System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种考虑虚拟电厂的电压偏差和功率的最优聚合方法技术_技高网

一种考虑虚拟电厂的电压偏差和功率的最优聚合方法技术

技术编号:41250531 阅读:4 留言:0更新日期:2024-05-09 23:59
本发明专利技术涉及一种考虑虚拟电厂的电压偏差和功率的最优聚合方法,包括以下几个步骤:首先,构建用于聚合的混合整数线性规划模型,并以最小化虚拟电厂内部的电压偏差和总有功功率方差最小构建一个目标函数;其次,构建用于聚合的混合整数线性规划模型的约束条件;然后,利用K‑shape算法测量场景相似性,减少场景数量,以简化计算;最后,在MATLAB环境下使用GUROBI求解器对模型进行求解,并比较不同网络聚合的性能。该方法能够提高虚拟电厂的可控性,并使运行成本得到减少,重构网络拓扑结构还可以提高虚拟电厂的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设计一种考虑虚拟电厂的电压偏差和功率的最优聚合方法,隶属于电力系统优化调度领域。


技术介绍

1、虚拟电厂是新型电力系统框架下上述问题的一种应对手段。虚拟电厂将广泛分布的风、光、水等可再生能源小型电站和分散的负荷用户聚集成具备统调模式的集中式电厂,提供了分布式资源直接参与大电网平衡的路径和方法,将原本海量的无序资源变得高效有序可调节。虚拟电厂的此类特性对于各类间歇性分布式发电(dg)稳定接入电网、调节电网峰谷差具有积极作用。


技术实现思路

1、本专利技术所采用的技术方案是一种考虑虚拟电厂的电压偏差和功率的最优聚合方法,其特征主要包括以下几个步骤:

2、步骤1:考虑虚拟电厂的可控性和运行成本,构建用于聚合的混合整数线性规划模型,并以最小化虚拟电厂内部的电压偏差和总有功功率方差最小构建一个目标函数;

3、步骤2:基于步骤1建立的模型,构建用于聚合的混合整数线性规划模型的约束条件;

4、步骤3:考虑最优聚合方法的规模,利用k-shape算法测量场景相似性,减少场景数量,以简化计算;

5、步骤4:基于步骤1、2中的优化问题,在matlab环境下使用gurobi求解器对模型进行求解,并比较不同网络聚合的性能。

6、所述步骤1中,目标函数前两项是以虚拟电厂内部的电压偏差和每个虚拟电厂的总有功功率方差最小进行构建,最后一项是保证所有资源在运行约束下都连接到馈线上,具体构建方法如下:

7、        (1)

8、 式中:为系数权重;为网络重构后t时刻节点i处的电压;为时刻t节点i处的参考电压;为t时刻r区域的有功功率;为网络重构后r区域平均有功功率注入;为时刻t节点i的有功功率需求; t为时间戳;n为节点集合;r为聚类集合。

9、所述步骤2中,混合整数线性规划模型的各个约束条件的构建方法中配电网潮流约束如下:

10、1)配电网潮流约束如下:

11、           (2)

12、式中:为t时刻支路ik的有功功率;为网络重构后t时刻支路i j的有功功率;为时刻t节点i处负荷的有功功率;时刻t节点i处的发电机有功功率;为t时刻支路ik的无功功率;为网络重构后t时刻支路ij的无功功率;为时刻t节点i的无功功率;时刻t节点i处的发电机有功功率;为t时刻的电压;为网络重构后t时刻节点i处的电压;为支路ik的电阻;为支路ik的电抗;b为支路总数;

13、2)网络径向约束如下:

14、  (3)

15、式中:为网络重构后支路ij的状态变量,连接为1,否则为0;为网络重构后节点i处发电机和负载完全恢复的状态变量,完全恢复为1,否则为0;为除总线外的节点集合;

16、3)描述节点的影响约束如下:

17、   (4)

18、式中:,为在虚拟电厂没有网络重构的运行条件下,当节点i由馈线f供电时为1;,为在虚拟电厂网络重构的运行条件下,当支路ij由馈线f供电时为1;为网络重构后节点i受到影响时的状态变量,受到影响时为1,否则为0;

19、4)通电功率约束如下:

20、            (5)

21、式中:为网络重构后节点i处发电机和负载完全恢复的状态变量,完全恢复为1,否则为0;为t时刻节点i的有功功率需求;为t时刻节点i的无功功率需求;为t时刻节点i处发电机有功功率需求;为t时刻节点i处发电机无功功率需求。

22、5)描述通过支路的逻辑流约束如下:

23、   (6)

24、式中:,为在虚拟电厂网络重构运行条件下,节点i由馈线f供电时为1;,为在虚拟电厂网络重构运行条件下,节点j由馈线f供电时为1;m为一个足够大的数。

25、6)变量限制约束如下:

26、       (7)

27、式中:为所有馈线集合。

28、7)节点划分约束如下:

29、    (8)

30、式中:为描述节点i是否在区域r中时的状态变量,在区域r中为1,否则为0;为描述节点j是否在区域r中时的状态变量,在区域r中为1,否则为0。

31、8)电压限制约束如下:

