【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及交直流混合配电网，特别是涉及一种考虑源荷不确定性的交直流混合配电网分布式故障恢复方法及装置。
技术介绍
1、频繁的停电和各种不确定性给配电网的可靠运行带来了巨大挑战。交直流混合配电网(hdn)作为一种能有效利用分布式能源、确保系统可靠运行的突出解决方案，已得到广泛研究和实际应用。在hdn的交流侧和直流侧有着多种灵活性资源，停电后可协调这些资源实现更稳健的灾后故障恢复效果。然而，目前针对极端事件下的配电网故障恢复研究主要集中于交流配电网，大多借助本地发电资源，通过网络重构和孤岛划分相结合，以确保停电后关键负荷的电力供应。然而，由于系统拓扑结构和资源耦合的不同，关于交流配电网的研究不能充分挖掘hdn的应急响应潜力。因此，亟需探索专门针对hdn的故障恢复方法。
2、同时，光伏(pv)和风机(wt)等分布式电源(dg)的输出功率以及负荷需求的不可预测性给配电网的可靠运行带来了严峻挑战。目前应对不确定性的主流优化方法可分为随机优化和鲁棒优化。然而随机优化需要知道不确定变量的精确概率分布，这在现实中很难获得。鲁棒优化考虑优化过程中出现概率极低的情况，导致结果过于保守。在信息不足或缺失的情况下，模糊机会约束规划作为处理不确定性的另一种方法被提出。这种方法通过使用专家系统来获取不确定参数的隶属度函数，从而解决了pv、wt输出以及负荷需求不确定性量化的难题。
3、另外，主流的故障修复研究通常侧重于采用集中优化方法。然而，由于hdn中的交流网络和直流网络往往属于不同的自治主体，具有高度的自治性，因此对分布式优化
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是，针对极端事件下hdn的故障恢复问题，以可控和不可控分布式电源的发电费用、网络损耗费用和切负荷惩罚费用之和最小为目标函数，建立考虑灵活孤岛划分和多资源协调的故障恢复模型。其次，为应对源荷的不确定性，采用模糊机会约束规划进行处理，保证系统的稳定运行。最后，为保护不同主体的数据隐私，通过引入自适应的admm算法将hdn故障恢复问题解耦成交流网络和直流网络的故障恢复子问题，进行分布式求解。
2、本专利技术按以下技术方案实现：
3、本专利技术提供了一种考虑源荷不确定性的交直流混合配电网分布式故障恢复方法，包括如下步骤：
4、获取配电系统的结构及参数信息；
5、根据获取的配电系统结构及参数建立基于灵活孤岛划分和多资源协调的交直流混合配电网故障恢复模型；
6、依据模糊机会约束规划，将交直流混合配电网故障恢复模型中含有源荷不确定变量的灵活拓扑变化约束、不可控分布式电源运行约束和旋转备用约束转化为模糊机会约束；
7、将含有源荷不确定变量的约束转化为模糊机会约束后，再依据自适应的交替方向乘子法，交直流混合配电网故障恢复模型解耦成交流网络和直流网络的故障恢复子模型；
8、通过建立的交流网络和直流网络的故障恢复子模型，调用相关求解器进行分布式求解；所述求解结果包括：网络潮流结果、开关分合状态、负荷恢复状态、可控和不可控分布式电源出力值、储能充电策略、可控和不可控分布式电源的发电费用、网络损耗费用和切负荷惩罚费用。
9、在一种实施方式中，所述获取的配电系统的结构及参数信息，包括：交直流混合配电网系统的线路参数、负荷水平、网络拓扑连接关系，系统运行电压水平，储能以及可控和不可控分布式电源的接入位置、容量及参数，电压源换流器(vsc)运行参数，系统基准电压和基准功率。
10、在一种实施方式中，所述建立基于灵活孤岛划分和多资源协调的交直流混合配电网故障恢复模型为：
11、可控和不可控分布式电源的发电费用、网络损耗费用和切负荷惩罚费用之和最小为目标函数和多个约束；
12、所述目标函数为：
13、minf＝fac+fdc
14、
15、
16、式中，fac、fdc分别表示交流网络和直流网络故障恢复的总费用；t为优化的总时段数；分别为交流网络和直流网络中的可控分布式电源合集；分别为交流网络和直流网络中的不可控分布式电源合集；分别表示交流支路和直流支路集合；分别为交流节点和直流节点集合；cload、ccdg、cndg和closs分别表示切负荷惩罚、可控分布式电源发电、不可控分布式电源发电、网络损耗的费用系数；分别表示可控和不可控分布式电源在时刻t在节点i的有功功率输出；rij表示支路ij的电阻值；it,ij表示在时刻t在支路ij的电流幅值；λt,i表示在时刻t在节点i负荷恢复情况，λt,i＝1表示恢复供电，λt,i＝0表示不恢复供电；表示在时刻t在节点i的有功负荷需求；分别表示在时刻t在节点i转入和转出的有功功率；ωi表示节点i负荷重要性的权重系数；
17、所述多个约束包括：灵活拓扑变化约束、灵活需求侧管理约束。
18、在一种实施方式中，所述灵活拓扑变化约束包括交流网络约束、直流网络约束和vsc约束三部分；
19、所述交流网络约束为：
20、
21、
22、
23、
24、
25、
26、
27、
28、
29、
