一种有源配电网多目标主动优化控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种有源配电网多目标主动优化控制方法及系统，包括：获取输电网线路参数、主动配电网拓扑结构及分布式电源资源信息，考虑输电网火电机组的启停控制，建立输配协同的有源配电网模型；以有源配电网模型总的运行成本最低为目标，建立多目标主动优化模型；采用ATC算法将输电网和配电网之间的联络线进行解耦，对多目标主动优化模型进行求解，得到优化后的联络开关通断、分布式电源出力、配电网切负荷量、光伏电源的弃光量、输电网机组的启停计划和机组出力；从而控制有源配电网的运行。本发明专利技术能实时反映ADN需求，有效适配电网运行约束条件下的迭代，适用于工程实际问题的高效求解。的高效求解。的高效求解。

【技术实现步骤摘要】
一种有源配电网多目标主动优化控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及输配电网双向协同
，尤其涉及一种有源配电网多目标主动优化控制方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]高比例分布式电源(DG)的接入，使新型主动配电网取代无源配电网成为主流，运行灵活、响应迅速的主动配电网(ADN)成为智能电网发展的必然趋势。光伏、风力等分布式可再生能源在输电网和配电网的广泛接入，给电网带来了不确定性因素的影响，导致“双向流”、源荷界限模糊化等现象。同时，为实现对能源利用的进一步优化和应对电力系统实际运行极端场景，运用主动配电网的分层调控体系综合配置资源，多目标优化需求日益突出。
[0004]以配电网重构为代表的配网优化策略是配电管理的重要手段，其通过分段开关及联络开关的通断状态切换改变配网的拓扑结构，达到降低网络损耗、优化电网运行的目的。对ADN运行优化问题而言，如何通过对DG、联络开关等状态量的调控来实现输配协同运行，具有重要的现实意义。
[0005]输电网和配电网在电网的实际运行过程中是高度耦合的，但目前通常分别由不同的调控中心运营管理。相较于传统输配完全割裂的调度方式，现代不同调控中心能够在其管辖范围的系统内对潮流计算、预想事故评估等问题进行一定程度的优化，但输电系统与配电系统之间的协同性仍然比较弱。ADN有运行方式灵活多变、等效负荷不确定性强的特点，其大范围接入给输配系统的协同运行带来了更大的挑战。一方面，配电系统可配置资源的增加提升了配电网的经济性与可靠性，也降低了配网对输电网电力资源的依赖性。另一方面，输电网不能精准观测配网中DG的出力情况，输配系统运行割裂容易导致节点功率失衡等安全问题。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本专利技术提出了一种有源配电网多目标主动优化控制方法及系统，通过量化开关动作成本，将配电网重构技术应用于输配协同系统中，采用目标级联分析法(ATC算法)对多目标优化问题分层并行优化，实现了评估网损的输配电网协同耦合，以解决有区域自治需求的输配框架下ADN经济性最优问题。
[0007]在一些实施方式中，采用如下技术方案：
[0008]一种有源配电网多目标主动优化控制方法，包括：
[0009]获取输电网线路参数、主动配电网拓扑结构及分布式电源资源信息，考虑输电网火电机组的启停控制，建立输配协同的有源配电网模型；
[0010]以有源配电网模型总的运行成本最低为目标，以输电网约束、主动配电网中的电力约束、分布式电源出力约束、网络辐射状结构约束以及联络线的正向流约束和反向流约
束为约束条件，建立多目标主动优化模型；
[0011]采用ATC算法将输电网和配电网之间的联络线进行解耦，对多目标主动优化模型进行求解，得到优化后的联络开关通断、分布式电源出力、配电网切负荷量、光伏电源的弃光量、输电网机组的启停计划和机组出力；从而控制有源配电网的运行。
[0012]其中，多目标主动优化分层模型具体为：
[0013][0014]其中，
[0015][0016][0017][0018][0019]F
TG
为输电网的运行成本；为主动配电网d的运行成本；表示主动配电网网损成本；F
P
为失负荷、弃光惩罚成本；D为有源配电网集合；T为时段集合，K为有源配电网支路集合；G为发电机组集合；L为负荷集合；R表示光伏分布式电源集合；Z表示有源配电网燃煤分布式电源集合；下标k、下标l、下标r及下标z分别表示有源配电网中第k条支路、第l个负荷、第r个光伏电站及第z个燃煤分布式电源；u
g,t
为机组g在时段t的启停状态；C
g
(
·
)为机组g的运行成本二次函数；P
g,t
为机组g在时段t的出力；为机组g在时段t的启动费用；cs
F
和cs
B
分别表示输电网向配电网及配电网向输电网功率流的电价；为输电网传输至第d个有源配电网的联络线交换功率；为第d个有源配电网传输至输电网的联络线交换功率；f
d
(
·
)为第d个有源配电网中燃煤分布式电源的成本函数；c
n
、c
s
分别为网络损耗惩罚系数和联络开关动作成本；s
l,t
表示第l个负荷在时段t的切负荷量；表示第r个光伏DG在时段t的弃光量；PC
l
、RC
r
分别表示失负荷惩罚系数及弃光惩罚系数；l
d,k,t
表示支路由断开变为闭合；ν
d,k,t
表示支路由闭合变为断开；R
d,k
表示支路电阻；表示支路电流；P
z,t
表示DG出力有功值。
[0020]在另一些实施方式中，采用如下技术方案：
