[發明專利]數據驅動的多智能軟開關分區協同自適應電壓控制方法

有效

• 申請號: 202010844136.6
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN111969662B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 冀浩然;霍彥達;王成山;宋關羽;于浩;趙金利;李鵬
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H02J3/48
• 分類號: H02J3/48;H02J3/50;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

1.一種數據驅動的多智能軟開關分區協同自適應電壓控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)根據選定的有源配電網，輸入系統基本參數信息，包括：智能軟開關的接入位置、容量和有功/無功出力功率上限，節點電壓參考值，控制誤差精度，控制器偽雅可比矩陣初始值，起始時刻為t₀，優化控制總時長為T，當前時刻t＝t₀，預測域時間間隔ΔT＝sΔt，控制域時間間隔Δt，控制時移步數k＝1；

2)依據步驟1)給出的有源配電網，在優化時段[t，t+sΔt]內，調節智能軟開關有功傳輸功率及兩端口無功出力水平，分別獲取配電網各個節點電壓和有功無功功率量測的變化量，計算有源配電網節點間偽電氣距離，以各個智能軟開關接入節點為聚類中心，采用聚類密度峰方法進行節點聚類，確定各智能軟開關的有效調節區域；

3)依據步驟2)確定的各智能軟開關的有效調節區域，定義靠近源節點的區域為上游區域，靠近支路末端的區域為下游區域，判斷各區域的電壓控制誤差和相鄰分區的邊界迭代收斂誤差的最大值是否滿足精度要求，若滿足則轉到步驟6)，若不滿足則轉到下一步；

其中所述的各區域的電壓控制誤差和相鄰分區的邊界迭代收斂誤差表示為：

式中，R₁表示各區域的電壓控制誤差，X[t]和X[t-Δt]表示t時刻和t-Δt時刻智能軟開關出力，Y^ref表示各區域電壓和凈負荷參考向量，表示t+Δt時刻各區域電壓和凈負荷估計向量，R₂表示相鄰分區的邊界迭代收斂誤差，r_p表示邊界功率迭代收斂誤差，r_v表示邊界電壓迭代收斂誤差，和分別表示t時刻區域a、區域b的邊界線路l傳輸的有功功率，和分別表示t時刻區域a、區域b的線路l傳輸的無功功率，分別表示t時刻區域a、區域b的邊界節點m、邊界節點n的電壓；

4)在控制時段[t，t+Δt]內，以上游區域電壓偏差和網絡損耗最小為目標，建立上游區域數據驅動的智能軟開關自適應電壓控制模型，采用梯度下降法求解智能軟開關自適應電壓控制模型得到智能軟開關自適應電壓控制策略，并下發到上游區域智能軟開關，獲取各區域節點電壓量測，將邊界節點電壓量測與邊界支路有功、無功功率量測作為邊界信息傳遞給下游區域；其中，

所述的以上游區域電壓偏差和網絡損耗最小為目標J′(X_a[t],X′_a[t])表示為：

式中，X_a[t]和X_a[t-Δt]分別表示t時刻和t-Δt時刻區域a中智能軟開關出力向量，X′_a[t]表示輔助變量，表示區域a中邊界節點n的電壓參考值，和分別表示t-Δt時刻下游區域b傳遞的邊界有功和無功功率，表示t+Δt時刻區域a的邊界節點n的電壓估計值，λ表示權重系數，表示區域a中電壓和凈負荷參考向量，表示t+Δt時刻區域a中電壓和流入功率估計值向量，和分別表示t+Δt時刻區域a中節點電壓和流入功率估計值，和分別表示區域a中節點電壓和凈負荷參考值；

所述的上游區域數據驅動的智能軟開關自適應電壓控制模型表示為：

式中，Y_a[t]和分別表示t時刻區域a的電壓和流入功率的量測值和估計值向量，X_a[t]和X_a[t-Δt]分別表示t時刻和t-Δt時刻區域a中智能軟開關出力向量，Φ_a[t]和Φ_a[t-Δt]分別表示t時刻和t-Δt時刻區域a偽雅可比矩陣，μ代表權重系數；

5)以下游區域電壓偏差和網絡損耗最小為目標，建立下游區域數據驅動的智能軟開關自適應電壓控制模型，采用梯度下降法求解下游區域數據驅動的智能軟開關自適應電壓控制模型得到智能軟開關自適應電壓控制策略，并下發到下游區域智能軟開關，將邊界節點電壓量測與邊界支路有功、無功功率需求作為邊界信息傳遞給上游區域；其中，

所述的以下游區域電壓偏差和網絡損耗最小為目標表示為：

式中，X_b[t]和X_b[t-Δt]分別表示t時刻和t-Δt時刻區域b中智能軟開關出力向量，X′_b[t]表示拓展變量，表示區域b中節點m的電壓參考值，表示t+Δt時刻區域b中節點m的電壓估計值，λ表示權重系數，和分別表示t-Δt時刻上游區域a傳遞的邊界有功和無功功率，表示區域b中電壓和凈負荷參考向量，表示t+Δt時刻區域b中電壓和流入功率的估計值向量，和分別表示t+Δt時刻區域b中節點電壓和流入功率估計值，和分別表示區域b中節點電壓和凈負荷參考值。

所述的下游區域數據驅動的智能軟開關自適應電壓控制模型表示為：

式中，表示t+Δt時刻區域b中電壓和流入功率的估計值向量，Y_b[t]和分別表示t時刻區域b的電壓和流入功率的量測值和估計值向量，X_b[t]和X_b[t-Δt]分別表示t時刻和t-Δt時刻區域b中智能軟開關出力向量，Φ_b[t]和Φ_b[t-Δt]分別表示t時刻和t-Δt時刻區域b偽雅可比矩陣，μ代表權重系數；

6)更新控制時刻t＝t+Δt，時移步數k＝k+t，判斷控制域時移步數k是否達到設定值s，若否，則返回步驟4)；若達到，則進入步驟7)；

7)判斷當前時刻t是否達到控制總時長T，若否，則令k＝t，返回步驟2)，若達到，則自適應電壓控制過程結束。