[發明專利]一種基于實時市場電價的配電網拓撲推導方法

在審

• 申請號: 202211697152.2
• 申請日: 2022-12-28
• 公開（公告）號: CN116247676A
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 段盼;張奔;彭靜;周小軍;田紅花;何婭;張連芳;時英橋;劉峰佚
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學;重慶舉宇科技有限公司
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06;H02J3/00;G06F30/18;G06F30/27;G06N3/006;G06F113/04
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 廖曦

1.一種基于實時市場電價的配電網拓撲推導方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：

S1：建立綜合能源需求響應模型

S2：潮流分析與電價對比；

S3：電網拓撲重構。

2.根據權利要求1所述的一種基于實時市場電價的配電網拓撲推導方法，其特征在于：所述S1具體為：

價格型需求響應模型如式(1)所示；

式中：E_Lt，H_Lt，C_Lt為施行價格型需求響應后的t時刻負荷；E(t,t′)，H(t,t′)，C(t,t′)分別為電、熱、冷負荷的價格彈性系數，若t′時刻和t時刻相同，參數取為自彈性，若不同則為交叉彈性；p_0,t′，p_t′分別為在t′時刻施行需求響應前后的電價，分別采用購電分時電價以及購電實時電價；

以綜合能源系統IES內調度成本最小為目標，構建綜合能源需求響應優化模型，具體表示為：

T_C＝min(C_e+C_g)???????????????????????????(2)

式中：T_C為IES內調度費用總和；C_e為購電成本；C_g為購天然氣成本；其中：

式中：T_d為調度周期：c_e,t為t時段從電網購電電價；P_e,t為t時段從電網購電功率；c_s,t為t時段向電網售電電價；P_s,t為t時段向電網售電功率；c_g為所購天然氣的單位熱值價格；P_g,t為IES購氣功率。

3.根據權利要求2所述的一種基于實時市場電價的配電網拓撲推導方法，其特征在于：所述S2具體為：

采用前推回代法進行配電網絡的潮流計算；前推回代法是根據已知的配電網始端電壓和末端負荷，以饋線為基本計算單位，求解配電網中各節點電壓的潮流計算方法；首先假設電網中電壓均為額定值，根據負荷有功功率由末端向始端逐段推算，只計算各元件的功率損耗，而不計算節點電壓，求解得到各支路的電流以及功率損耗，并由此得到始端功率，為回代過程：再根據已知的始端電壓及求得的始端功率，由始端向末端逐段推算電壓降落，求得每個節點電壓，是前推過程；重復上述過程，直至每個節點的功率偏差滿足允許條件為止；

前推回代法的基本操作步驟是首先從離電源點最遠的點開始，利用線路的額定電壓，沿著功率的反方向依次算出各線路阻抗中的功率損耗和功率分布；然后根據求得的網絡功率分布，從電源點開始，沿著功率的傳遞方向，依次計算各段線路的電壓降落，從而求出各節點電壓；

配電網分解成若干個不連通的單電源子網，每個負荷節點都是由符合輻射狀分布網絡的單電源子網供電；潮流計算根據給定的網絡結構和其他已知條件，計算網絡中的功率分布、功率損耗和未知節點的節點電壓值。

4.根據權利要求3所述的一種基于實時市場電價的配電網拓撲推導方法，其特征在于：所述S3具體為：

對于Logistic映射，有：

X_n+1＝X_n×μ×(1-X_n)??????????????????????????(4)

受控的Logistic映射方程為：

X_n+1＝X_n×μ×(1-X_n)+μ(n)??????????????????????(5)

配網重構目標函數，以電價相差最小為目標的函數，表示如下：

minΔLMP_j＝LMP_j-LMP_j-1?????????????????????(6)

其中：ΔLMP_j為節點j的電價差值，LMP_j為現階段計算的電價，LMP_j-1為基準電價；通過調用潮流分析程序得到在次拓撲下節點電價的數據，與標準拓撲下的基準電價作比較，得出差值；

配網重構約束條件為：

潮流約束為：

其中ET_k和EF_k為節點k流入、流出的起點集合；為節點k的流入功率；為流出功率；D_k為功率需求；

容量約束為：

S_tS_tmax·i_t≤I_Ut??????????????????????????(8)

其中S_t為元件t容量；S_tmax為元件最大容量；i_t元件實際通過電流；I_Ut元件最大允許通過電流；

電壓約束為：

U_imin≤U_i≤U_imax?????????????????????????(9)

其中U_imin、U_imin分別表示節點i的電壓下界和上界；

拓撲約束為：

g_k∈G(10)其中，g為重構后網絡；G輻射狀拓撲結構；若網絡重構后，網絡仍然為輻射狀結構，不影響繼電保護裝置的動作；

網絡重構是保證滿足以上約束條件的情況下，通過配電網絡中的聯絡開關或者分段開關的開關狀態開合的調整，以優化網絡的運行結構，從而使配電網達到電價相差最小的指標，完成配電網絡重構。