[0021]一种有源配电网多目标主动优化控制系统，包括：
[0022]有源配电网模型构建模块，用于获取输电网线路参数、主动配电网拓扑结构及分布式电源资源信息，考虑输电网火电机组的启停控制，建立输配协同的有源配电网模型；
[0023]多目标主动优化模型构建模块，用于以有源配电网模型总的运行成本最低为目标，以输电网约束、主动配电网中的电力约束、分布式电源出力约束、网络辐射状结构约束以及联络线的正向流约束和反向流约束为约束条件，建立多目标主动优化模型；
[0024]多目标主动优化模型求解模块，用于采用ATC算法将输电网和配电网之间的联络线进行解耦，对多目标主动优化模型进行求解，得到优化后的联络开关通断、分布式电源出力、配电网切负荷量、光伏电源的弃光量、输电网机组的启停计划和机组出力；从而控制有源配电网的运行。
[0025]在另一些实施方式中，采用如下技术方案：
[0026]一种终端设备，其包括处理器和存储器，处理器用于实现指令；存储器用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述的有源配电网多目标主动优化控制方法。
[0027]在另一些实施方式中，采用如下技术方案：
[0028]一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行上述的有源配电网多目标主动优化控制方法。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0030](1)本专利技术综合输电网、主动配电网及分布式电源的相关信息，以总的运行成本最低为优化目标，建立多目标主动优化模型，通过ATC算法对模型进行求解，在解决输配网框架下“双向流”问题的同时，亦能实时反映ADN需求，调整联络线功率，综合考虑多目标优化需求，有效适配电网运行约束条件下的迭代，适用于工程实际问题的高效求解。
[0031](2)本专利技术的约束函数中，通过联络线正向流、反向流的相关约束，实现了对联络线功率共享变量的进一步解耦，即，通过正向流约束实现输电网的功率满足ADN负荷需本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有源配电网多目标主动优化控制方法，其特征在于，包括：获取输电网线路参数、主动配电网拓扑结构及分布式电源资源信息，考虑输电网火电机组的启停控制，建立输配协同的有源配电网模型；以有源配电网模型总的运行成本最低为目标，以输电网约束、主动配电网中的电力约束、分布式电源出力约束、网络辐射状结构约束以及联络线的正向流约束和反向流约束为约束条件，建立多目标主动优化模型；采用ATC算法将输电网和配电网之间的联络线进行解耦，对多目标主动优化模型进行求解，得到优化后的联络开关通断、分布式电源出力、配电网切负荷量、光伏电源的弃光量、输电网机组的启停计划和机组出力；从而控制有源配电网的运行。2.如权利要求1所述的一种有源配电网多目标主动优化方法，其特征在于，所述多目标主动优化分层模型具体为：其中，其中，其中，其中，F
TG
为输电网的运行成本；为主动配电网d的运行成本；表示主动配电网网损成本；F
P
为失负荷、弃光惩罚成本；D为有源配电网集合；T为时段集合，K为有源配电网支路集合；G为发电机组集合；L为负荷集合；R表示光伏分布式电源集合；Z表示有源配电网燃煤分布式电源集合；下标k、下标l、下标r及下标z分别表示有源配电网中第k条支路、第l个负荷、第r个光伏电站及第z个燃煤分布式电源；u
g,t
为机组g在时段t的启停状态；C
g
(
·
)为机组g的运行成本二次函数；P
g,t
为机组g在时段t的出力；为机组g在时段t的启动费用；cs
F
和cs
B
分别表示输电网向配电网及配电网向输电网功率流的电价；为输电网传输至第d个有源配电网的联络线交换功率；为第d个有源配电网传输至输电网的联络线交换功率；f
d
(
·
)为第d个有源配电网中燃煤分布式电源的成本函数；c
n
、c
s
分别为网络损耗惩罚系数和联络开关动作成本；s
l,t
表示第l个负荷在时段t的切负荷量；表示第r个光伏DG在时段t的弃光量；PC
l
、RC
r
分别表示失负荷惩罚系数及弃光惩罚系数；l
d,k,t
表示支路由断开变为闭合；ν
d,k,t
表示支路由闭合变为断开；R
d,k
表示支路电阻；表示支路电流；P
z,t
表示DG出力有功值。3.如权利要求1所述的一种有源配电网多目标主动优化方法，其特征在于，所述输电网
约束包括：输电网功率平衡约束、机组启停时间约束、机组出力约束、机组爬坡速率约束以及输电网支路潮流及节点相角约束。4.如权利要求1所述的一种有源配电网多目标主动优化方法，其特征在于，所述机组启停时间约束具体为：停时间约束具体为：其中，和分别表示机组g在调度周期初始时段的已开停机时间；和分别表示机组g的最小开停机时间；u
g,t
为机组g在时段t的启停状态；u
g,t
‑1为机组g在时段t
‑
1的启停状态。5.如权利要求1所述的一种有源配电网多目标主动优化方法，其特征在于，所述主动配电网中的电力约束包括：配电网功率平衡约束...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹文君，张岩，王华佳，于丹文，李付存，王庆玉，张高峰，张青青，孙辰昊，李竞锐，张玉敏，杨明，孙媛媛，刘智杰，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：