[发明专利]一种基于升维仿射的配电网节点电压实时控制方法

权利要求书

1.一种基于升维仿射的配电网节点电压实时控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)获取配电网系统中配电网网络拓扑、线路参数和负荷信息，通过随机优化方法对光伏发电的不确定性进行建模，并建立分布式光伏线性仿射决策规则下的配电网节点电压实时控制模型；

(2)以线性仿射决策规则下的配电网节点电压实时控制模型为基础，采用升维仿射原理对非线性仿射决策规则与高维空间线性仿射决策规则进行转换；得到基于随机优化与升维仿射的分布式光伏分段线性仿射决策规则下的配电网节点电压实时控制模型；

(3)将所述步骤(2)得到的配电网节点电压实时控制模型通过对偶原理进行求解，从而获得分布式光伏分段线性仿射决策规则下的配电网节点电压实时控制策略。

2.根据权利要求1所述的一种基于升维仿射的配电网节点电压实时控制方法，其特征在于：所述步骤(1)中通过随机优化方法对光伏发电的不确定性进行建模，并建立分布式光伏线性仿射决策规则下的配电网节点电压实时控制模型的方法，包括如下步骤：

1.1基于随机优化对光伏发电不确定性建模：

基于光伏实际发电功率的统计信息，光伏实际发电功率与预测功率之间的偏差满足：

ΔP_k～U(ΔP_k,min,ΔP_k,max)

其中，ΔP_k为光伏实际发电功率P与预测功率P₀之间的偏差，可记作随机变量ζ_k；U为均匀分布；ΔP_k,min、ΔP_k,max分别为ΔP_k的下界与上界；

1.2分布式光伏线性仿射决策规则下的配电网节点电压实时控制模型

基于随机优化与线性仿射决策规则的电压实时控制策略中采用场景的方法进行模拟，目标函数为最小化电压偏差的期望，如下所示：

其中，|ΔV_j,s|表示第s个场景下配电网节点j电压偏差的绝对值，n为节点总数，I为光伏的场景总数，上式表示最小化所有节点电压偏差的期望，其中，|ΔV_j,s|可表示为：

其中，ΔP_k,s表示与光伏相连的节点k在预测出力P₀下光伏的随机波动，ΔQ_k,s为光伏逆变器在ΔP_k,s下对应无功功率的调节出力；m为与光伏相连的节点总数；与分别为配电网节点j的电压幅值相对于节点k光伏有功和无功功率注入的灵敏度系数，其值根据运行点(P₀,Q₀)处雅可比矩阵的逆矩阵计算得到，计算方法如下：

在n节点配电网中，节点1为平衡节点，其余节点为PQ节点，则有：

式中，雅可比矩阵中每个子矩阵J_Pδ、J_P|V|、J_Qδ和J_Q|V|大小均为(n-1)×(n-1)，Δδ为节点电压相角向量，Δ|V|为节点电压幅值向量，则通过对雅可比矩阵求逆可得：

式中，K_P|V|与K_Q|V|即为灵敏度系数与构成的矩阵；

根据光伏逆变器实时控制的线性仿射决策规则有：

ΔQ_k,s＝α_kΔP_k,s+β_k

式中，α_k与β_k为光伏k线性仿射决策规则的斜率与截距，则目标函数表示如下：

基于随机优化与线性仿射决策规则的配电网节点电压实时控制策略中光伏发电容量约束与功率因数约束表示如下：

|Q_k,0+ΔQ_k,s|≤κ|P_k,0+ΔP_k,s|,k＝2,...,m

式中，P_k,0与Q_k,0分别为光伏k的运行点，S_k为光伏k的额定发电容量；κ为光伏发电的功率因数上限；

通过线性化方法，将光伏出力约束表示如下：

a_l,kΔP_k,s+b_l,kΔQ_k,s≤c_l,k,k＝2,...,m,l＝1,...,6

式中，a_l,k、b_l,k与c_l,k为对应的常数项系数；

基于随机优化与线性仿射决策规则的配电网节点电压实时控制模型如下所示：

式中，t_j,s为辅助变量；第三个约束为鲁棒约束。