考虑源-网-荷-储灵活性资源的配电网优化调度方法

1.本发明涉及配电网优化调度技术领域，尤其是涉及一种考虑源-网-荷-储灵活性资源的配电网优化调度方法。


背景技术：

2.随着传统化石能源的日渐枯竭，目前，可再生新能源已经被广泛应用于电力系统中，尤其是风能和太阳能，然而，由于风能和太阳能都具有随机性和波动性的特点，导致电力系统的稳定运行将面临严峻挑战。
3.我国的风电、光伏发电装机容量领先全世界，然而，弃风、弃光率也一直处于一个较高的点位。近几年我国的平均弃风率为12.6％，东北、华北和西北地区大多数风场的弃风率都在20％左右，为减小电力系统的弃风率和弃光率，主要采用储能手段以及考虑需求侧响应机制，其本质是为了增强电力系统的灵活调节能力。而未来高比例的可再生能源必然会对电力系统提出更高的灵活性需求，从优化调度角度看，传统的优化调度仅仅以经济最优作为目标，在系统电压、电流和功率的正常波动范围内求解出最优运行策略，并未深入从灵活性供需角度进行研究，导致电力系统运行过程无法同时兼顾经济性和稳定性。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种考虑源-网-荷-储灵活性资源的配电网优化调度方法，能够有效提升电力系统的灵活调节能力，从而保证电力系统稳定、安全经济运行。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种考虑源-网-荷-储灵活性资源的配电网优化调度方法，包括以下步骤：
6.s1、针对不同灵活性资源，建立相应的灵活性资源模型，其中，灵活性资源模型包括半控型电源模型、可中断负荷模型、储能侧模型以及sop(soft open point，软开关)模型；
7.s2、确定灵活性评价指标，其中，灵活性评价指标包括上调灵活性不足指标和下调灵活性不足指标；
8.s3、基于灵活性资源模型以及灵活性评价指标，通过设定目标函数以及约束条件，构建配电网优化调度模型；
9.s4、对配电网优化调度模型进行求解，得到调度最优解，并根据调度最优解对各灵活性资源的工作状态进行相应控制。
10.进一步地，所述半控型电源模型具体为：
11.f
dg,+-(t)＝p
dg
(t)-p
dg
(t+τ)
[0012][0013]
其中，f
dg,+-(t)为dg(distributed generation，分布式电源)完全消纳时，其在不
同方向上t时刻的灵活性需求，为发生弃风弃光后的灵活性需求，p
dg,cur
(t)为弃风弃光功率，τ为时间间隔。
[0014]
进一步地，所述可中断负荷模型具体为：
[0015][0016]
其中，p
il
(t)为t时段中断负荷的功率，h
il
(t)为可中断负荷的中断变量。
[0017]
进一步地，所述储能侧模型具体为：
[0018][0019]
其中，s
ess,k
和s
ess,min,k
分别为储能实际蓄电状态和最小蓄电状态，e
ess,k
为储能k的容量，h
dch,k
为储能k的放电状态(0-1变量)，p
dch,k
为放电功率，s
ess,max,k
为储能k的最大蓄电状态，h
ch,k
(t)为t时刻储能的充电状态，p
ch,k
(t)为储能充电功率。
[0020]
进一步地，所述sop模型具体为：
[0021]
有功功率传输限制：
[0022][0023]
无功功率支撑限制：
[0024][0025]
容量限制：
[0026][0027]
其中，w为sop标识，e
sop
表示全部sop集合，和分别表示第w个sop的2个vsc在第t个时段传输的有功功率和无功功率，w个sop的2个vsc在第t个时段传输的有功功率和无功功率，和表示第w个sop的2个vsc的无功功率上下限，s
w,i
和s
w,j
分别表示第w个sop的2个变流器的安装容量。
[0028]
进一步地，所述上调灵活性不足指标具体为：
[0029][0030][0031]
[0032][0033]fu,s
＝t
