[發明專利]基于二次約束二次規劃的電力系統大功率失去最優切負荷方法

在審

• 申請號: 201611006844.2
• 申請日: 2016-11-16
• 公開（公告）號: CN106655258A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 商佳宜;王堅俊;應康;樓華輝;廖培;吳汕;陳琳;熊軍
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網浙江省電力公司杭州供電公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/14
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司33101
• 代理人: 陳繼亮,陳琦

技術領域

本發明屬于電源規劃領域，尤其是一種基于二次約束二次規劃的電力系統大功率失去最優切負荷方法。

背景技術

國內外已在電壓偏差、電壓穩定性、諧波污染、繼電保護等方面對分布式電源并網的影響展開了研究，并提出了相應的解決方案。但已有研究提出的分布式新能源消納能力評估方法和提高分布式新能源接入容量的措施均是基于改善電網的某一項指標，不夠全面。分布式光伏消納能力評估是指在保證電網安全穩定經濟高效運行的約束下，求取配電網所能消納的分布式光伏發電最大裝機容量。綜合考慮配電網中制約分布式光伏發電的因素，分析配電網對分布式新能源的消納能力對于指導分布式光伏的有序接入具有重要意義。

發明內容

本發明要解決上述現有技術的缺點，提供一種計算效率更高，更精確的基于二次約束二次規劃的電力系統大功率失去最優切負荷方法。

本發明解決其技術問題采用的技術方案：這種基于二次約束二次規劃的電力系統大功率失去最優切負荷方法，步驟如下：

(1)建立非線性規劃模型

min f(X)

h_i(X)＝0(i＝1,2,…,m)

g_j(X)≥0(j＝1,2,…,l)(1)

其中：X為決策變量向量；f(X)為目標函數；h_i(X)為等式約束函數；g_j(X)為不等式約束函數；

(2)優化模型

配網分布式能源接入極限算法的優化模型如下：

Obj.max.f(x)(2)

S.T.h(x)＝0(3)

(3)采用非線性規劃原對偶內點法求解

引入松弛變量將函數不等式約束化為等式約束及變量不等式約束；用拉格朗日乘子法處理等式約束條件，用內點障礙函數法及制約步長法處理變量不等式約束條件；導出引入障礙函數后的庫恩－圖克最優性條件，并用牛頓－拉夫遜法進行求解；取足夠大的初始障礙因子以保證解的可行性，而后逐漸減小障礙因子以保證解的最優性。

本發明有益的效果是：本發明的方法在保證電網安全穩定經濟高效運行的約束下，求取配電網所能消納的分布式光伏發電最大裝機容量，綜合考慮了配電網中制約分布式光伏發電的因素，分析了配電網對分布式新能源的消納能力，對于指導分布式光伏的有序接入具有重要意義。

具體實施方式

下面對本發明作進一步說明：

這種基于二次約束二次規劃的電力系統大功率失去最優切負荷方法，步驟如下：

(1)建立非線性規劃模型

對于一個包含m個等式約束與l個約束條件的非線性規劃模型來說，可以用式(1)表達：

min f(X)

h_i(X)＝0(i＝1,2,…,m)(1)

g_j(X)≥0(j＝1,2,…,l)

其中：X為決策變量向量；f(X)為目標函數；h_i(X)為等式約束函數；g_j(X)為不等式約束函數；

(2)優化模型

配網分布式能源接入極限算法的優化模型如下：

Obj.max.f(x)(2)

S.T.h(x)＝0(3)

式(2)為目標函數，有：

其中，i為節點編號，S為有條件接入分布式能源的節點編號集，變量表示節點i上接入的分布式電源的有功出力。使用該目標函數，可以使得優化結果的目標函數值等于配網分布式能源接入的極限容量，保證優化結果的最優性。

式(3)為等式約束，即節點功率平衡方程：

其中S_P為有功平衡約束的非零注入節點(包括PV節點和PQ節點)編號集，S_Q為非零注入PQ節點編號集，S_Z為零注入節點編號集；P_ij(V,θ)與Q_ij(V,θ)為節點功率方程，有：

P_ij(V,θ)＝V_iV_j(G_ij cosθ_ij+B_ij sinθ_ij)(9)