[發明專利]基于約束聚合的虛擬電廠出力可行域辨識方法及裝置

有效

• 申請號: 201911036748.6
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110783967B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 譚振飛;鐘海旺;夏清;康重慶
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H02J3/48
• 分類號: H02J3/48;H02J3/50;H02J3/24
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 王艷斌

1.一種基于約束聚合的虛擬電廠出力可行域辨識方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，獲取虛擬電廠內部配電系統運行基礎數據；

S2，根據所述虛擬電廠內部配電系統運行基礎數據構建基于交流潮流方程的虛擬電廠靜態安全約束模型；

S3，根據所述虛擬電廠靜態安全約束模型構建虛擬電廠出力可行域模型；

所述虛擬電廠靜態安全約束模型，包括：

其中，式(1)和式(2)分別為節點i和節點j之間的配電線路的有功和無功潮流方程約束，分別為配電線路的有功和無功潮流，b_ij、g_ij分別為配電線路的串聯電納、串聯電導，v_i、v_j分別為節點i和節點j電壓幅值，θ_i、θ_j分別為節點i和節點j電壓相角，是節點編號集合，表示與節點i通過配電線路直接相連的節點編號的集合；

式(3)和式(4)分別是節點有功和無功平衡方程約束，P_i^g、分別是節點i處分布式發電的有功出力和無功出力，P_i^d、分別是節點i的有功負荷和無功負荷，P₀、Q₀分別是虛擬電廠的有功和無功出力；

式(5)表示節點i和節點j之間的配電線路、配電變壓器的傳輸容量約束，式中分別是節點i和節點j之間的配電線路和配電變壓器的視在功率傳輸上限；

式(6)表示配網節點電壓上下限約束，式中分別為節點i允許的電壓幅值上限和下限；

式(7)為分布式發電的有功和無功出力上下限約束，式中是節點i的分布式發電的有功出力上下限，是節點i的分布式發電的無功出力的上下限；

S3進一步包括：

S31，根據所述虛擬電廠靜態安全約束模型確定關于(v,θ,P^g,Q^g,P₀,Q₀)的虛擬電廠靜態安全約束可行域記Ω：

Ω＝{(v,θ,P^g,Q^g,P₀,Q₀)|s.t.(1)～(7)} (8)

其中，v、θ、P^g、Q^g分別是以v_i、θ_i、P_i^g、為元素的向量；

S32，消去虛擬電廠內部狀態變量v、θ和內部決策變量P^g、Q^g，將虛擬電廠靜態安全約束聚合為關于虛擬電廠有功和無功出力的約束，得到虛擬電廠出力可行域模型：

其中，Φ為所述虛擬電廠出力可行域；

S4，根據所述虛擬電廠內部配電系統運行基礎數據和可行域頂點枚舉算法對所述虛擬電廠出力可行域模型進行計算得到虛擬電廠出力可行域；

S4進一步包括：

S41，設定所述虛擬電廠出力可行域的誤差限值ε；

S42，根據所述虛擬電廠內部配電系統運行基礎數據計算初始頂點集合和初始近似多邊形；

所述虛擬電廠出力可行域Φ的初始頂點集包含4個可行域頂點，通過求解如下優化問題計算得到：

其中，是優化問題目標函數系數，對依次取值(1,1)、(1,-1)、(-1,1)、(-1,-1)，通過非線性優化算法或調用非線性優化求解器對式(10)進行求解，對應的優化問題最優解記為v_m為第m個初始頂點；將初始頂點構成集合V₀＝{v₁,v₂,v₃,v₄}，將可行域頂點集合初始化為V＝V₀；將初始頂點構成的多邊形各個邊界的方程的集合記為F^T；對V₀中頂點計算平均值，即

S43，初始化新增邊界集合F^N為空集，即

S44，通過向外平移F^T中的邊界搜索所述虛擬電廠出力可行域Φ的邊界點，對于F^T中的第k個邊界，邊界的方程為邊界兩端的頂點分別為頂點搜索的計算模型如下：

通過非線性優化算法或調用非線性優化求解器求解頂點搜索的計算模型，求解得到頂點最優解記為頂點最優值記為

S45，將頂點最優解加進可行域頂點集合V；

S46，根據設定的所述虛擬電廠出力可行域的誤差限值和步驟S44中的頂點搜索的改進量判斷是否需要增加待平移邊界；

S461，步驟S44中頂點搜索的改進量為：

S462，在Δg_kε時，分別計算v_k與確定的直線的方程f₁^(k)、將f₁^(k)、加入新增邊界集合F^N，返回步驟S44，使用F^T中的第k+1個邊界再進行頂點搜索；

S463，在Δg_k≤ε時，返回步驟S44，使用F^T中的第k+1個邊界進行頂點搜索；

S47，對F^T中的所有邊界方程進行頂點搜索后，判斷F^N是否為空集；

S471，如果F^N不為空集，將待搜索邊界集F^T更新為F^N，即F^T←F^N，并返回步驟S43對更新后的F^T中的邊界進行頂點搜索；

S472，如果F^N為空集，則結束，根據頂點集合V中的頂點確定多邊形，根據確定的多邊形得到所述虛擬電廠出力可行域。