[發(fā)明專利]一種主動(dòng)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)靈活性評(píng)估方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110721056.6
• 申請(qǐng)日: 2021-06-28
• 公開（公告）號(hào): CN113420994B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 褚曉東;顧慧子;劉玉田;李常剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06F17/15;G06F17/16;H02J3/00;G06Q50/06
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 朱忠范

1.一種主動(dòng)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)靈活性評(píng)估方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S01：挖掘主動(dòng)配電網(wǎng)的社團(tuán)結(jié)構(gòu)，得到主動(dòng)配電網(wǎng)的區(qū)域劃分，明確各開關(guān)在配網(wǎng)中所處的結(jié)構(gòu)地位；

步驟S02：在所述社團(tuán)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部進(jìn)行節(jié)點(diǎn)功率的聚合，得到各社團(tuán)的源、匯、傳輸性質(zhì)，構(gòu)造多源多匯流網(wǎng)絡(luò)；

步驟S03：設(shè)置超級(jí)源點(diǎn)與超級(jí)匯點(diǎn)，將所述多源多匯流網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為單源單匯流網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)最大流最小割定理求解網(wǎng)絡(luò)從超級(jí)源點(diǎn)到超級(jí)匯點(diǎn)的最大可行流，即社團(tuán)間最大可交換功率；

步驟S04：根據(jù)社團(tuán)間最大化功率交換的重構(gòu)過程，定義主動(dòng)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)靈活性測(cè)度，確定適配性測(cè)度與敏捷性測(cè)度；

在所述步驟S02中，進(jìn)行各社團(tuán)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)功率的聚合時(shí)，采用隨機(jī)變量的序列化建模方法，離散化可再生能源發(fā)電及負(fù)荷功率等隨機(jī)變量以得到其各自對(duì)應(yīng)的概率性序列，再利用概率性序列間運(yùn)算得到聯(lián)合概率分布，實(shí)現(xiàn)各社團(tuán)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)功率的聚合；

根據(jù)社團(tuán)內(nèi)聚合和所得功率差值的正負(fù)來判斷社團(tuán)的源、匯、傳輸性質(zhì)；當(dāng)功率差值為正時(shí)，對(duì)應(yīng)社團(tuán)為“源社團(tuán)”；當(dāng)功率差值為負(fù)時(shí)，對(duì)應(yīng)社團(tuán)為“匯社團(tuán)”；當(dāng)功率差值為零時(shí)，對(duì)應(yīng)社團(tuán)為“傳輸社團(tuán)”；

在所述步驟S03中，各“源社團(tuán)”與超級(jí)源點(diǎn)所連邊的容量為各“源社團(tuán)”節(jié)點(diǎn)功率聚合后得到的功率差值，各“匯社團(tuán)”與超級(jí)匯點(diǎn)所連邊的容量為各“匯社團(tuán)”節(jié)點(diǎn)功率聚合后所得功率差值的絕對(duì)值；

所述步驟S03的具體過程為：

步驟S301：根據(jù)各社團(tuán)之間原始固設(shè)的配電線路及開關(guān)安裝，確定各社團(tuán)之間的連接關(guān)系以及各連接邊的容量，其中分段開關(guān)用常閉邊表示，聯(lián)絡(luò)開關(guān)用常開邊表示；

步驟S302：設(shè)置超級(jí)源點(diǎn)與各“源社團(tuán)”相連，所連邊的容量為各“源社團(tuán)”聚合后的功率差值，設(shè)置超級(jí)匯點(diǎn)與各“匯社團(tuán)”相連，所連邊的容量為各“匯社團(tuán)”聚合后功率差值的絕對(duì)值；

步驟S303：得到轉(zhuǎn)換后的單源單匯流網(wǎng)絡(luò)后，以最大化網(wǎng)絡(luò)可行流為目標(biāo)進(jìn)行配網(wǎng)社團(tuán)間的重構(gòu)，獲得社團(tuán)間可交換功率的最大值；

所述步驟S04的具體過程為：

步驟S401：根據(jù)社團(tuán)間可交換功率最大值與重構(gòu)前最大可行流的差值，定義主動(dòng)配電網(wǎng)的適配性測(cè)度，同時(shí)除以配網(wǎng)環(huán)網(wǎng)即所有開關(guān)全部閉合時(shí)的最大流，進(jìn)行標(biāo)幺化，以整體測(cè)度來表征配網(wǎng)在節(jié)點(diǎn)注入發(fā)生變化時(shí)通過重構(gòu)所能適應(yīng)的最大潮流波動(dòng)程度，確定適配性測(cè)度；

步驟S402：根據(jù)最大化社團(tuán)間可交換功率的配網(wǎng)重構(gòu)過程，以配網(wǎng)消納潮流波動(dòng)過程中潮流波動(dòng)所影響的范圍大小以及結(jié)構(gòu)變換中動(dòng)作開關(guān)的個(gè)數(shù)來體現(xiàn)配網(wǎng)在結(jié)構(gòu)變換中的動(dòng)作效率，確定敏捷性測(cè)度。

2.如權(quán)利要求1中所述的一種主動(dòng)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)靈活性評(píng)估方法，其特征在于，在所述步驟S01中，當(dāng)配網(wǎng)安裝開關(guān)位于各社團(tuán)之間時(shí)，開關(guān)為社團(tuán)間開關(guān)，根據(jù)開關(guān)類型的不同，可分為社團(tuán)間分段開關(guān)和社團(tuán)間聯(lián)絡(luò)開關(guān)。