32、    (9)

33、式中:为允许的电压偏移下限;为允许的电压便宜上限。

34、9)限制二次容量限制线性化的每个分支容量约束:

35、           (10)

36、式中:支路ij的最大传输功率;

37、10)描述每个区域中的时间段t期间的平均功率注入约束:

38、      (11)

39、11)在一个区域中的某一时刻的功率注入的总和约束:

40、                          (12)。

41、所述步骤3中,利用k-shape算法测量场景的相似性,减少场景的数量,具体描述如下:

42、首先,将时间序列集合中的时间序列随机分配给聚类,然后利用如下公式计算电距离:

43、             (13)

44、式中:w为{1,2,…,2m-1};m为时间序列长度;为和为每一步的相似度;q为w-m;为互相关系数;为中每个元素的相似度;为中每个元素的相似度;为序列和的电距离;

45、重复这个过程,直到算法收敛并返回最佳场景和中心成员的序列。

46、所述步骤4中,在matlab环境下,利用gurbi求解器,通过求解上述目标函数和约束条件,得到最佳的网络重构策略;

47、引入两个指标测量指标,分别为:测量场景k中的电压偏差指标为,测量场景k中的功率波动指标为,如用如下公式描述该指标:

48、                    (14)

49、式中: 表示场景k概率的权重,总数据集为365。

50、本专利技术有益效果:采用虚拟电厂的最佳聚合方法和网络重构,保证了同一虚拟电厂的组件之间的连接,降低了计算负担,进一步提高了虚拟电厂的性能。

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【技术保护点】

1.一种考虑虚拟电厂的电压偏差和功率的最优聚合方法,其特征是,

2.根据权利要求1所述一种考虑虚拟电厂的电压偏差和功率的最优聚合方法,其特征在于:所述步骤1中,目标函数前两项是以虚拟电厂内部的电压偏差和每个虚拟电厂的总有功功率方差最小进行构建,最后一项是保证所有资源在运行约束下都连接到馈线上,具体构建方法如下:

3.根据权利要求1所述一种考虑虚拟电厂的电压偏差和功率的最优聚合方法,其特征在于:所述步骤2中,混合整数线性规划模型的各个约束条件的构建方法中配电网潮流约束如下:

4.根据权利要求1所述一种考虑虚拟电厂的电压偏差和功率的最优聚合方法,其特征在于:所述步骤2中,混合整数线性规划模型的各个约束条件的构建方法中描述通过支路的逻辑流约束如下:

5.根据权利要求1所述一种考虑虚拟电厂的电压偏差和功率的最优聚合方法,其特征在于:所述步骤2中,混合整数线性规划模型的各个约束条件的构建方法中变量限制约束如下:

6.根据权利要求1所述一种考虑虚拟电厂的电压偏差和功率的最优聚合方法,其特征在于:所述步骤2中,混合整数线性规划模型的各个约束条件的构建方法中节点划分约束如下:

7.根据权利要求1所述一种考虑虚拟电厂的电压偏差和功率的最优聚合方法,其特征在于:所述步骤2中,混合整数线性规划模型的各个约束条件的构建方法中电压限制约束如下:

8.据权利要求1所述一种考虑虚拟电厂的电压偏差和功率的最优聚合方法,其特征在于:所述步骤2中,混合整数线性规划模型的各个约束条件的构建方法中一些其他约束如下:

9.权利要求1所述一种考虑虚拟电厂的电压偏差和功率的最优聚合方法,其特征在于:所述步骤3中,利用K-shape算法测量场景的相似性,减少场景的数量,具体描述如下:

10.权利要求1所述一种考虑虚拟电厂的电压偏差和功率的最优聚合方法,其特征在于:所述步骤4中,在MATLAB环境下,利用GURBI求解器,通过求解上述目标函数和约束条件,得到最佳的网络重构策略;

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【技术特征摘要】

1.一种考虑虚拟电厂的电压偏差和功率的最优聚合方法,其特征是,

2.根据权利要求1所述一种考虑虚拟电厂的电压偏差和功率的最优聚合方法,其特征在于:所述步骤1中,目标函数前两项是以虚拟电厂内部的电压偏差和每个虚拟电厂的总有功功率方差最小进行构建,最后一项是保证所有资源在运行约束下都连接到馈线上,具体构建方法如下:

3.根据权利要求1所述一种考虑虚拟电厂的电压偏差和功率的最优聚合方法,其特征在于:所述步骤2中,混合整数线性规划模型的各个约束条件的构建方法中配电网潮流约束如下:

4.根据权利要求1所述一种考虑虚拟电厂的电压偏差和功率的最优聚合方法,其特征在于:所述步骤2中,混合整数线性规划模型的各个约束条件的构建方法中描述通过支路的逻辑流约束如下:

5.根据权利要求1所述一种考虑虚拟电厂的电压偏差和功率的最优聚合方法,其特征在于:所述步骤2中,混合整数线性规划模型的各个约束条件的构建方法中变量限制约束如下:

6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭明星吕冉高赐威兰莉王素费斐常宸
申请(专利权)人:国网上海市电力公司
类型:发明
国别省市:

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