u,s
/t
[0034]fu,inf
＝t
u,inf
/t
[0035]
其中，表示在t时刻储能的最大调整量，min[p
buy,max-p
buy
(t),u
buy
τ]表示主网最大可调出力，n
ess
为储能安装节点，s
ess,k
和s
ess,k,max
分别为储能实际蓄电状态和最大蓄电状态，e
ess,k
为储能k的容量，h
ch,k
(t)为t时刻储能的充电状态，p
ch,k
(t)为储能充电功率，p
buy,max
和p
buy
分别为主网最大出力和实际出力，u
buy
为主网爬坡率，(nl(t)-nl(t-1))为净负荷变化量，若fu(t)≥0，则其表示上调灵活性充裕量；若fu(t)《0，则其表示上调灵活性不足量；
[0036]nload
表示负荷节点，q
load,i
(t)表示在t时刻i节点处的切负荷量；
[0037]
t为运行时间，t
u,s
为上调灵活性充裕总时间，t
u,inf
为上调灵活性不足时间，f
u,s
为上调灵活性充裕率，f
u,inf
为上调灵活性不足率。
[0038]
进一步地，所述下调灵活性不足指标具体为：
[0039][0040][0041][0042][0043]fd,s
＝t
d,s
/t
[0044]fd,inf
＝t
d,inf
/t
[0045]
其中，s
ess,k,min
为储能k的最小蓄电状态，h
dch,k
为储能k的放电状态(0-1变量)，p
dch,k
为放电功率，p
buy,min
为主网最小出力，为可中断负荷的最大调整量，n
il
为可中断负荷所在节点，s
il,j
为节点j处可中断容量，若fd(t)≥0，则其表示下调灵活性充裕量；若fd(t)《0，则其表示下调灵活性不足量；
[0046]ndg
为分布式电源所在节点，q
dg,n
(t)为t时刻n节点处弃风弃光量；
[0047]
t
d,s
为下调灵活性充裕总时间，t
d,inf
为下调灵活性不足时间，f
d,s
为下调灵活性充裕率，f
d,inf
为下调灵活性不足率。
[0048]
进一步地，所述步骤s3中目标函数具体是以总成本c最小为目标函数，考虑运行维护成本、灵活性不足惩罚、上网购电荷成本、网损费用和灵活性资源调用成本，目标函数的计算公式如下：
[0049]
c＝c
ope
+c
flex
+c
buy,e
+c
loss
+ca[0050]
其中，c
ope
为dg运行维护成本，c
flex
为灵活性不足惩罚费用，c
buy,e
为年向上级电网
购电成本，c
loss
为年网损总费用，ca为灵活性资源调用成本；
[0051]
所述约束条件包括：
[0052]
系统安全约束、潮流约束、dg出力约束、储能系统(energy storage system，ess)运行约束、可中断负荷约束、离散无功补偿(capacitors banks，cb)约束、静止无功补偿约束、有载调压分接头oltc运行约束以及主网出力约束。
[0053]
进一步地，所述系统安全约束具体为：
[0054][0055]
其中，u
i,sc,t
和u
j,sc,t
分别为i和j节点sc场景下t时刻的电压值，和u分别为节点电压的上、下限，i
ij,sc,t
为ij节点间sc场景下t时刻支路电流，s
ij,sc,t
为ij节点间sc场景下t时刻的功率，s
ij,sc,max
为其功率上限；
[0056]
所述潮流约束具体为：
[0057][0058][0059][0060]
p
dg,j,sc,t-p
load,j,sc,t-p
ch,j,sc,t
+p
dch,j,sc,t
+p
buy,j,sc,t
+p
sop,j,sc,t
＝p
j,sc,t
[0061]qdg,j,sc,t-q
load,j,sc,t
+q
buy,j,sc,t
+q
sop,j,sc,t
+q
cb,n,sc,t
+q
svc,n,sc,t
＝q
j,sc,t
[0062]
其中，a(j)为以j为初始节点的线路末端节点集合，β(j)为以j为末端节点的线路始端节点集合，r