3.如權(quán)利要求1中所述的一種主動(dòng)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)靈活性評(píng)估方法，其特征在于，在所述步驟S01中，主動(dòng)配電網(wǎng)的社團(tuán)結(jié)構(gòu)是天然存在的節(jié)點(diǎn)聚集特性，描述社團(tuán)內(nèi)節(jié)點(diǎn)聯(lián)系緊密，社團(tuán)間節(jié)點(diǎn)聯(lián)系稀疏的特點(diǎn)，當(dāng)配網(wǎng)的拓?fù)淇刂蒲b置處于不同的社團(tuán)位置時(shí)，其在結(jié)構(gòu)變換中所起到的導(dǎo)引作用也不同。

4.如權(quán)利要求1中所述的一種主動(dòng)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)靈活性評(píng)估方法，其特征在于，在所述步驟S01中，利用譜聚類方法將社團(tuán)挖掘的切圖問題轉(zhuǎn)換為多項(xiàng)式時(shí)間求解問題，在實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)空間解耦前提下，提高計(jì)算效率。

5.一種主動(dòng)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)靈活性評(píng)估系統(tǒng)，采用了權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的一種主動(dòng)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)靈活性評(píng)估方法，其特征在于，包括：

區(qū)域劃分模塊，用于挖掘主動(dòng)配電網(wǎng)的社團(tuán)結(jié)構(gòu)，得到主動(dòng)配電網(wǎng)的區(qū)域劃分，明確各開關(guān)在配網(wǎng)中所處的結(jié)構(gòu)地位；

多源多匯流網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造模塊，用于在社團(tuán)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部進(jìn)行節(jié)點(diǎn)功率的聚合，得到各社團(tuán)的源、匯、傳輸性質(zhì)，構(gòu)造多源多匯流網(wǎng)絡(luò)；

計(jì)算模塊，用于設(shè)置超級(jí)源點(diǎn)與超級(jí)匯點(diǎn)，將所述多源多匯流網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為單源單匯流網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)最大流最小割定理求解網(wǎng)絡(luò)從超級(jí)源點(diǎn)到超級(jí)匯點(diǎn)的最大可行流，即社團(tuán)間最大可交換功率；

評(píng)估模塊，根據(jù)社團(tuán)間最大化功率交換的重構(gòu)過程，定義主動(dòng)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)靈活性測(cè)度，確定適配性測(cè)度與敏捷性測(cè)度；

在所述多源多匯流網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造模塊中，進(jìn)行各社團(tuán)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)功率的聚合時(shí)，采用隨機(jī)變量的序列化建模方法，離散化可再生能源發(fā)電及負(fù)荷功率等隨機(jī)變量以得到其各自對(duì)應(yīng)的概率性序列，再利用概率性序列間運(yùn)算得到聯(lián)合概率分布，實(shí)現(xiàn)各社團(tuán)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)功率的聚合；

根據(jù)社團(tuán)內(nèi)聚合和所得功率差值的正負(fù)來判斷社團(tuán)的源、匯、傳輸性質(zhì)；當(dāng)功率差值為正時(shí)，對(duì)應(yīng)社團(tuán)為“源社團(tuán)”；當(dāng)功率差值為負(fù)時(shí)，對(duì)應(yīng)社團(tuán)為“匯社團(tuán)”；當(dāng)功率差值為零時(shí)，對(duì)應(yīng)社團(tuán)為“傳輸社團(tuán)”；

在所述計(jì)算模塊中，各“源社團(tuán)”與超級(jí)源點(diǎn)所連邊的容量為各“源社團(tuán)”節(jié)點(diǎn)功率聚合后得到的功率差值，各“匯社團(tuán)”與超級(jí)匯點(diǎn)所連邊的容量為各“匯社團(tuán)”節(jié)點(diǎn)功率聚合后所得功率差值的絕對(duì)值；

所述計(jì)算模塊的具體過程為：

根據(jù)各社團(tuán)之間原始固設(shè)的配電線路及開關(guān)安裝，確定各社團(tuán)之間的連接關(guān)系以及各連接邊的容量，其中分段開關(guān)用常閉邊表示，聯(lián)絡(luò)開關(guān)用常開邊表示；

設(shè)置超級(jí)源點(diǎn)與各“源社團(tuán)”相連，所連邊的容量為各“源社團(tuán)”聚合后的功率差值，設(shè)置超級(jí)匯點(diǎn)與各“匯社團(tuán)”相連，所連邊的容量為各“匯社團(tuán)”聚合后功率差值的絕對(duì)值；

得到轉(zhuǎn)換后的單源單匯流網(wǎng)絡(luò)后，以最大化網(wǎng)絡(luò)可行流為目標(biāo)進(jìn)行配網(wǎng)社團(tuán)間的重構(gòu)，獲得社團(tuán)間可交換功率的最大值；

所述評(píng)估模塊的具體過程為：

根據(jù)社團(tuán)間可交換功率最大值與重構(gòu)前最大可行流的差值，定義主動(dòng)配電網(wǎng)的適配性測(cè)度，同時(shí)除以配網(wǎng)環(huán)網(wǎng)即所有開關(guān)全部閉合時(shí)的最大流，進(jìn)行標(biāo)幺化，以整體測(cè)度來表征配網(wǎng)在節(jié)點(diǎn)注入發(fā)生變化時(shí)通過重構(gòu)所能適應(yīng)的最大潮流波動(dòng)程度，確定適配性測(cè)度；

根據(jù)最大化社團(tuán)間可交換功率的配網(wǎng)重構(gòu)過程，以配網(wǎng)消納潮流波動(dòng)過程中潮流波動(dòng)所影響的范圍大小以及結(jié)構(gòu)變換中動(dòng)作開關(guān)的個(gè)數(shù)來體現(xiàn)配網(wǎng)在結(jié)構(gòu)變換中的動(dòng)作效率，確定敏捷性測(cè)度。