[發明專利]一種基于負荷聚合商優選分級的配電網多重阻塞控制方法

有效

• 申請號: 202110228124.5
• 申請日: 2021-03-02
• 公開（公告）號: CN113077073B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 李振坤;錢晉;張智泉;米陽;符楊;季亮;田書欣
• 申請（專利權）人: 上海電力大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙繼明

1.一種基于負荷聚合商優選分級的配電網多重阻塞控制方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

S1、獲取電網系統中的多條輸電線路的信息，計算輸電線路的線路阻塞風險指標，根據線路阻塞風險指標建立綜合負荷轉移分布因子模型；

S2、獲取參與阻塞管理的所有負荷聚合商和電網系統發送的需求響應時段信息，根據負荷聚合商可靠度指標與綜合負荷轉移分布因子模型，采用灰色定權聚類對負荷聚合商進行分級；

S3、獲取所有負荷聚合商對應的阻塞管理成本信息，將阻塞管理支出費用最小作為優化目標函數建立配電網阻塞管理優化模型，所述配電網阻塞管理優化模型根據負荷聚合商的分級結果，采用機會約束生成輸電線路阻塞管理方案；

所述線路阻塞風險指標包括線路阻塞概率和線路阻塞功率百分比，線路阻塞概率的計算公式如下所示：

其中，E(p_k,t)為t時刻第k個輸電線路的阻塞概率期望值，m_c為所有光伏出力場景中第k個輸電線路發生阻塞的場景總數，N_s為光伏出力的場景總數；

線路阻塞功率百分比的計算公式如下所示：

其中，E(P_k,t)為t時刻第k個輸電線路的阻塞功率百分比期望值，為第s個發送阻塞的場景中輸電線路k上實際流過的有功潮流，P_max,k為第k個輸電線路的可傳輸有功功率上限，且滿足

所述綜合負荷轉移分布因子模型中計算綜合負荷轉移分布因子，具體的計算公式如下所示：

ω_k,t＝E(p_k,t)×E(P_k,t)

其中，Z_i,t為綜合負荷轉移分布因子，ω_k,t為表征t時刻第k個輸電線路的阻塞風險程度的權重因子，l_c為所有發生阻塞的輸電線路的總數，L_k-i為負荷轉移分布因子；

所述負荷轉移分布因子表示將負荷波動轉移至輸電線路的途徑，計算公式如下所示：

L_k-i＝-G_k-i

其中，G_k-i為發電轉移分布因子，m和n分別是輸電線路k兩端的節點號，X_mi和X_ni分別為節點電抗矩陣X中對應位置元素，x_k為第k個輸電線路的電抗；

所述負荷聚合商可靠度指標包括阻塞管理有效性、阻塞管理貢獻度和阻塞管理違約風險，具體的計算公式如下所示：

A₁＝|Z_i,t|

A₂＝P_i^max

其中，A₁為阻塞管理有效性，A₂為阻塞管理貢獻度，A₃為阻塞管理違約風險，P_i^max為第i個負荷聚合商上報的用電負荷最大變動量，M_i為第i個負荷聚合商參與需求響應的總次數，c_i為第i個負荷聚合商的歷史違約次數；

所述灰色定權聚類基于灰類評估體系，所述灰類評估體系中設有被評估單元集、評估指標集和評估灰類集，被評估單元集具體為需要進行優選的負荷聚合商，評估指標集具體為負荷聚合商可靠度指標，評估灰類集包括多個相應指標的灰類；

所述灰類評估體系通過評估指標集和評估灰類集計算得到灰色定權聚類系數，所述灰色定權聚類系數具體通過灰類白化權函數和綜合聚類權重計算得到，通過計算每個負荷聚合商的最大灰色定權聚類系數從而確定負荷聚合商所屬的灰類，所述灰色定權聚類系數的計算公式如下所示：

其中，為被評價的第i個負荷聚合商在第k個灰類上的灰色定權聚類系數，F^k為樣本值的符合度矩陣，具體包括每個樣本的灰類白化權函數，W＝[w₁,w₂,…,w_m]^T為綜合聚類權重向量；

所述灰類白化權函數的函數形式如下所示：

其中，j為評估指標集中的負荷聚合商可靠度指標，k為評估灰類集的灰類；

灰類白化權函數具體包括下限測度白化權函數、中測度白化權函數或上限測度白化權函數，下限測度白化權函數的判定公式如下所示：

記為

中測度白化權函數的判定公式如下所示：

記為

上限測度白化權函數的判定公式如下所示：

記為

所述綜合聚類權重通過主觀權值和客觀權值計算得到，具體計算公式如下所示：

其中，w_i為綜合聚類權重，w_i′為主觀權值，通過建立負荷聚合商可靠度指標兩兩比較的判斷矩陣，求取判斷矩陣的最大特征值對應的特征向量計算得到，為客觀權值，計算公式如下所示：

其中，n為被評價負荷聚合商的數量，h_i為第i個指標的熵值，r_ij為樣本數據；f_ij為第i個指標下第j個被評價負荷聚合商的貢獻度；

所述步驟S3中配電網阻塞管理優化模型通過隨機模擬的粒子群算法求解，優化目標函數具體如下所示：

其中，ρ_i為參與阻塞管理的第i個負荷聚合商的報價，ΔP_i為第i個負荷聚合商在需求響應過程中實際完成的負荷變動量，N為實際參與阻塞管理的負荷聚合商的總數；

所述機會約束的類型包括功率平衡等式約束、負荷聚合商集群響應優先級約束、線路有功潮流約束和負荷聚合商可控負荷資源約束，功率平衡等式約束的計算公式如下所示：

P_i^L＝P_i^before+ΔP_i

其中，N_P和N_L分別為電網系統內光伏發電數目和負荷節點數目，P_G為阻塞管理完成后配電網從上級電網中獲得的功率，P_i^PV為第i臺光伏發電的實際出力，P_i^L為阻塞管理完成后節點負荷的大小，P_i^before為第i個負荷聚合商所在節點阻塞管理前的用電負荷；

負荷聚合商可控負荷資源約束的計算公式如下所示：

|ΔP_i|≤P_i^max

負荷聚合商集群響應優先級約束的計算公式如下所示：

其中，η(v_j)表示優先級為j的負荷聚合商集群參與阻塞管理的二進制量，η(ν_j)＝1表示參與阻塞管理，M_j-1表示優先級為j-1的負荷聚合商集群內的負荷聚合商的總數，P_real,k和P_max,k分別為第k條輸電線路的實際功率和最大功率；

線路有功潮流約束的計算公式如下所示：

Pr(P_real,k≥-P_max,k)≥α

Pr(P_real,k≤P_max,k)≥α

其中，α為預設的機會約束置信水平。