【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及主动配电网领域，尤其涉及一种考虑用户用电灵活性的含sop主动配电网潮流优化方法。
技术介绍
1、近些年来，随着我国经济高速发展，电力系统安全稳定运行的同时，也离不开电能的支撑与保障。其中配电网的主要功能是分配电能，作为电能从生产到用户的中间环节，发挥着关键性的作用[1,2]。但在分布式电源日益普及的过程中，低压配电网的结构和运行方式己然发生巨大的变化，网络结构需要考虑新的连接方式，辐射型网络被更加复杂的网络所取代[3]。但随着国家对环保意识的提高，不断在配电网中接入光伏、风机等清洁能源，配电网规模日益增大，负荷也快速增长[4]，再加上需求侧的经常性变化，导致馈线间功率出现非常明显的变化，整个电网的有功损耗因此而提高，电网的运行费用也随之增加[5]。配电网就难以保持最优的运行状态，并且给整个电网带来了严重的隐患。所以必须对配电网进行优化，提高网络拓扑结构的灵活性，进而提高电能的利用率，实现对潮流的可靠控制[6]。
2、从当前技术来看，主要通过对联络开关、电容器、有载变压器等一次设备的调节，以实现对配电网的控制。但是现有的一次调控手段却无法对配电网进行实时且精准的调控，传统电容器不能连续调节，变压器分接头精度有限，能力不足，联络开关又受到动作次数的限制、冲击电流的影响不能频繁开断。负荷侧分散接入的分布式电源仍处于不可控的状态，且受环境影响较大。虽然配电系统的闭环运行方式能解决可靠性与经济性的问题，但是也带来了短路电流增大、故障影响范围扩大、循环功率变大等一系问题[7]。现有的调控手段并不能解决上述问题。因此
3、为了适应这一新能源发电格局的发展趋势，越来越多的主动管理设备已被引入配电网，传统配电网逐渐演化为主动配电网(active distribution network,adn)[8]。2008年国际大电网会议(cigre)c6.11工作组首次给出了主动配电网定义，即主动配电网拥有对分布式资源协调控制能力，配电网运营商(distribution system operator,dso)能够通过灵活的网络拓扑结构管理潮流，而分布式能源在具备合适的监管环境和接入准则下，一定程度上为系统提供支持[9,10]。这一演化进一步提升了配电网管理系统的调控能力，为电力系统运行和供电质量提供了更大的灵活性和可控性。
4、在众多电力电子主动管理设备中，能够在配电网中应用的智能软开关(soft openpoint,sop)受到了学界的广泛重视，它能够取代以往的联络开关实现馈线互联[11,12]。随着对sop研究的深入，只有“0-1”两种状态的硬开关特性转变为软常开的特性，也因此得名sop。sop具有强大的潮流调控能力，将其应用到配电网中，能够改变配电网的闭环设计、开环运行的供电方式，增强了网架结构。它可以灵活应对分布式电源出力的不确定性，进而改善系统运行状态、提高系统运行效率，大大提高可再生能源并网的渗透率。由于具有直流隔离的作用，必要时还可用于供电恢复，为失电区提供电压支撑，扩大供电的恢复范围[13]。
5、与此同时，随着制造业技术以及智能控制技术的快速发展，通过在楼宇顶部安装小型光伏或风机电站，可以进一步促进可再生能源的就地消纳。同时，考虑到建筑物热惯性，以空调系统为代表的温控负荷也将成为楼宇灵活资源的重要组成部分。因此，楼宇作为一类特殊载体，可以有效的集成发电侧的可再生能源以及用电侧的灵活负荷。
6、现有应用sop进行潮流优化的技术多数只针对网络侧灵活性资源进行应用，没有充分考虑用户侧用电灵活性在配电网优化运行及提升新能源消纳能力方面产生的积极影响，造成了灵活性资源的浪费，降低了新能源消纳能力。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种考虑用户用电灵活性的含sop主动配电网潮流优化方法，本专利技术以sop代替传统联络开关，配合网络重构技术改善配电系统潮流分布，降低系统网络损耗，改善电压水平；利用楼宇空调系统及电热水器设备的储热特性，发挥其负荷侧资源灵活性，配合sop的潮流调控能力，提升新能源消纳能力，减少弃风弃光现象的产生，详见下文描述：
2、一种考虑用户用电灵活性的含sop主动配电网潮流优化方法，所述方法包括：
3、构建考虑sop接入及用户用电灵活性的主动配电网能量管理框架，该框架考虑楼宇侧与配网侧的信息交互及用户用电对配电系统的影响；
4、在网络侧运用sop及网络重构技术，在负荷侧以含电热水器接入的楼宇作为需求响应资源，在静态最优潮流模型的基础上，引入网络重构技术，建立配电网辐射状运行约束，结合灵活资源模型，构建主动配电网动态最优潮流模型，并将双端sop接入配网节点中；
