【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力电子，特别是涉及到一种融合等效负荷先验信息的配电网动态重构方法。
技术介绍
1、电力是我国国民经济快速发展的重要支柱，其供需形势直接影响到我国的经济发展。发电、输电、变电、配电和用电这五个部分组成了完整的电力系统。配电网在系统中起到将电能分配到各个用电终端的作用，由于配电网实行闭环设计和开环运行策略的同时又要实现电力系统不间断供电及隔离故障区域的功能，因此需要在配电网中安装了许多可控的分段开关和联络开关。但由于其分支线路过多，结构较为复杂，且运行电压较低，在运行时线路中会产生较多的电能损耗。人们通过研究发现可以通过借助历史数据进行预测以及调整线路中开关的状态来改变系统中功率流动方向，达到降低网损的目的。
2、配电网静态重构仅考虑单一时间断面下的优化，而配电网动态重构则在此基础上考虑一个时间区间内参数的变化情况，在数学上是一个高维非线性不连续的组合优化问题，且求解过程中容易出现维数灾的问题，难以被直接求解。因此，如何对配电网动态重构问题进行简化和求解一直为研究的热点之一。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种融合等效负荷先验信息的配电网动态重构方法用于解决目前的配电网动态重构求解过程复杂，容易出现维数灾的问题，难以被直接求解的技术问题。
2、一种融合等效负荷先验信息的配电网动态重构方法，包括：
3、s1：创建基于解环法的配电网辐射状约束表达式；
4、s2：构建交流配电网支路潮流模型，并进行二阶锥松
5、s3：基于s1的配电网辐射状约束表达式和s2的松弛后的潮流方程设定配电网重构的约束条件；
6、s4：对配电网的主动管理元素进行建模，并获得配电网相应的等效负荷先验信息，所述等效负荷先验信息包括预测的各节点负荷比例、预测的各时段负荷比例以及预测的各时段分布式电源出力比例；
7、s5：构建双层优化模型，输入等效负荷先验信息并进行配电网动态重构。
8、所述s1中配电网辐射状约束表达式为：
9、
10、
11、
12、
13、其中，公式(1)满足网络中闭合支路的数量为n-n的条件；式(1)-(3)确保第一类孤岛对应的割集中的开关不被全部打开；式(4)确保第二类孤岛对应的割集中的开关不被全部打开，且采用辅助变量br以减少重复出现的情况；
14、式中：ck为第k个基本环路集合；为不同基本环路间的公共支路集合，即br为引入的辅助变量，每条公共支路中最多只能有1个开关被打开，引入分属于不同基本回路的br来替代其中包含的开关，使不同基本回路中不存在共同的变量；lr为转换后br所对应的支路；ηm为网络中第m个第二类孤岛对应的割集；为第二类孤岛对应的割集中边的数量。
15、所述s2中松弛后的潮流方程为：
16、
17、
18、
19、
20、
21、
22、
23、式中：下标t表示t时段；k(i,:)、k(:,i)分别表示首端为节点i和末端为节点i的支路k；ω为支路集合；为对应的辅助变量，并且pk,t、qk,t和ik,t分别为支路k由首端节点流向末端节点的有功功率、无功功率和电流；rk、xk分别为支路k的电阻和电抗；ui,t为节点i的电压；分别为节点i注入的有功功率和无功功率；分别为节点i处变电站的有功输出功率和无功输出功率；分别为节点i处储能装置的放电功率和充电功率；为节点i处分布式电源的有功输出功率；分别为节点i的有功负荷和无功负荷；m*为辅助变量，取尽量大的正数。
24、所述s3中配电网重构的约束条件为：
25、s31：为保证系统安全运行，配电网重构需满足：
26、
27、
28、-pmax(1-aij,t)≤pk,t≤pmax(1-aij,t) (20)
29、-qmax(1-aij,t)≤qk,t≤qmax(1-aij,t) (21)
30、其中，式(18)为节点电压约束，式(19)为支路电流约束，式(20)和式(21)均为支路功率约束；式中，umin为电压最小值；umax、imax、pmax、qmax分别为电压、电流、有功功率、无功功率最大值；
31、s32：配电网为开环运行，需要满足辐射状约束：
32、bij+bji＝1-aij (22)
33、
34、
35、vij＝-vji (25)
36、式中aij为表示支路lij开断情况的0-1变量，aij＝0表示支路闭合，aij＝1表示支路断开；bij表示节点ni与节点nj父子关系的辅助变量，bij＝1表示节点ni为节点nj的父节点，bij＝0表示节点ni为节点nj的子节点；ωs为变电站节点的集合；ωu为非变电站节点的集合；γi为与节点ni相连的节点集合；vij为网络中节点的数量。
37、所述s4中配电网的主动管理元素包括分布式电源和储能装置；
38、s41：分布式电源建模
