[發(fā)明專利]考慮源荷互動(dòng)和分布式電源出力隨機(jī)性的配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)控方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910056978.2
• 申請(qǐng)日: 2019-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN109474022A
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳紅斌;駱晨;曾希;周亦堯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02J3/24;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

1.一種考慮源荷互動(dòng)和分布式電源出力隨機(jī)性的配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)控方法，其特征是按如下步驟進(jìn)行：

步驟1、利用式(1)建立得到目標(biāo)函數(shù)：

f＝min(C_respond+C_loss+C_device+C_quality) (1)

式(1)中：f為主動(dòng)配電網(wǎng)的運(yùn)行總指標(biāo)；C_respond為需求響應(yīng)調(diào)節(jié)的經(jīng)濟(jì)成本指標(biāo)，并通過式(2)得到；C_loss為主動(dòng)配電網(wǎng)的網(wǎng)損指標(biāo)，并通過式(3)得到；C_device為主動(dòng)配電網(wǎng)傳統(tǒng)設(shè)備的動(dòng)作次數(shù)指標(biāo)，并通過式(4)得到；C_quality為主動(dòng)配電網(wǎng)的運(yùn)行電壓波動(dòng)性指標(biāo)，并通過式(5)得到；

式(2)中：y_t為t時(shí)段實(shí)際購電量；R_t(y_t)為t時(shí)段配電網(wǎng)的購電成本；為t時(shí)段配電網(wǎng)第n個(gè)節(jié)點(diǎn)的實(shí)際購電量；為t時(shí)段配電網(wǎng)第n個(gè)節(jié)點(diǎn)的實(shí)際購電價(jià)格；T為優(yōu)化調(diào)控時(shí)段集；N為配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)集；

式(3)中：為t時(shí)段配電網(wǎng)的網(wǎng)損；

式(4)中：X_ULTC,t為t時(shí)段內(nèi)變壓器所在檔位；為t時(shí)段第n個(gè)節(jié)點(diǎn)上電容器投入的組數(shù)；V_tⁿ表示t時(shí)段第n個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓；

步驟2、根據(jù)分布式電源的實(shí)際運(yùn)行情況，將分布式電源DG的出力分別如式(6)所示的第一極端場景S₁和如式(7)所示的第二極端場景S₁，其中:

所述第一極端場景S₁為配電網(wǎng)運(yùn)行在負(fù)荷較輕的時(shí)段內(nèi)，且分布式電源DG的輸出達(dá)到預(yù)測值范圍的上限時(shí)的場景；

所述第二極端場景S₂為配電網(wǎng)運(yùn)行在負(fù)荷較重的時(shí)段內(nèi)，且分布式電源DG的輸出達(dá)到預(yù)測值范圍的下限時(shí)的場景；

式(6)和式(7)中：S為分布式電源DG的出力場景集；s為出力場景集S中任意一個(gè)場景；D*為配電網(wǎng)用電需求水平；T′表示電量總需求大于配電網(wǎng)用電需求水平D*的時(shí)段集，T″表示電量總需求小于配電網(wǎng)用電需求水平D^*的時(shí)段集，并有：

T′+T″＝T (8)

步驟3、針對(duì)所述第一極端場景S₁，利用式(9)得到第一極端場景S₁的目標(biāo)函數(shù)：

式(9)中：k為階梯電價(jià)的階梯數(shù)；K為階梯電價(jià)的集合；為t時(shí)段第n個(gè)節(jié)點(diǎn)在第k階電價(jià)下的用電需求，Ω為決策變量和y_t滿足第一極端場景S₁的所有場景魯棒可行域；s為第一極端場景S₁中任意一個(gè)場景，為t時(shí)段第n個(gè)節(jié)點(diǎn)在第k階段的電價(jià)；t為時(shí)段集T′中任意一個(gè)時(shí)段；

步驟4、針對(duì)所述第二極端場景S₂，利用式(10)得到第二極端場景S₂的目標(biāo)函數(shù)：

式(10)中：s為第二極端場景S₂中任意一個(gè)場景；t為時(shí)段集T″中任意一個(gè)時(shí)段；

步驟5、利用式(11)得到總的目標(biāo)函數(shù)：

f＝f₁+f₂ (11)

步驟6、建立配電網(wǎng)源荷互動(dòng)優(yōu)化調(diào)控時(shí)的約束條件：

步驟6.1、利用式(12)建立功率平衡約束：

式(12)中：表示t時(shí)段內(nèi)第i個(gè)分布式電源DG的有功出力，G表示分布式電源DG的集合；

步驟6.2、利用式(13)建立節(jié)點(diǎn)電壓約束：

式(13)中：分別表示配電網(wǎng)第n個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓上、下限；

步驟6.3、利用式(14)建立第i個(gè)分布式電源DG的無功出力約束：

式(14)中：表示t時(shí)段配電網(wǎng)第i個(gè)分布式電源DG的無功出力；表示第i個(gè)分布式電源DG的功率因數(shù)限制；

步驟6.4、利用式(15)建立變壓器檔位約束：

式(15)中，X_ULTCmin、X_ULTCmax分別表示變壓器分接頭檔位的上限與下限；

步驟6.5、利用式(16)建立電容器投入組數(shù)約束：

式(16)中：表示第n個(gè)節(jié)點(diǎn)上安裝的電容器組數(shù)；

步驟6.7、利用式(17)建立實(shí)際負(fù)荷約束：

式(17)中：分別表示t時(shí)段第n個(gè)節(jié)點(diǎn)上負(fù)荷的剛性需求和最大需求量；

步驟6.8、利用式(18)建立階梯電價(jià)約束：

式(18)中：為t時(shí)段階梯電價(jià)第k階的范圍；

步驟7、通過魯棒優(yōu)化生成分布式電源DG的出力場景集S，并運(yùn)用極端場景法限定不確定參數(shù)以確定各時(shí)段分布式電源DG極端場景下的出力，從而完成第一階段的魯棒優(yōu)化求解；

步驟8、根據(jù)各時(shí)段用戶剛性需求量和彈性需求量，通過運(yùn)用需求響應(yīng)方法，制定用戶的用電計(jì)劃，從而完成第二階段的負(fù)荷控制優(yōu)化求解；

步驟9、利用雙層規(guī)劃法對(duì)所述總的目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行尋優(yōu)：

步驟9.1、上層規(guī)劃將參與多階段決策過程的變量進(jìn)行多種組合并分配給下層規(guī)劃中，所述多階段決策過程的變量包括：變壓器分接頭檔位和可投切電容器組的投入組數(shù)；

步驟9.2、在變壓器分接頭檔位和電容器投入組數(shù)確定的情況下，下層規(guī)劃運(yùn)用差分進(jìn)化算法對(duì)分布式電源DG的無功輸出量進(jìn)行優(yōu)化求解，若能確定各時(shí)段分布式電源DG的無功輸出量及其對(duì)應(yīng)的最優(yōu)總目標(biāo)函數(shù)值并共同作為局部最優(yōu)解；則表示參與多階段決策過程的變量組合為良性組合；若各時(shí)段分布式電源DG的無功輸出量均無法同時(shí)滿足所有的約束條件，則表示參與多階段決策過程的變量組合為不良組合；

步驟9.3、下層規(guī)劃將不良組合和良性組合及其對(duì)應(yīng)局部最優(yōu)解反饋給上層規(guī)劃；

步驟9.4、上層規(guī)劃根據(jù)反饋結(jié)剔除果不良組合，并運(yùn)用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法對(duì)各時(shí)段的良性組合進(jìn)行決策，從而得到全局最優(yōu)的方案用于實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)控。