30、所述直流网络约束为：
31、
32、
33、
34、
35、
36、
37、
38、所述vsc约束为：
39、
40、
41、
42、
43、
44、
45、
46、式中，pt,j、qt,j分别表示在时刻t在节点j注入的有功和无功功率；pt,ij、qt,ij分别表示在时刻t在支路ij传输的有功和无功功率；it,ij表示在时刻t在支路ij的电流幅值平方；ut,i表示在时刻t在节点i的电压幅值平方；分别表示可控和不可控分布式电源在时刻t在节点j的无功功率输出；分别表示储能在时刻t在节点j的充放电功率；分别表示在时刻t在vsc交流侧节点j传输的有功和无功功率；表示在时刻t在vsc直流侧节点j传输的有功功率；表示在时刻t在节点i的无功负荷需求；xij表示支路ij的电抗值；m表示一个很大的常数；αij表示支路的连接状态，αij＝1表示支路连接，αij＝1表示支路断开；ωvsc表示vsc集合；it,ic表示在时刻tvsc交流侧支路ic的电流幅值平方；ric、xic分别表示vsc交流侧本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑源荷不确定性的交直流混合配电网分布式故障恢复方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑源荷不确定性的交直流混合配电网分布式故障恢复方法，其特征在于，所述获取的配电系统的结构及参数信息，包括：交直流混合配电网系统的线路参数、负荷水平、网络拓扑连接关系，系统运行电压水平，储能以及可控和不可控分布式电源的接入位置、容量及参数，电压源换流器(VSC)运行参数，系统基准电压和基准功率。
3.根据权利要求2所述的考虑源荷不确定性的交直流混合配电网分布式故障恢复方法，其特征在于，所述建立基于灵活孤岛划分和多资源协调的交直流混合配电网故障恢复模型为：
4.根据权利要求3所述的考虑源荷不确定性的交直流混合配电网分布式故障恢复方法，其特征在于，所述灵活拓扑变化约束包括交流网络约束、直流网络约束和VSC约束三部分：
5.根据权利要求3所述的考虑源荷不确定性的交直流混合配电网分布式故障恢复方法，其特征在于，在满足转移前后总负荷功率不变的情况下，通过调整各时段交流和直流负荷的功率需求，实现多时段的资源平衡并减轻供电负担，所述灵
6.根据权利要求3所述的考虑源荷不确定性的交直流混合配电网分布式故障恢复方法，其特征在于，所述多个运行约束还包括：辐射状运行约束、电压幅值约束、负荷持续供电约束、可控分布式电源运行约束、不可控分布式电源运行约束、储能运行约束和旋转备用约束。
7.根据权利要求6所述的考虑源荷不确定性的交直流混合配电网分布式故障恢复方法，其特征在于，基于模糊理论和可信性理将含有源荷不确定变量的灵活拓扑变化约束、不可控分布式电源运行约束和旋转备用约束转化为模糊机会约束，通过控制置信度水平，平衡系统的可靠性和经济性，所述模糊机会约束为：
8.根据权利要求7所述的考虑源荷不确定性的交直流混合配电网分布式故障恢复方法，其特征在于：所述交直流混合配电网的故障恢复模型解耦成交流网络和直流网络的故障恢复子模型为：
9.根据权利要求8所述的考虑源荷不确定性的交直流混合配电网分布式故障恢复方法，其特征在于，全局变量和对偶变量的更新机制如下：
10.一种考虑源荷不确定性的交直流混合配电网分布式故障恢复装置，其特征在于，该装置包括：
...【技术特征摘要】
1.一种考虑源荷不确定性的交直流混合配电网分布式故障恢复方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑源荷不确定性的交直流混合配电网分布式故障恢复方法，其特征在于，所述获取的配电系统的结构及参数信息，包括：交直流混合配电网系统的线路参数、负荷水平、网络拓扑连接关系，系统运行电压水平，储能以及可控和不可控分布式电源的接入位置、容量及参数，电压源换流器(vsc)运行参数，系统基准电压和基准功率。
3.根据权利要求2所述的考虑源荷不确定性的交直流混合配电网分布式故障恢复方法，其特征在于，所述建立基于灵活孤岛划分和多资源协调的交直流混合配电网故障恢复模型为：
4.根据权利要求3所述的考虑源荷不确定性的交直流混合配电网分布式故障恢复方法，其特征在于，所述灵活拓扑变化约束包括交流网络约束、直流网络约束和vsc约束三部分：
5.根据权利要求3所述的考虑源荷不确定性的交直流混合配电网分布式故障恢复方法，其特征在于，在满足转移前后总负荷功率不变的情况下，通过调整各时段交流和直流负荷的功率需求，实现多时段的资源平衡并减轻供电负担，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕超贤，朱承续，彭槺，邢润发，蒋雄，孙文，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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