[发明专利]考虑不确定性的有源配电网智能软开关鲁棒优化建模方法

摘要

一种考虑不确定性的有源配电网智能软开关鲁棒优化建模方法：根据选定的配电系统，输入源配电系统结构及参数；依据有源配电系统结构及参数，建立有源配电网智能软开关确定性优化模型；将有源配电网智能软开关确定性优化模型进行二阶锥模型转化，并得到有源配电网智能软开关确定性优化模型紧凑形式；依据有源配电网智能软开关确定性优化模型紧凑形式，设定分布式电源与负荷的不确定集，在此基础上建立考虑不确定性的有源配电网智能软开关鲁棒优化模型。本发明充分考虑分布式电源和负荷的随机性与波动性，建立考虑不确定性的有源配电网智能软开关鲁棒优化模型，采用列和约束生成算法进行求解，得到智能软开关鲁棒运行策略。

主权项

1.一种考虑不确定性的有源配电网智能软开关鲁棒优化建模方法，其特征在于，包括如下步骤：1)根据选定的配电系统，输入线路参数、分布式电源有功功率基准值及功率因数、负荷有功功率基准值及功率因数、网络拓扑连接关系，系统运行电压水平和支路电流限制，不确定调节系数和不确定偏差，智能软开关接入位置、容量和损耗系数，基准电压和基准功率初值；2)依据步骤1)提供的有源配电系统结构及参数，建立有源配电网智能软开关确定性优化模型，包括：设定配电系统损耗和电压偏差之和最小为目标函数，分别考虑系统潮流约束、运行电压约束、支路电流约束和智能软开关运行约束；所述的有源配电网智能软开关确定性优化模型包括：(1)所述的有源配电系统损耗和电压偏差之和最小为目标函数可表示为min f＝αVfV+αLfL  (1)式中，αV和αL分别为系统电压偏差情况fV的权重系数和系统损耗fL的权重系数，其中，系统损耗fL和系统电压偏差情况fV的表达式如下：式中，N_N为系统节点数，Ω_b为系统支路数；U_i为节点i的电压幅值；和U_thr分别为节点电压幅值的优化区间上下限；r_ij为支路ij的电阻，I_ij为节点i流向节点j的电流幅值；为接在节点i上SOP产生的功率损耗；(2)所述的智能软开关运行约束式中，和分别为智能软开关在节点i上注入的有功功率和无功功率；A^SOP为SOP的功率损耗系数；和为接在节点i和节点j之间的智能软开关两端换流器的接入容量；(3)所述的系统潮流约束表示为式中，x_ij、x_ji分别为支路ij和支路ji的电抗；r_ij、r_ji分别表示支路ij和支路ji的电阻；P_ij为支路上节点i流向节点j的有功功率，P_ji为支路上节点j流向节点i的有功功率，P_ik为支路上节点i流向节点k的有功功率；I_ji为节点j流向节点i的电流幅值；U_j为节点j的电压幅值；Q_ij为支路上节点i流向节点j的无功功率，Q_ji为支路上节点j流向节点i的无功功率，Q_ik为支路上节点i流向节点k的无功功率；P_i为节点i上注入的有功功率之和，和分别为节点i上分布式电源注入和负荷消耗的有功功率；Q_i为节点i上注入的无功功率之和；和分别为节点i上分布式电源和负荷的功率因数角；(4)所述的系统运行约束表示为式中，U和分别为系统节点电压的最小和最大允许值；为系统支路电流的最大允许值；3)将步骤2)得到的有源配电网智能软开关确定性优化模型进行二阶锥模型转化，并得到有源配电网智能软开关确定性优化模型紧凑形式；包括：(1)将有源配电网智能软开关确定性优化模型中的二次项和用U_2,i和U_2,j替换，二次项和分别用I_2,ij和I_2,ji替换，得到下述线性化表达式：(2)将约束条件式进行线性化和凸松弛，得到二阶锥约束式：(3)将智能软开关的损耗与容量约束条件进行凸松弛，进而得到旋转锥约束式：(4)将系统电压偏差情况fV的表达式进行线性化和并引入辅助变量Vi，分别得到下式：Vi≥0  (31)第(1)步～第(4)步构成有源配电网智能软开关确定性二阶锥规划模型；(5)给出有源配电网智能软开关确定性二阶锥规划模型的紧凑形式：s.t.Ax+Dy≥f  (33)Cy＝d0  (34)‖Gy‖2≤gTy  (35)在上面的确定性二阶锥规划模型中，变量x：＝(P^SOP,Q^SOP)^T代表SOP的运行策略，其中y：＝(U₂,I₂,P,Q,V)^T代表潮流控制变量，U₂：＝(U_2,i,i＝1,2,…,N_N)，I₂：＝(I_2,ij,i,j＝1,2,…,N_N)，P：＝(P_i,i＝1,2,…,N_N)，Q：＝(Q_i,i＝1,2,…,N_N)，V：＝(V_i,i＝1,2,…,N_N)；符号A、C、D、G为模型的系数矩阵，b、c、f、g为模型的系数向量；代表分布式电源和负荷的有功功率预测值，其中4)依据步骤3)得到的有源配电网智能软开关确定性优化模型紧凑形式，设定分布式电源与负荷的不确定集，在此基础上建立考虑不确定性的有源配电网智能软开关鲁棒优化模型，所述的考虑不确定性的有源配电网智能软开关鲁棒优化模型，包括：(1)假设配电系统中各节点接入的分布式电源与负荷预测的变化限制在一个箱型不确定集内，如下式所示：式中，和分别为节点i上分布式电源和负荷有功功率实际值；和为刻画分布式电源与负荷不确定变化范围引入的偏差；Γ^DG和Γ^L为分布式电源与负荷对应的不确定性调节参数；(2)基于所述箱型不确定集建立有源配电网智能软开关鲁棒优化模型：其中