[發明專利]一種基于模型預測控制的配電網有功無功協調調控方法

有效

• 申請號: 201611158742.2
• 申請日: 2016-12-15
• 公開（公告）號: CN106786806B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 王勇;張明;劉海波;任佳依;顧偉;嵇文路;孫昕杰;蘭嵐;朱紅勤
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力公司南京供電公司;東南大學;國家電網公司;國網江蘇省電力公司
• 主分類號: H02J3/48
• 分類號: H02J3/48;H02J3/50
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 于忠洲

1.一種基于模型預測控制的配電網有功無功協調調控方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟10)，日前階段，建立配電網日前優化調控模型，該模型以配電網運行成本最小為優化目標，以潮流約束、配電網運行安全約束、分布式電源有功無功協調出力約束、柔性負荷約束以及無功補償設備約束為約束條件；

步驟20)，對配電網日前優化調度模型進行求解，得到日前配電網有功無功調控計劃，并將該計劃提前下達；

步驟30)，日內階段，每隔固定時間間隔，利用步驟20)求解得到的日前配電網有功無功調控計劃，基于當前時刻配電網運行狀態量測值，考慮當前和未來的運行約束條件，建立日內滾動校正階段有限時段的預測模型和有功無功協調優化調控模型，對日前預測誤差造成的日內實際計劃偏離現象進行修正，求解未來有限時段的日內有功無功控制指令序列；

步驟40)，執行第一個時刻的日內有功無功控制指令，時間窗口后移一個時間間隔，重復日內滾動校正優化過程；

步驟10)中，配電網日前優化調控階段模型為：

minF^DA(U^DA)

s.t.G^DA(U^DA)≤0

式中，F^DA為日前階段模型的配電網運行成本最小目標函數，G^DA為模型中的約束條件，包括潮流約束、配電網運行安全約束、分布式電源有功無功協調出力約束、柔性負荷約束以及無功補償設備約束，U^DA為日前階段模型中的控制變量，為日前t時刻主網聯絡線交換功率，和為日前t時刻節點i處可再生能源有功功率和可控分布式電源有功功率，為t時刻在節點i處負荷的受控有功功率；和分別為日前t時刻節點i處儲能裝置的充電功率和放電功率，以及分別為日前t時刻節點i處靜止無功補償裝置SVC的無功功率、儲能無功出力、補償電容器無功功率、可再生能源無功出力以及可控分布式電源無功功率，為日前t時刻支路ij處有載調壓器OLTC的可調變比；步驟10)中，配電網運行成本最小的目標函數為：

式中，ΔT為日前優化調控階段的單位時間間隔，ρ_G,t為t時刻區域配電網與主網聯絡線交換功率的單位成本，ρ_RE,i、ρ_CDG,i以及ρ_ESS,i分別為節點i處可再生能源、可控分布式電源以及儲能的單位有功功率上網電價，為日前t時刻節點i處負荷的受控狀態，1表示受控，0表示不受控，為節點i處負荷的補償費用，ρ_T為OLTC的單位檔位調節成本，ΔU_T為OLTC檔位的全天總調節量，ρ_C為補償電容器的單位檔位調節成本，ΔU_C為補償電容器檔位的全天總調節量；

其中，ψ_RE表示可再生能源節點集合；ψ_DG表示可控分布式電源節點集合；ψ_IL表示可中斷負荷節點集合；ψ_ESS表示儲能節點集合；

步驟10)中，潮流約束為：

式中，和分別為日前t時刻支路ij的首端有功功率和無功功率，和分別為日前t時刻節點j的有功功率和無功功率凈注入值，和分別為日前t時刻節點j的負荷有功功率和負荷無功功率，為日前t時刻節點j處電壓幅值，r_ij和x_ij分別為線路ij的電阻和電抗，為日前t時刻支路ij上的電流；

其中，和分別為日前t時刻支路jk的首端有功功率和無功功率；和分別為日前t時刻節點j處儲能裝置的充電功率和放電功率；和為日前t時刻節點j處可再生能源有功功率和可控分布式電源有功功率；為t時刻在節點j處負荷的受控有功功率；分別為日前t時刻節點j處靜止無功補償裝置SVC的無功功率、儲能無功出力、補償電容器無功功率、可再生能源無功出力以及可控分布式電源無功功率；表示日前t時刻節點i處電壓幅值；

配電網運行安全約束為：

式中，和分別為節點i電壓幅值上下限，為支路ij電流幅值上限。