ij
、x
ij
和gj、bj分别表示支路阻抗和节点导纳，v
j,t
为节点电压大小，p
dg,j,sc,t
为dg有功出力，q
dg,j,sc,t
为dg无功出力，p
sop,j,sc,t
为sop有功出力，q
sop,j,sc,t
为sop无功出力，p
load,j,sc,t
和q
load,j,sc,t
分别为j节点处负荷有功和无功功率，q
cb,n,sc,t
为n节点处sc场景下t时刻cb无功出力，q
svc,n,sc,t
表示在n节点sc场景t时刻svc无功功率；
[0063]
所述dg出力约束具体为：
[0064][0065]
其中，p
dg,n,max
和p
dg,n,min
分别为dg在n节点有功出力上下限，q
dg,n,sc,t
、q
dg,n,max
和q
dg,n,min
分别为dg在n节点无功出力和无功上下限；
[0066]
所述储能系统运行约束具体为：
[0067]
[0068]
其中，η
ch,k
为储能k的充电效率，η
dch,k
为储能k的放电效率；
[0069]
所述可中断负荷约束具体为：
[0070][0071]
其中，s
j,t
为中断状态变量，取值为0或1，δj为j节点处的最大可削减率；
[0072]
所述离散无功补偿约束具体为：
[0073][0074]
其中，n
cb
为离散无功补偿所在节点，q
cb,unit,n
为每组cb的补偿功率，y
cb,n,sc,t
为n节点t时刻cb投入组数，y
cb,n,max
为n节点处投入cb组数上限，n
cb,n,max
为其操作上限；
[0075]
所述静止无功补偿约束具体为：
[0076][0077]
其中，n
svc
为svc安装节点集，q
svc,n,max
和q
svc,n,min
为n节点处svc补偿功率的上下限；
[0078]
所述有载调压分接头oltc运行约束具体为：
[0079][0080]
其中，v
ss
为经过oltc调节的输出电压，σ为每档对应的电压标幺值，k
max
和k
min
分别为允许调节的最大和最小范围；
[0081]
所述主网出力约束具体为：
[0082][0083]
其中，r
buy down
和r
buy up,j,t
分别为上网的上下爬坡率限制，δt为时间间隔。
[0084]
进一步地，所述步骤s4具体是利用matlab环境下的yalmip建模工具包以及cplex求解器对配电网优化调度模型进行求解。
[0085]
与现有技术相比，本发明针对当前配电网存在的调度灵活性不足问题，提出考虑源-网-荷-储灵活性资源的优化调度方法，通过考虑节点型灵活性资源(源-荷-储)和网架型灵活性资源智能软开关以及无功补偿设备，将经济目标作为优化目标，以现今约束松弛技术为基础，建立了配电网优化的二阶锥模型；由此充分考虑到系统中各灵活性资源，结合设定的灵活性评价指标，不仅促进可再生能源消纳，而且使灵活性供需平衡、维持电压在可控范围，形成源-网-荷-储灵活性资源互联互通的局面，实现了系统性能和经济的最优化，保证系统能够安全经济运行。
附图说明
[0086]
图1为本发明的方法流程示意图；
[0087]
图2为实施例中配电网结构示意图；
[0088]
图3为实施例中配电网24小时负荷示意图；
[0089]
图4a为实施例中采用本发明方法得到的优化调度结果；
[0090]
图4b为实施例中不考虑节点型灵活性资源得到的优化调度结果；
[0091]
图4c为实施例中不考虑网络型灵活性资源得到的优化调度结果；
[0092]
图5为实施例中采用本发明方法与其余方法对应的系统平均电压曲线示意图。
具体实施方式
[0093]
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0094]
实施例
[0095]
如图1所示，一种考虑源-网-荷-储灵活性资源的配电网优化调度方法，包括以下步骤：
[0096]
