[发明专利]一种主动配电网和虚拟电厂协同运行的分布式优化方法

说明书

本发明公开了一种主动配电网和虚拟电厂协同优化运行的分布式优化方法，随着分布式能源生产技术在主动配电网中的广泛应用，虚拟电厂常被用来综合管理这些分布式能源。为了使主动配电网和虚拟电厂能协调、经济、安全运行，本发明基于多参数规划和Benders分解法，公开一种主动配电网和虚拟电厂协同运行的分布式优化运行方法。本发明将主动配电网和虚拟电厂的协同优化运行问题拆解成一个主问题和多个子问题。主问题是主动配电网的潮流优化问题，子问题是虚拟电厂的潮流优化问题。相比于传统的分布式算法，本算法在迭代次数和计算时间上都有着明显的优势，以分布式计算的方式有效的解决了主动配电网和虚拟电厂协同优化运行问题。

技术领域

本发明涉及主动配电网和虚拟电厂之间的协同互动和分布式优化运行领 域，具体是一种主动配电网和虚拟电厂协同运行的分布式优化方法。

背景技术

分布式电源、微网、储能装置、柔性负荷等电网新元素的出现，对配电网 的运行与调度提出了新的挑战，主动配电网(active distribution network， ADN)的概念应运而生。主动配电网是根据电力系统的实际运行状态，以经济性、 安全性为目标，对大量接入的分布式电源进行主动管理，能够自适应调节网络、 电源、负荷的配电网。主动配电网的建设目标是提升配电网对分布式能源的消 纳能力，降低配电网运行过程中的峰谷差和综合网损，满足用户对高品质供用 电的定制需求，促进终端用户对电力系统优化运行的主动参与能力，进一步挖 掘电力系统的设备利用潜力，有效提升能源综合利用水平。国内外学者从不同 角度对主动配电网多源协同优化调度展开了研究，其中虚拟电厂(virtual powerplant，VPP)被认为是一种有效实现多源协同的控制手段。

近年来为深化我国电力体制改革，加快电力市场建设步伐，虚拟电厂技术 迅速发展。相比传统发电机组，虚拟电厂内部可包含新能源设备、储能装置和 主动用户等多种灵活性资源；目前，虚拟电厂技术已被逐渐应用于电力市场运 营、新能源消纳和能量管理等多个方面。此外，虚拟电厂可利用不同种类灵活 性资源的各自优势为电网提供诸如能量平衡、无功电压支持、旋转备用、频率 调节和阻塞管理等多类服务，展现出一定经济价值。然而随着配电侧市场的逐 渐开放，传统的集中式调度模式不适用于市场化的环境。为了保障市场中多利 益主体的利益和隐私，有必要研究分布式算法实现主动配电网与虚拟电厂的分 布式互动。

发明内容

本发明的目的在于提供一种主动配电网和虚拟电厂协同运行的分布式优化 方法，该方法可以充分考虑主动配电网和虚拟电厂之间的经济利益，保护不同 利益主体的隐私，合理优化配置能源生产，充分发挥具有不同灵活性资源的虚 拟电厂之间的互补特性和协同效应。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种主动配电网和虚拟电厂协同运行的分布式优化方法，优化方法包括以 下步骤：

S1:主动配电网和虚拟电厂协同优化模型构建；

S2：构建S1中协同优化模型的紧凑形式；

S3：计算初始迭代点，求解可行子问题，构建二次型信息交换函数并计算 临界区域，并将这些信息反馈给主问题；

S4：解决退化问题；

S5：求解不可行子问题，利用Benders分解法中的割集刻画不可行子问题 的可行域，并将可行域反馈给主问题，更新主问题的可行域并求解新的最优解； 将新的最优解其发送给各个子问题，作为子问题的边界条件，各子问题重新进 行独立优化计算。

进一步的，所述S1具体包括构建以能源生产者的生产成本最小为目标，以 设备和系统运行安全性为约束的主动配电网和虚拟电厂协同优化模型；具体模 型如下：

目标函数：