5、采用big m method及二阶锥松弛转化将原混合整数非线性规划问题转变为混合整数二阶锥规划问题上完成配电网潮流优化模型构建；
6、引入admm算法保证网络侧与用户侧的信息私密性，将原潮流优化问题分解为网络侧子问题和用户侧子问题，利用求解得出的局部变量对全局变量及admm参数进行更新，检查对偶残差与原始残差的数值大小，直到对偶残差与原始残差数值大小小于各自的残差阈值，迭代终止。
7、其中，所述引入admm算法保证网络侧与用户侧的信息私密性，将原潮流优化问题分解为网络侧子问题和用户侧子问题具体为：
8、基于admm一般一致性原则，将配电网潮流优化模型分解为网侧混合整数二阶锥规划问题与楼宇侧混合整数的规划问题；
9、定义网络侧与楼宇侧局部变量为楼宇-电网交换有功功率，给出各区域局部变量搜索公式，定义全局变量及admm参数更新迭代公式；利用局部变量搜索公式对网络侧子问题与楼宇侧子问题分别求解。
10、其中，所述配电网潮流优化模型构建为：选定可控开关，削减0-1变量数量，实现多时段动态网络重构。
11、其中，主动配电网最优潮流模型包括：网损成本，换流器损耗成本，用户侧用电成本以及开关动作成本在内的目标函数。
12、进一步地，所述网络侧子问题为：
13、
14、式中：lnet代表网络侧的拉格朗日子问题；为网络侧的局部变量，即t时刻节点n所接电热水器所需的有功功率；为网络侧的拉格朗日系数，nu为用户所在楼宇在配电网中所接节点的集合；εloss为网络损耗成本系数，εsop为sop有功损耗成本系数，εswitch为开关动作成本系数，zn,t为全局变量，代表t时刻时节点n与配电网间传输的有功功率。
15、进一步地，所述楼宇侧子问题为：
16、
17、式中：lbld代表楼宇侧的拉格朗日子问题；为楼宇侧的局部变量，即t时刻接入节点n的电热水器需要从配电网吸收的有功功率量；zn,t为全局变量；为楼宇侧的拉格朗日系数，εsell为用户侧售电价格，为t时刻i节点的有功负荷量。
18、其中，所述主动配电网能量管理框架结合了需求响应、动态网络重构和sop的灵活输电能力，以期本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑用户用电灵活性的含SOP主动配电网潮流优化方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种考虑用户用电灵活性的含SOP主动配电网潮流优化方法，其特征在于，所述引入ADMM算法保证网络侧与用户侧的信息私密性，将原潮流优化问题分解为网络侧子问题和用户侧子问题具体为：
3.根据权利要求1所述的一种考虑用户用电灵活性的含SOP主动配电网潮流优化方法，其特征在于，所述配电网潮流优化模型构建为：选定可控开关，削减0-1变量数量，实现多时段动态网络重构。
4.根据权利要求1所述的一种考虑用户用电灵活性的含SOP主动配电网潮流优化方法，其特征在于，主动配电网最优潮流模型包括：网损成本，换流器损耗成本，用户侧用电成本以及开关动作成本在内的目标函数。
5.根据权利要求1所述的一种考虑用户用电灵活性的含SOP主动配电网潮流优化方法，其特征在于，所述网络侧子问题为：
6.根据权利要求1所述的一种考虑用户用电灵活性的含SOP主动配电网潮流优化方法，其特征在于，所述楼宇侧子问题为：
7.根据权利要求1所述的一种
...【技术特征摘要】
1.一种考虑用户用电灵活性的含sop主动配电网潮流优化方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种考虑用户用电灵活性的含sop主动配电网潮流优化方法，其特征在于，所述引入admm算法保证网络侧与用户侧的信息私密性，将原潮流优化问题分解为网络侧子问题和用户侧子问题具体为：
3.根据权利要求1所述的一种考虑用户用电灵活性的含sop主动配电网潮流优化方法，其特征在于，所述配电网潮流优化模型构建为：选定可控开关，削减0-1变量数量，实现多时段动态网络重构。
4.根据权利要求1所述的一种考虑用户用电灵活性的含sop主动配电网潮流优化方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾春贺，张嵩，李广宇，孙旭东，王志煜，王研，贾立峰，黄博韬，李曙光，闫超，王春光，李昊林，王庆伟，吴妍，常少聪，赵波，余安琪，王晓翠，王茜，郑立伟，孙钰雯，雷佳欢，张晓燕，
申请(专利权)人：国网吉林省电力有限公司白山供电公司，
类型：发明
国别省市：
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