【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统优化，具体涉及一种主动配电网基于二阶锥松弛算法的优化方法。
技术介绍
1、配电网是电力系统的核心组成部分，承担着将电能从电源或输电网直接分配给各个电压等级用户的重要任务。它在电力系统运行中起到集中反映的作用，确保电力供应的稳定和可靠性。传统配电网的优化调度模式是基于对无功电压的控制和调整网络结构，通过投切无功补偿装置、调整变压器接头等调度模式实现配电网的经济效益最高的运行。但是这些仅仅是治标不治本的调配模式，在面临可再生能源发电间歇性的特性，传统配电网无法消纳其出力对电网安稳运行的消极影响。通过符合新时代发展需求的配电网优化工作，不仅可以优化配电和储电的效率，还可以满足用户的用电需求，提高整个社会的用电效益；此外，对配电网的优化规划可以降低网损及增加电网的运行效率，达到系统有效运行管理的要求。通过主动配电网优化，可以显著提高电力系统的运行可靠性，这是提高系统投资效益的最有效途径。主动配电网优化的合理性直接影响着新能源设施的稳定接入和布置，也是实施配电智能化和清洁化的前提和基础。科学合理的主动配电网优化对新能源应用具有重要意义。
2、主动配电网多源优化调度模型是电力预测技术及营销技术支持系统的组成部分,它是以计算机应用技术、现代通信技术、电力自动控制技术为基础的信息采集、处理和实时监控系统。主动配电网的整体架构优化和整流计算对电力系统运行有着重要的安全保证作用,其优化预测的精度将影响到电力系统整体运行的安全性、经济性和供电质量。因此针对主动配电网架构建立配套的无功优化和预测模型的方法,并对主动配电
技术实现思路
1、针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种主动配电网基于二阶锥松弛算法的优化方法，实现实现主动配电网架构的优化和整流计算，基于成熟的二阶锥松弛算法进行全局遍寻求解，构建主动配电网的无功优化模型，实现降低主动配电网的网损和运行成本的目的。
2、为了实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种主动配电网基于二阶锥松弛算法的优化方法，主动配电网规划:明确主动配电网架构，以及架构上连接的分布式电源与其装机容量，连接的储能装置与其储能容量和荷电状态，连接的补偿装置与其补偿范围；节点电压的运行上、下限,同时对配电网的辐射状结构进行分析，通常将结构表示为树，设变电站的节点为根节点，编号为0，设定向右为参考方向，用(i,j)表示，具体结构图如附图1表示，按照配电网辐射状结构建立最小化全体配电网有功率损耗的最优潮流目标函数，以24h建立最优周期，即：
3、
4、即上式中，plose为配电网全天分支机构有功功率损耗之和；ij为节点i和节点j连接的支路；e为配电网分支设置；t为全天时段总数；rij为支路的电阻；t为时段标志；为在t时段内的支路ij的电流。
5、进一步的，最优潮流约束的确定：
6、(1)支路潮流约束
7、首先，以辐射状配电网为例进行了分析，选择其中一条支路建立t时的支路潮流模型，该条支路潮流应该满足约束条件为：
8、
9、
10、
11、
12、上式中，为节点编号；、分别为节点的电压；、分别为节点的有功注入功率；、分别为节点无功注入功率；和分别为支路的首端有功、无功功率；为支路的阻抗；和分别为支路的首端有功、无功功率；为以节点为父节点的子节点集合；
13、(2)分布式电源运行约束
14、若节点i接入dg，则出力范围应该满足以下约束：
15、
16、上式中，为安装于节点储dg在t时段内的实际出力；为dg允许在t时段内的出力最大值；模型中假定dg的出力是连续型；
17、(3)离散型无功补偿装置约束
18、如果电容器组(cb)与分组交换连接，则无功补偿是一个离散变量，并且cb需要满足的约束条件是：
19、
20、
21、
22、上式中，为t时段内节点处电容器无功补偿容量；为投入的cb组数(取整数)；为每组电容器的无功补偿容量；为最大投入组数；为整数集；
23、(4)连续无功补偿装置约束
