[發明專利]一種主動配電網和虛擬電廠協同運行的分布式優化方法

在審

• 申請號: 202110348138.0
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN112990596A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 吳晨雨;顧偉;周蘇洋;吳志
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 徐昶

本發明公開了一種主動配電網和虛擬電廠協同優化運行的分布式優化方法，隨著分布式能源生產技術在主動配電網中的廣泛應用，虛擬電廠常被用來綜合管理這些分布式能源。為了使主動配電網和虛擬電廠能協調、經濟、安全運行，本發明基于多參數規劃和Benders分解法，公開一種主動配電網和虛擬電廠協同運行的分布式優化運行方法。本發明將主動配電網和虛擬電廠的協同優化運行問題拆解成一個主問題和多個子問題。主問題是主動配電網的潮流優化問題，子問題是虛擬電廠的潮流優化問題。相比于傳統的分布式算法，本算法在迭代次數和計算時間上都有著明顯的優勢，以分布式計算的方式有效的解決了主動配電網和虛擬電廠協同優化運行問題。

技術領域

本發明涉及主動配電網和虛擬電廠之間的協同互動和分布式優化運行領 域，具體是一種主動配電網和虛擬電廠協同運行的分布式優化方法。

背景技術

分布式電源、微網、儲能裝置、柔性負荷等電網新元素的出現，對配電網 的運行與調度提出了新的挑戰，主動配電網(active distribution network， ADN)的概念應運而生。主動配電網是根據電力系統的實際運行狀態，以經濟性、 安全性為目標，對大量接入的分布式電源進行主動管理，能夠自適應調節網絡、 電源、負荷的配電網。主動配電網的建設目標是提升配電網對分布式能源的消 納能力，降低配電網運行過程中的峰谷差和綜合網損，滿足用戶對高品質供用 電的定制需求，促進終端用戶對電力系統優化運行的主動參與能力，進一步挖 掘電力系統的設備利用潛力，有效提升能源綜合利用水平。國內外學者從不同 角度對主動配電網多源協同優化調度展開了研究，其中虛擬電廠(virtual powerplant，VPP)被認為是一種有效實現多源協同的控制手段。

近年來為深化我國電力體制改革，加快電力市場建設步伐，虛擬電廠技術 迅速發展。相比傳統發電機組，虛擬電廠內部可包含新能源設備、儲能裝置和 主動用戶等多種靈活性資源；目前，虛擬電廠技術已被逐漸應用于電力市場運 營、新能源消納和能量管理等多個方面。此外，虛擬電廠可利用不同種類靈活 性資源的各自優勢為電網提供諸如能量平衡、無功電壓支持、旋轉備用、頻率 調節和阻塞管理等多類服務，展現出一定經濟價值。然而隨著配電側市場的逐 漸開放，傳統的集中式調度模式不適用于市場化的環境。為了保障市場中多利 益主體的利益和隱私，有必要研究分布式算法實現主動配電網與虛擬電廠的分 布式互動。

發明內容

本發明的目的在于提供一種主動配電網和虛擬電廠協同運行的分布式優化 方法，該方法可以充分考慮主動配電網和虛擬電廠之間的經濟利益，保護不同 利益主體的隱私，合理優化配置能源生產，充分發揮具有不同靈活性資源的虛 擬電廠之間的互補特性和協同效應。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種主動配電網和虛擬電廠協同運行的分布式優化方法，優化方法包括以 下步驟：

S1:主動配電網和虛擬電廠協同優化模型構建；

S2：構建S1中協同優化模型的緊湊形式；

S3：計算初始迭代點，求解可行子問題，構建二次型信息交換函數并計算 臨界區域，并將這些信息反饋給主問題；

S4：解決退化問題；

S5：求解不可行子問題，利用Benders分解法中的割集刻畫不可行子問題 的可行域，并將可行域反饋給主問題，更新主問題的可行域并求解新的最優解； 將新的最優解其發送給各個子問題，作為子問題的邊界條件，各子問題重新進 行獨立優化計算。

進一步的，所述S1具體包括構建以能源生產者的生產成本最小為目標，以 設備和系統運行安全性為約束的主動配電網和虛擬電廠協同優化模型；具體模 型如下：

目標函數：