[发明专利]一种配电网电压自主优化控制方法及装置

权利要求书

1.一种配电网电压自主优化控制方法，其特征在于，包括：

基于预先建立的配电网双时间尺度最优电压控制模型，将电压优化控制问题转化成马尔科夫决策过程；所述配电网双时间尺度最优电压控制模型为：

将整个时间段划分为若干个区间，将区间定义为长时间尺度，将每个区间划分为若干个时隙，将时隙定义为短时间尺度，建立配电网双时间尺度最优电压控制模型如下：

需满足约束条件如下：

P_j(T,t)＝P_L,j(T,t)+P_Batt,j(T,t)-P_PV,j(T,t)；

Q_j(T,t)＝Q_L,j(T,t)-Q_Cap,j(T,t)-Q_PV,j(T,t)；

其中，U_i(T,t)表示母线节点i处电压幅值，U_j(T,t)表示母线节点j处电压幅值，t为短时间尺度，T为长时间尺度，表示均值运算，N_T表示长时间尺度个数，N_t表示一个长时间尺度所划分的短时间尺度个数，N表示母线节点数，a_cap,i(T)为第i个电容器控制变量，表示电容器的通断状态，a_batt,i(T,t)为第i个储能装置t时刻的控制变量，a_pv,i(T,t)为第i个光伏逆变器t时刻的控制变量，Q_Cap,i(T,t)为第i个电容器t时刻的无功功率，为第i个电容器无功功率铭牌值，SOC_i(T,t)为第i个储能装置t时刻的荷电状态，P_Batt,i(T,t)为第i个储能装置t时刻的充放电功率，为第i个储能装置的最大充放电功率，SOC_i,min、SOC_i,max为第i个储能装置的最小、最大安全容量，为第i个光伏逆变器额定容量，Q_PV,i(T,t)为第i个光伏逆变器t时刻的无功输出，为第i个逆变器t时刻的最大无功输出值，P_PV,i(T,t)为第i个光伏逆变器t时刻的有功输出，P_L,j(T,t)和Q_L,j(T,t)表示节点j处在t时刻的有功负荷和无功负荷，I_ij(T,t)为t时刻支路(i,j)上的电流幅值，r_ij和x_ij是支路(i,j)的电阻和电抗，P_ij(T,t)和Q_ij(T,t)为t时刻从节点i流向节点j的有功和无功功率，ψ(j)和φ(j)分别是节点j的父母线组和子母线组，{a_cap(T)}表示所有电容器控制变量集合，{a_batt(T,t)}表示所有储能装置控制变量集合，{a_pv(T,t)}表示所有光伏逆变器控制变量集合；

基于所述马尔科夫决策过程中的离散型控制变量构建深度Q网络智能体，基于所述马尔科夫决策过程中的连续型变量构建深度确定性策略梯度智能体；所述马尔科夫决策过程中的离散型控制变量为电容器控制变量，基于马尔科夫决策过程中的离散型控制变量构建深度Q网络智能体，包括：

所述深度Q网络智能体的状态向量表示为：

其中，s_cap(T)表示长时间尺度T内深度Q网络智能体的状态向量，表示长时间尺度T内的各母线节点的平均有功功率组成的向量；a_cap(T-1)表示长时间尺度T-1内的各电容器控制变量组成的向量；

所述深度Q网络智能体的动作向量表示为：

a_cap(T)＝[a_cap,1(T),a_cap,2(T),…,a_cap,Ncap(T)]^T，

其中，a_cap(T)表示长时间尺度T内的电容器控制变量向量，a_cap,i(T)表示长时间尺度T内第i个电容器控制变量，a_cap,i(T)∈{0,1}，i＝1,2,…,Ncap，Ncap为电容器总数；

所述深度Q网络智能体的奖励为：

其中，r_cap(T)表示长时间尺度T内的深度Q网络智能体的奖励，

采用ε-greedy策略来选择电容器的动作，表示为：

其中，a_T为当前选择的电容器动作，A为动作空间，Q_μ(s_T,a_T；θ_Q)为Q函数，s_T为当前选择的电容器状态，θ_Q为Q网络参数，下标T表示当前时间区间，ε∈[0,1]，为常数，β∈[0,1]随机产生；

基于调压装置的历史状态数据构建训练集和测试集，训练所述深度Q网络智能体和深度确定性策略梯度智能体，其中所述调压装置包括电容器组、光伏逆变器和储能装置；

将实时获得的调压装置状态数据输入到训练好的深度Q网络智能体和深度确定性策略梯度智能体，得到输出动作，对配电网电压进行优化控制。