24、如果静止无功补偿装置是连续的，则无功补偿也是连续的，所以svc的运行约束是：
25、
26、上式中，为t时段内节点处svc装置的无功补偿量；分别为svc装置无功补偿量的最小值与最大值；
27、(5)节点电压约束
28、配电网负荷具有时间序列变化的特点，如果加上分布式供电和无功补偿装置相同的特点，将会影响系统的运行；所以为了保证系统节点电压在每个时间段内都能正常运行，故设置节点电压约束为：
29、umin≤ui,t≤umax
30、上式中，、分别为节点电压运行的下限和上限。
31、进一步的，如果目标函数是支路电流的增函数且网络为辐射型网络，可以通过二阶锥松弛求取到全局最优解。其中主要求解思路见附图3。具体为：引入变量，即
32、
33、
34、式中，和分别为t时段内节点电压的二次方和支路电流的二次方。
35、最优潮流目标函数和约束条件可以转化为：
36、
37、
38、pj.t＝pij,t-rijβij.t-∑k:j→kpjk.tβij.t
39、
40、
41、
42、此时利用二阶锥优化(socr)对非线性等式约束进行处理，得：
43、
44、经过等价变换，上式可以代换为标准二阶锥形式，得：
45、
46、上式中，为二范数，通过上述公式的转换，将最优潮流模型转化为二阶锥最佳化问题模型，那么最后的完整表达式如下：
47、
48、其中部分式子因为cb的运行约束中存在整数变量，也就使得最后的模型为最小二阶锥规划问题。并且从对该问题的阐述中发现二阶锥规划的处理问题方式是在放宽约束范围进而得到高效率的求解，尽管会出现最后的松弛误差，但是可以对松弛误差进行定义，即：
49、
50、对于最小二阶锥规划问题，本文基于matlab平台，利用yalmip建模软件包对模型进行建模，并利用cplex求解器对模型进行求解。
51、综上，本专利技术提供一种主动配电网基于二阶锥松弛算法的优化方法，实现的有益效果为：
52、(1)本专利技术提供了一种改进的方法和模型，用于优化主动配电网的运行和管理。通过引入二阶锥松弛算法，该模型能够更准确地描述和解决配电网中的非线性和约束条件，实现更高效、可靠和可持续的电力分配和管理。该
涵盖了电力系统规划、运行和控制等方面，对于提高电力系统的效率和可靠性具有重要意义。
53、(2)本专利技术的模型结构较严谨，精度误差小，而且本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种主动配电网基于二阶锥松弛算法的优化方法，其特征在于，主动配电网规划:明确主动配电网架构，以及架构上连接的分布式电源与其装机容量，连接的储能装置与其储能容量和荷电状态，连接的补偿装置与其补偿范围；节点电压的运行上、下限,同时对配电网的辐射状结构进行分析，通常将结构表示为树，设变电站的节点为根节点，编号为0，设定向右为参考方向，用(i,j)表示，具体结构图如附图1表示，按照配电网辐射状结构建立最小化全体配电网有功率损耗的最优潮流目标函数，以24h建立最优周期，即：
2.根据权利要求1所述的一种主动配电网基于二阶锥松弛算法的优化方法，其特征在于，最优潮流约束的确定：
3.根据权利要求1所述的一种主动配电网基于二阶锥松弛算法的优化方法，其特征在于，如果目标函数是支路电流的增函数且网络为辐射型网络，可以通过二阶锥松弛求取到全局最优解。其中主要求解思路见附图3。具体为：
【技术特征摘要】
1.一种主动配电网基于二阶锥松弛算法的优化方法，其特征在于，主动配电网规划:明确主动配电网架构，以及架构上连接的分布式电源与其装机容量，连接的储能装置与其储能容量和荷电状态，连接的补偿装置与其补偿范围；节点电压的运行上、下限,同时对配电网的辐射状结构进行分析，通常将结构表示为树，设变电站的节点为根节点，编号为0，设定向右为参考方向，用(i,j)表示，具体结构图如附图1表示，按照配电网辐射状结构建立...
【专利技术属性】
技术研发人员：米泽楷，徐娅煊，魏明宇，孙天铸，曹梓上，
申请(专利权)人：华北理工大学，
类型：发明
国别省市：
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