱；对于每个所述预测箱，采用具有时变特征的非参数分布模型估计预测误差理论分布。5.根据权利要求4所述考虑三相不平衡的配电网调峰随机优化方法，其特征在于：所述预测箱内递增排序后的样本的非参数分布模型为：的非参数分布模型为：其中为预测箱中功率预测误差的累积分布函数。6.根据权利要求1所述考虑三相不平衡的配电网调峰随机优化方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐箭，谢博宇，廖思阳，柯德平，孙元章，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：