39、分布式电源通过弃风弃光参与主动管理，考虑其有功出力，模型表示如下：
40、
41、式中：为节点i处分布式电源功率预测值；
42、s42：储能装置建模
43、
44、
45、
46、
47、
48、式中：分别为表征节点i处储能装置放点、充电状态的变量；bess为安装储能装置的节点集合；δt为单位时间长度；和分别为节点i处储能装置充、放电功率的最大值、最小值；为节点i处储能装置的电量；和分别为储能装置电量的上限、下限。
49、所述s5中双层优化模型包括上层优化模型和下层优化模型；所述上层优化模型作为优化主体，以一个自然日为优化周期，以1h为单位时间将其划分为24个时段，将优化周期内经济性最优作为优化目标，将风、光、储能的出力功率预测值作为决策变量；下层优化模型在上层优化确定出风、光、储能的出力功率的情况下，以网损最小为目标，确定进行重构的时段以及各个重构时段内的开关动作情况，再将各重构时段的拓扑结构返回至上层，以此进行迭代求解，实现融合等效负荷先验信息的配电网动态重构；
50、其中，不同重构时段内的优化结果之间相互独立，将整个优化周期的优化模型拆分为不同重构时段下优化模型的组合，且单个重构时段内仅在最初时段进行开关的操作。
51、所述上层优化模型的目标函数为：
52、
53、式中：t为总时段数，δt为单位时间长度；rk为支路k的电阻；为支路k由首端节点流向末端节点的电流ik,t对应的辅助变量；closs为网损价格；cdg为弃风弃光的惩罚价格；ωl为网络中可连通的支路集合；ωdg为网络中安装分布式电源的节点集合；为节点i处分布本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种融合等效负荷先验信息的配电网动态重构方法，其特征是：包括：
2.根据权利要求1所述的一种融合等效负荷先验信息的配电网动态重构方法，其特征是：所述S1中配电网辐射状约束表达式为：
3.根据权利要求1所述的一种融合等效负荷先验信息的配电网动态重构方法，其特征是：所述S2中松弛后的潮流方程为：
4.根据权利要求1所述的一种融合等效负荷先验信息的配电网动态重构方法，其特征是：所述S3中配电网重构的约束条件为：
5.根据权利要求1所述的一种融合等效负荷先验信息的配电网动态重构方法，其特征是：所述S4中配电网的主动管理元素包括分布式电源和储能装置；
6.根据权利要求1所述的一种融合等效负荷先验信息的配电网动态重构方法，其特征是：所述S5中双层优化模型包括上层优化模型和下层优化模型；所述上层优化模型作为优化主体，以一个自然日为优化周期，以1h为单位时间将其划分为24个时段，将优化周期内经济性最优作为优化目标，将风、光、储能的出力功率预测值作为决策变量；下层优化模型在上层优化确定出风、光、储能的出力功率的情况下，以网损最小为目标
7.根据权利要求6所述的一种融合等效负荷先验信息的配电网动态重构方法，其特征是：所述上层优化模型的目标函数为：
8.根据权利要求6所述的一种融合等效负荷先验信息的配电网动态重构方法，其特征是：所述下层优化模型的目标函数为：
9.一种融合等效负荷先验信息的配电网动态重构装置，采用权利要求1所述的一种融合等效负荷先验信息的配电网动态重构方法，其特征是：包括：
10.根据权利要求9所述的一种融合等效负荷先验信息的配电网动态重构装置，其特征是：所述主动管理元素包括分布式电源和储能装置。
...【技术特征摘要】
1.一种融合等效负荷先验信息的配电网动态重构方法，其特征是：包括：
2.根据权利要求1所述的一种融合等效负荷先验信息的配电网动态重构方法，其特征是：所述s1中配电网辐射状约束表达式为：
3.根据权利要求1所述的一种融合等效负荷先验信息的配电网动态重构方法，其特征是：所述s2中松弛后的潮流方程为：
4.根据权利要求1所述的一种融合等效负荷先验信息的配电网动态重构方法，其特征是：所述s3中配电网重构的约束条件为：
5.根据权利要求1所述的一种融合等效负荷先验信息的配电网动态重构方法，其特征是：所述s4中配电网的主动管理元素包括分布式电源和储能装置；
6.根据权利要求1所述的一种融合等效负荷先验信息的配电网动态重构方法，其特征是：所述s5中双层优化模型包括上层优化模型和下层优化模型；所述上层优化模型作为优化主体，以一个自然日为优化周期，以1h为单位时间将其划分为24个时段，...
【专利技术属性】
技术研发人员：付东，李斌，尹良智，祝湘博，闫志强，孙学斌，曹津铭，查博翰，吴仲非，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司鞍山供电公司，
类型：发明
国别省市：
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