[发明专利]一种柔性互联配电网动态优化调度方法及系统

说明书

本发明公开了一种柔性互联配电网动态优化调度方法及系统，以各馈线通过多端背靠背柔直连接的柔性互联配电网为对象，针对可再生能源出力以及负荷需求的不确定性，提出基于模型预测控制的柔性互联配电网动态优化调度方法。首先，基于可再生能源及负荷超短期功率预测信息，通过计算各节点电压灵敏度，建立电压预测模型，然后建立柔性配电网优化运行模型，以预测电压与额定电压偏差以及综合供电成本最小为目标，并结合自适应动态权重的方法以及反馈校正，优化求解出MBVH的调度指令值并下发，该方法不仅有效解决分布式电源出力以及负荷需求随机波动产生的电压越限等问题，而且有效平衡柔性互联配电网运行的经济性与安全性。

技术领域

本发明属于主动配电网优化运行技术领域，具体涉及一种基于模型预测控制的柔性互联配电网动态优化调度方法及系统。

背景技术

我国配电网长期实行的“闭环设计、开环运行”方式，不仅影响了供电可靠性的进一步提升，而且难以满足高渗透分布式电源(distributed generation，DG)友好接入。多端背靠背柔直(multi-terminal back-to-backVSC-HVDC，MBVH)是最新发展的电网柔性控制技术，不但可以实现任意馈线长期安全合环运行，而且可精确调控馈线间的潮流分布。配电网柔性互联运行，是提升供电可靠性、保证高渗透DG满额消纳的重要途径。

柔性互联配电网中可再生能源出力以及负荷需求预测误差随预测时间尺度的增长而增大，因此，将日前优化调度结果直接应用于柔性互联配电网日内运行，未能充分考虑风光及负荷的不确定性所带来的电压越限风险。模型预测控制(model predictivecontrol,MPC)基于滚动优化和反馈校正的思想，可以解决含多种不确定因素的系统优化控制问题。主动配电网运行经济性与安全性之间的协调属于多目标优化问题，为确定配网运行整体最优方案，有必要对各目标之间的协调问题加以考虑。当前求解多目标优化问题主要采用多目标优化算法以及加权求和法。采用多目标优化算法求解，在含有多个局部最优解时，无法保证收敛到全局最优解；采用加权求和法求解，难以适应网络运行状态变化给权重选取带来的困难。此外，不同于有载调压变压器、补偿电容器组以及可中断负荷等调控对象，柔性互联配电网中的MBVH具备快速灵活的功率调节能力，因此，模型预测控制若能结合调控对象MBVH的特点，在柔性互联配电网中将会产生更好的应用效果。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种能平衡柔性互联配电网运行的经济性与安全性的基于模型预测控制的柔性互联配电网动态优化调度方法及系统。

技术方案：本发明所述的一种基于模型预测控制的柔性互联配电网动态优化调度方法，包括如下步骤：

(1)以多端背靠背柔直MBVH各变流器有功功率、无功功率为控制变量，利用预先建立的电压预测模型预测k+1时段系统各节点电压；

(2)以预测出的k+1时段系统各节点电压为输入变量，对预先建立的多端背靠背柔直连接的柔性互联配电网数学模型进行优化，求解出k+1时段多端背靠背柔直各变流器有功功率、无功功率，作为k+1时段多端背靠背柔直的调度指令值；

(3)将k+1时段多端背靠背柔直的调度指令值下发至调度中心；

(4)测量k+1时段多端背靠背柔直的调度指令值下发后系统中各节点实际电压，作为下一滚动优化时段电压预测模型的初始值，令k＝k+1转至步骤(1)，进入新一轮优化；直至遍历整个调度周期，结束优化。

所述预先建立的多端背靠背柔直连接的柔性互联配电网数学模型运行的约束方程为：

有功功率平衡约束：

变流器容量约束：