[發明專利]考慮節點注入功率不確定性的主動配電網魯棒重構方法

有效

• 申請號: 201710864413.8
• 申請日: 2017-09-22
• 公開（公告）號: CN107591844B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 吳在軍;徐俊俊;周力;李培帥;竇曉波;顧偉
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 顏盈靜

本發明公開了一種考慮節點注入功率不確定性的主動配電網魯棒重構方法，在利用仿射數對分布式電源出力和負荷需求不確定性進行合理分析與建模基礎上，建立了以綜合考慮網絡開關動作次數最少與網絡有功損耗最低為目標函數，以兼顧網絡安全運行為約束條件的主動配電網魯棒重構模型。本發明彌補了當前配電網重構方案中忽略分布式電源出力間歇性以及電動汽車充電的不足，可為主動配電網下一步安全評估提供支撐。

技術領域

本發明涉及一種考慮節點注入功率不確定性的主動配電網魯棒重構方法，屬于主動配電網優化運行與控制技術領域。

背景技術

高滲透率光伏電站和風機等分布式電源(distributed generation,DG)的發電并網以及電動汽車(electric vehicles,EV)等主動負荷的規模化接入與應用，使得傳統的單向輻射狀配電網逐步轉變為含多能源供電系統，必要時輔助以弱環狀拓撲結構運行的主動配電網(active distribution network,ADN)。與此同時，分布式電源和主動負荷易導致配電網注入功率呈現較強的不確定性，傳統配電網網絡重構技術面臨巨大挑戰，研究不確定性對網絡重構的影響是亟待解決的難題。為此，需要對多類型分布式電源和負荷其注入功率的不確定性進行合理分析與建模，并在網絡重構模型中予以考慮，進一步提高主動配電網安全經濟運行的可靠性。

一般而言，分布式電源出力和負荷需求的不確定性問題，反映到具體的配電網重構模型計算中即線路潮流所具備的不確定性。目前針對配電網的不確定性潮流計算主要有概率潮流、模糊潮流和區間潮流，而基于不確定潮流計算的配電網重構優化模型則主要分為概率模型、模糊數模型以及魯棒模型，其中，相比于概率模型和模糊數模型而言，配電網魯棒重構優化模型中以區間方法來描述配電網注入功率的不確定性問題，無需獲得參數的先驗具體分布情況，只需關注各不確定變量的上下界信息即可，故其工程應用價值更大。

目前國內外在考慮節點注入功率不確定性的主動配電網魯棒重構技術方面已經開展了諸多研究工作，但大多數研究工作中在對網絡中注入功率區間數的選取具有一定主觀能動性，沒有對其上下限進行合理建模分析，且所建立的主動配電網魯棒重構模型中沒有考慮到一類重要的負荷-電動汽車的充電負荷建模問題。此外，在對模型中非線性變量進行線性化松弛操作時所采用的分段線性方法精度較低。

發明內容

本發明為克服傳統配電網重構技術以及現有主動配電網魯棒重構技術的不足之處，對主動配電網魯棒重構模型進行更為精準化地分析與表述，對模型中光伏發電、風機發電以及電動汽車充電等不確定性物理量的上下限進行合理地選取，并以仿射數的形式添加到主動配電網魯棒模型中，為使線性松弛后的數學模型盡可能精確，引入基于最佳等距思想的分段線性逼近方法對原目標函數進行線性松弛。本發明可用于彌補當前配電網重構方案中忽略分布式電源出力間歇性以及電動汽車充電的不足，可為主動配電網下一步安全評估提供支撐。

為了解決上述技術問題，本發明提供了考慮節點注入功率不確定性的主動配電網魯棒重構方法，包括以下步驟：

(1)采用仿射數對節點注入功率的不確定性問題進行合理地建模與分析，該節點注入功率的不確定問題包括光伏發電、風力發電和電動汽車隨機充電；

(2)在步驟(1)的基礎上，建立以綜合考慮網絡開關動作次數最少與網絡有功損耗最低為目標函數，以兼顧網絡安全運行為約束條件的主動配電網魯棒重構模型，該約束條件包括節點注入功率平衡約束、支路最大容量約束和輻射狀網絡拓撲約束；

(3)引入基于最佳等距思想的分段線性逼近方法對主動配電網魯棒重構模型的目標函數松弛為線性可解形式，并且根據對偶定理將主動配電網魯棒重構模型進一步等效轉化為雙層混合整數線性規劃問題；

(4)采用列約束生成算法對轉化后的主動配電網魯棒重構模型進行分解求解，獲得主動配電網最優重構方案。

有益效果：本發明與現有技術相比，具有以下優點：