交直流混合配电网灵活组网优化调度方法、系统及设备技术方案

一种交直流混合配电网灵活组网优化调度方法、系统及设备，该方法先构建以正常运行条件下的网络有功损耗最小为目标、包含考虑VSC的灵活组网约束、网络重构约束的灵活组网优化调度模型，再求解得到光伏有功出力以及网络潮流结果。本发明专利技术综合网络重构与VSC能够实现交流配电网和直流配电网动态拓扑与灵活组网方面的优势，通过网络重构与VSC结合灵活改变网络拓扑，可大大减小系统有功损耗，提高交直流混合配电网运行的经济性。混合配电网运行的经济性。混合配电网运行的经济性。

【技术实现步骤摘要】
交直流混合配电网灵活组网优化调度方法、系统及设备


[0001]本专利技术属于交直流混合微电网
，具体涉及一种交直流混合配电网灵活组网优化调度方法、系统及设备。

技术介绍

[0002]直流配电网因其在节能和换流等方面的优势受到各国的关注，目前世界各国均对直流配电网进行了相关研究，同时，由于全面建设直流配电网取代交流配电网需要极大的工作量和经济上的浪费，因此，未来的电网发展中，直流配电网无法取代交流配电网的主体地位，发展交直流配电网将成为一种主要趋势。此外，智能电网的建设给光伏并网发电的发展带来了前所未有的契机，当今以光伏并网发电技术为代表的新能源发电技术得到了电力行业越来越多的关注，然而这些新能源发电设备接入配电网后通常会改变原系统的潮流特性，对系统网络损耗产生较大影响。配电网网损是电力系统运行中一项重要的综合性经济技术指标，它能够高度反映供电企业的经济效益和技术水平。随着我国电能生产规模日益扩大，国民经济总消耗中的能源消耗所占比例也逐渐增大，研究如何降低配电网网络损耗，使能源得到高效利用已成为研究人员研究的重要课题。因此，为了提高系统的稳定性与效率，实现高渗透率可再生能源的充分消纳，研究新能源接入后交直流配电网的优化运行方法不仅具有理论意义，而且具有实际运用价值。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种综合网络重构与VSC实现动态灵活组网、降低有功损耗的交直流混合配电网灵活组网优化调度方法、系统及设备。
[0004]为实现以上目的，本专利技术的技术方案如下：
[0005]第一方面，本专利技术提出一种交直流混合配电网灵活组网优化调度方法，包括：
[0006]S1、构建灵活组网优化调度模型，该模型以正常运行下的网络有功损耗最小为目标，约束条件包括考虑VSC的灵活组网约束、网络重构约束；
[0007]S2、求解上述模型，得到光伏有功出力以及网络潮流结果。
[0008]所述模型的目标函数为：
[0009] ；
[0010]上式中，、、分别为配电网中交流支路、直流支路、时段集合，、分别为t时段交流支路、直流支路的电流，、分别为交流支路、直流支路的电阻。
[0011]所述考虑VSC的灵活组网约束包括：
[0012]VSC灵活组网约束：
[0013]；
[0014]；
[0015]；
[0016]；
[0017]上式中，、分别为t时段交流侧有功、无功功率，为t时段直流侧有功功率，为交流线路电流，、分别为VSC的等效电阻、电抗，为t时段VSC的无功出力，、分别为VSC的无功出力最小、最大值，、分别为VSC等值内电势幅值、直流母线电压幅值，为常数，为调制系数；
[0018]交流侧灵活组网约束：
[0019]；
[0020]；
[0021]；
[0022]；
[0023]；
[0024]上式中，、分别为t时段交流支路传输的有功、无功功率，其中k为VSC与交流配电网的耦合节点，、分别为交流支路的电阻、电抗，为t时段交流支路的电流，、分别为t时段交流节点k上的有功、无功功率，、分别为t时段交流节点k上光伏发出的有功、无功功率，、分别为t时段交流节点k上负荷的有功、无功功率，为t时段交流节点j上的电压幅值；
[0025]直流侧灵活组网约束：
[0026] ；
[0027] ；
[0028] ；
[0029]上式中，为t时段直流支路传输的有功功率，其中h为VSC与直流配电网的耦合节点，为直流支路的电阻，为t时段直流支路的电流，为t时段直流节点上的有功功率，为t时段直流节点上光伏发出的有功功率，为t时段直流节点上负荷的有功功率，为t时段直流节点h的电压幅值。
[0030]所述网络重构约束包括：
[0031]总网络重构约束：
[0032]；
[0033]；
[0034]；
[0035]；
[0036]上式中，为0
‑
1变量，其为1时表示节点i为节点j的父节点，为0时表示节点j为节点i的父节点，为线路的状态变量，、分别为线路集合、节点集合，为可提供电压支持的节点的集合；
[0037]交流侧网络重构约束：
[0038] ；
[0039] ；
[0040] ；
[0041] ；
[0042] ；
[0043]上式中，、分别为 t时段交流节点i、j上的电压幅值，、分别为t时段交流支路传输的有功、无功功率，、分别为交流支路的电阻、电抗，为t时段交流支路的电流，为交流支路的连接状态，为一个很大的数；
[0044]直流侧网络重构约束：
[0045]；
[0046]；
[0047]；
[0048]；
[0049]上式中，、分别为t时段直流节点m、n的电压幅值，为直流支路的电阻，为t时段直流支路传输的有功功率，为直流支路的电流，为直流支路的连接状态。
