[發明專利]輻射狀配電網交流潮流模型的計算方法和系統

有效

• 申請號: 202110944491.5
• 申請日: 2021-08-17
• 公開（公告）號: CN113609699B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 黃淳驛;王承民;謝寧
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;H02J3/06;G06F113/04
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明提供了一種輻射狀配電網交流潮流模型的計算方法，包括S1：根據配電系統二階錐潮流模型，構建消除預定義潮流路徑要求的非定向二階錐松弛輻射狀配電網交流潮流模型；S2：根據非定向二階錐松弛輻射狀配電網交流潮流模型描述輻射狀配電網潮流狀態，構建具有混合整數二次規劃結構的配電系統經濟調度優化模型；S3：判斷接入高比例分布式電源的步驟S2的系統是否滿足給定的事前充分性條件，確定構建的配電系統經濟調度優化模型所得出的潮流解能滿足運行要求；S4針對得出潮流解能滿足運行要求的配電系統經濟調度優化模型，利用改進Lp?box交替方向乘子法進行并行計算。本發明能有效解決快速求解接入高比例分布式電源的配電系統交流潮流狀態的難題。

技術領域

本發明涉及電力系統潮流模型技術領域，具體地，涉及一種輻射狀配電網交流潮流模型的計算方法和系統，尤其涉及一種非定向二階錐松弛輻射狀配電網交流潮流模型的計算方法和系統。

背景技術

高比例分布式電源的廣泛接入對配電系統的安全穩定運行提出了挑戰。為在源荷高度不確定運行環境下保障配電系統的安全性與經濟性，滿足實時監測調度大規模分布式電源以及運營可再生能源市場售電交易的需要，開發快速、精確計算配電側潮流狀態的配電網交流潮流模型及其求解算法迫在眉睫。

受制于復雜的配電側拓撲結構以及較高的阻抗比，配電系統潮流模型具有典型的非線性特征，與輸電側潮流相比，難以忽略節點電壓降以及網絡損耗等運行參數。考慮到具有高度非線性特征的配電交流潮流模型需要花費大量時間才能得到較為精確的潮流解，無法達到快速計算配電系統潮流狀態的要求。因此，為克服非線性潮流特性對潮流計算的影響，當前含配電側潮流方程約束的最優經濟調度研究大多規避了對非線性配電潮流模型的直接求解，而是采用近似松弛的方式將非線性方程轉化線性方程或凸方程，即將原始非凸的優化問題轉化為凸優化問題然后進行求解。

當前，基于近似松弛的配電系統潮流計算模型可以分為基于線性近似的潮流計算模型和基于二階錐松弛的潮流計算模型兩類。基于線性近似的潮流計算模型首先采用線性化的Dist-flow模型粗略計算配電潮流參數，然后通過反復求解得到狀態系數，從而估算節點電壓、無功潮流與網絡損耗等運行參數。而基于錐松弛的潮流計算方法則依托于支路潮流模型，通過將非線性饋線潮流等式約束松弛為二階錐，將原非線性問題轉化為凸問題實現配電潮流的快速求解。與前者相比，該模型具有更優越的計算性能，但其計算結果的精確性會受到一系列充分性條件的限制，如必須預定義輻射電網中的潮流路徑，并事前限制饋線阻抗分布、節點電壓約束非緊、節點負荷需求無窮大等，無疑制約了在接入大規模清潔能源的配電系統中的實際應用。

經過檢索，專利文獻CN106159974A公開了一種輸配協調的分布式無功電壓優化方法，屬于電力系統的運行和控制技術領域。本方法綜合考慮了輸電網模型、配電網模型與輸配的耦合關系，構建了由目標函數和約束條件構成的輸配聯合無功優化模型；隨后，對配電網非凸約束進行二階錐松弛，將其轉化為凸約束；應用改進的廣義Benders分解方法對所提出的模型進行求解。該現有技術不能解決高比例接入分布式電源復雜多變帶來的無法滿足實時監測調度大規模分布式電源以及運營可再生能源市場售電交易的需要，開發快速、精確計算配電側潮流狀態的技術問題。

專利文獻CN110611315A公開了一種考慮輸配協同的分布式電源最大接入容量計算方法，該方法首先提出廣義輸配全局優化模型，確定模型的最優性條件。在此基礎上，綜合考慮火電機組、分布式電源、無功補償裝置，提出輸配協同分布式電源最大接入容量計算模型。基于輸配電網的不同特點，利用異構分解算法進行優化模型的求解，輸配電網交替進行各自區域的優化計算，并通過邊界節點電壓、注入功率等參量構建輔助函數保證全網最優性條件滿足。該現有技術雖然彌補了現有分布式電源最大接入容量計算模型中數據模型私密性差、存在潛在的數值穩定性問題等缺陷，但是沒有能夠解決高比例接入分布式電源復雜多變帶來的無法滿足實時監測調度大規模分布式電源以及運營可再生能源市場售電交易的需要，開發快速、精確計算配電側潮流狀態的技術問題。