[发明专利]DG-FMS模式优化设计方法、装置、设备及介质

说明书

本发明公开了一种DG‑FMS模式优化设计方法、装置、设备及介质，方法包括步骤：以年综合费用最小为目标优化新型电力系统中FMS和DG的安装位置和容量，构建外层优化模型；以电网购电量最小为目标优化FMS的功率，构建内层优化模型；求解外层优化模型，优化FMS和DG的接入位置和接入容量，得到第一优化方案并传递给内层优化模型；求解内层优化模型，在外层优化模型给出的第一优化方案下优化FMS的运行功率，得到第二优化方案并传递给外层优化模型，计算外层优化模型的目标函数并更新FMS和DG的接入位置和接入容量；迭代求解，直至获得最优方案。本方法能合理有效规划出FMS和DG的接入位置和接入容量，降低系统运行总成本，提高面向新型电力系统用户供电可靠性。

技术领域

本发明属于电网优化调节技术领域，具体涉及一种DG-FMS模式优化设计方法、装置、设备及介质。

背景技术

在碳中和、碳达峰的双碳目标下，大力发展以新能源为主的新型电力系统是必然趋势，但与此同时，伴随分布式可再生能源、新能源电动汽车等高比例高渗透接入，配电网中电压越限、馈线均衡等问题也随之更加凸显；同时，由于负荷种类多样，不同馈线负荷水平的差异化，以及分布式能源和负荷的随机波动性，还将使得配电网中同一线路在一天内过载和轻载状态时常切换，而仅靠网络重构等传统拓扑结构调整手段，受制于动作次数限制及高成本，以及其固有的刚性调节属性，其在可再生能源消纳能力方面相当有限。随着电力电子技术的发展，柔性多状态开关(Flexible Multi-state Switch，FMS)为改善甚至解决这些问题提供了方案。FMS不仅具有开通和关断功能，还可以连续调节每个端口的有功、无功功率。通过合理配置接入配网的FMS容量和位置，实现直流闭环运行，不仅可以有效改善分布式可再生能源和负荷的波动性带来的电压和潮流越限问题，改善系统潮流分布，同时也对于提高可再生能源的消纳能力具有重要作用。目前，国内外已经开始广泛关注FMS的研究与应用，其中针对FMS接入配电网的规划配置与优化运行更是研究重点，在FMS接入电网的优化运行方面，已有较多研究展开，如有部分文献介绍了FMS对改善配网电压水平和提高分布式电源消纳能力的作用；有部分文献重点分析和研究了带储能的FMS对缓解光伏出力波动的作用，部分文献则统一分析了包括FMS装置在内的各种电力电子设备在支持分布式电源接入方面所发挥的作用，为FMS接入运行提供了较好的参考。总体来看，目前文献多重点关注如何利用FMS提升配电网消纳分布式电源能力，而较少涉及FMS在运行可靠性提升方面的潜力，而实际上FMS能够在电网发生故障时实现非故障部分的不间断供电，减小用户的停电损失，而现有关于FMS运行优化乃至规划配置的研究对此鲜有虑及。

另一方面，在FMS接入配电网的规划配置方面，也有相当的研究被关注，主要是通过FMS规划运行的一体化设计，来实现FMS接入电网的优化布局。如有部分文献综合考虑设备运行、连接损耗、网间交互和容量配置等成本因素，提出了含FMS主动配电网的经济成本优化配置模型来优化FMS接入位置和端口容量；部分文献提出了基于并查集的FMS定容方法，能快速有效地确定FMS实时运行模式，提升了定容问题的求解速度；部分文献综合考虑系统网损和电动汽车充放电的不确定性，构建了多目标的FMS最优配置模型，实现了FMS接入的选址定容；总体来看，目前文献虽考虑了FMS的规划配置与运行优化的联合设计问题，但目前工作的研究大多聚焦在单一FMS或单一分布式电源的优化配置问题，无法得到全面、兼顾的运行优化方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种DG-FMS模式优化设计方法、装置、设备及介质，通过FMS与分布式电源的协同运行增效和联合选址定容，不仅能更大限度的发挥两者之间的联合运行能力，同时还能充分利用两者的互补潜力，实现更优的系统运行。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面，提供了一种DG-FMS模式优化设计方法，包括如下步骤：

以年综合费用最小为目标优化FMS和DG的安装位置和容量，构建外层优化模型；

以电网购电量最小为目标优化FMS的功率，构建内层优化模型；