[0050]所述约束条件还包括潮流平衡约束、光伏约束；
[0051]所述潮流平衡约束包括：
[0052]交流侧潮流约束：
[0053]；
[0054]；
[0055]；
[0056]；
[0057]；
[0058]上式中，、分别为t时段交流节点j上的有功、无功功率，、分别为t时段交流支路传输的有功、无功功率，、分别为t时段交流节点j上光伏发出的有功、无功功率，、分别为t时段交流节点j上负荷的有功、无功功率；
[0059]直流侧潮流约束：
[0060]；
[0061]；
[0062]；
[0063]上式中，为t时段直流节点n的有功功率，为t时段直流支路传输的有功功率，为t时段直流节点n上光伏发出的有功功率，为t时段直流节点n上负荷的有功功率；
[0064]所述光伏约束包括：
[0065]；
[0066]上式中，为t时段节点i上光伏发出的有功功率，为t时段光伏的有功功率最大值。
[0067]所述S2包括：
[0068]先对模型中的非线性约束条件进行凸松弛处理，再采用GUROBI求解器求解处理后的模型，得到光伏有功出力以及网络潮流结果。
[0069]第二方面，本专利技术提出一种交直流混合配电网灵活组网优化调度系统，包括灵活组网优化调度模型构建模块、灵活组网优化调度模型求解模块，所述灵活组网优化调度模型构建模块包括目标函数构建单元、考虑VSC的灵活组网约束构建单元、网络重构约束构建单元；
[0070]所述目标函数构建单元用于构建灵活组网优化调度模型的网络有功损耗最小目标函数；
[0071]所述灵活组网优化调度模型求解模块用于求解灵活组网优化调度模型，得到光伏有功出力以及网络潮流结果。
[0072]所述目标函数构建单元用于构建如下目标函数：
[007本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交直流混合配电网灵活组网优化调度方法，其特征在于，所述方法包括：S1、构建灵活组网优化调度模型，该模型以正常运行下的网络有功损耗最小为目标，约束条件包括考虑VSC的灵活组网约束、网络重构约束，其中，所述模型的目标函数为：；上式中，、、分别为配电网中交流支路、直流支路、时段集合，、分别为t时段交流支路、直流支路的电流，、分别为交流支路、直流支路的电阻；所述考虑VSC的灵活组网约束包括：VSC灵活组网约束：；；；；上式中，、分别为t时段交流侧有功、无功功率，为t时段直流侧有功功率，为交流线路电流，、分别为VSC的等效电阻、电抗，为t时段VSC的无功出力，、分别为VSC的无功出力最小、最大值，、分别为VSC等值内电势幅值、直流母线电压幅值，为常数，为调制系数；交流侧灵活组网约束：；；；；；上式中，、分别为t时段交流支路传输的有功、无功功率，其中k为VSC与交流配电网的耦合节点，、分别为交流支路的电阻、电抗，为t时段交流支路的电流，、分别为t时段交流节点k上的有功、无功功率，、分别为t时段交流节点k上光伏发出的有功、无功功率，、分别为t时段交流节点k上负荷的有功、无功功率，为t时段交流节点j上的电压幅值；直流侧灵活组网约束：
；；；上式中，为t时段直流支路传输的有功功率，其中h为VSC与直流配电网的耦合节点，为直流支路的电阻，为t时段直流支路的电流，为t时段直流节点上的有功功率，为t时段直流节点上光伏发出的有功功率，为t时段直流节点上负荷的有功功率，为t时段直流节点h的电压幅值；所述网络重构约束包括：总网络重构约束：；；；；上式中，为0
‑
1变量，其为1时表示节点i为节点j的父节点，为0时表示节点j为节点i的父节点，为线路的状态变量，、分别为线路集合、节点集合，为可提供电压支持的节点的集合；交流侧网络重构约束：；；；；；上式中，、分别为 t时段交流节点i、j上的电压幅值，、分别为t时段交流支路传输的有功、无功功率，、分别为交流支路的电阻、电抗，为t时段交流支路的电流，为交流支路的连接状态，为一个很大的数；直流侧网络重构约束：；
；；；上式中，、分别为t时段直流节点m、n的电压幅值，为直流支路的电阻，为t时段直流支路传输的有功功率，为直流支路的电流，为直流支路的连接状态；S2、求解上述模型，得到光伏有功出力以及网络潮流结果。2.根据权利要求1所述的一种交直流混合配电网灵活组网优化调度方法，其特征在于，所述约束条件还包括潮流平衡约束、光伏约束；所述潮流平衡约束包括：交流侧潮流约束：；；；；；上式中，、分别为t时段交流节点j上的有功、无功功率，、分别为t时段交流支路传输的有功、无功功率，、分别为t时段交流节点j上光伏发出的有功、无功功率，、分别为t时段交流节点j上负荷的有功、无功功率；直流侧潮流约束：；；；上式中，为t时段直流节点n的有功功率，为t时段直流支路传输的有功功率，为t时段直流节点n上光伏发出的有功功率，为t时段直流节点n上负荷的有功功率；所述光伏约束包括：；上式中，为t时段节点i上光伏发出的有功功率，为t时段光伏的有功功率最大值。
3.根据权利要求1或2所述的一种交直流混合配电网灵活...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡杰，杨洁，雷何，李蕊，惠慧，周蠡，李智威，周英博，陈然，廖爽，迟赫天，邵非凡，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：