s1、针对不同灵活性资源，建立相应的灵活性资源模型，其中，灵活性资源模型包括半控型电源模型、可中断负荷模型、储能侧模型以及sop模型；
[0097]
s2、确定灵活性评价指标，其中，灵活性评价指标包括上调灵活性不足指标和下调灵活性不足指标；
[0098]
s3、基于灵活性资源模型以及灵活性评价指标，通过设定目标函数以及约束条件，构建配电网优化调度模型；
[0099]
s4、对配电网优化调度模型进行求解，得到调度最优解，并根据调度最优解对各灵活性资源的工作状态进行相应控制。
[0100]
将上述方法应用于实际，主要包括以下内容：
[0101]
1.灵活性资源建模
[0102]
1)半控型电源
[0103]
半控型电源(如：风机(wind turbine generator，wtg)、光伏(photovoltaic generator，pvg)等)属于分布式电源(distributed generation，dg)范畴且主要包括可控部分和不可控部分，可控部分为置信容量部分，在系统制定开机计划时可参与到电力平衡中，减少常规机组的开机容量，能有效促进可再生能源消纳。而对于不可控出力部分，在其本身出力不可调且系统的电量供需平衡完全需要其他设备来调节时，则成为灵活性的需求者。当系统下调灵活性不足时，通过弃风、弃光等手段提供下调灵活性可使其成为灵活性供给者。其灵活性需求计算公式为：
[0104]fdg,+-(t)＝p
dg
(t)-p
dg
(t+τ)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0105][0106]
式中：f
dg,+-(t)为dg完全消纳时，其在不同方向上t时刻的灵活性需求，为发生弃风弃光后的灵活性需求，p
dg,cur
(t)为弃风弃光功率，τ为时间间隔。
[0107]
2)可中断负荷
[0108]
可中断负荷主要通过切除关键负荷以外的其他负荷，削减整个系统某些时段的负
荷功率从而减少上调灵活性需求，其表达式为
[0109][0110]
式中：p
il
(t)为t时段中断负荷的功率，h
il
(t)为可中断负荷的中断变量。
[0111]
3)储能侧
[0112]
对于储能灵活性调节能力的评估，需要将储能的时序充放电状态和系统的灵活性需求综合考虑，系统下调灵活性需求激增时，此时储能充电为系统提供下调灵活性，系统有上调灵活性需求时，则储能设备采取放电的方式为系统提供上调灵活性，任意时刻下储能所能提供的上调下调灵活性如下式所示：
[0113][0114]
式中，s
ess,k
和s
ess,min,k
分别为储能实际蓄电状态和最小蓄电状态，e
ess,k
为储能k的容量，h
dch,k
为储能k的放电状态(0-1变量)，p
dch,k
为放电功率；s
ess,max,k
为储能k的最大蓄电状态，h
ch,k
(t)为t时刻储能的充电状态，p
ch,k
(t)为储能充电功率。
[0115]
4)sop模型
[0116]
根据sop的运行时序优化模型，包括如下约束：
[0117]
有功功率传输限制：
[0118][0119]
无功功率支撑限制：
[0120][0121]
容量限制：
[0122][0123]
其中，w为sop标识，e
sop
表示全部sop集合，和分别表示第w个sop的2个vsc在第t个时段传输的有功功率和无功功率，w个sop的2个vsc在第t个时段传输的有功功率和无功功率，和表示第w个sop的2个vsc的无功功率上下限，s
w,i
和s
w,j
分别表示第w个sop的2个变流器的安装容量。
[0124]
2.灵活性指标
[0125]
对于整体灵活性，首先对配电网各时刻向上和向下调整情况进行分析。当配电系统净负荷激增时，则有
[0126]
[0127]
式中：第一项表示在t时刻储能的最大调整量，第二项min[p
buy,max-p
buy
(t),u
buy
τ]表示主网最大可调出力。n
ess
为储能安装节点；s
ess,k
和s
ess,k,max
分别为储能实际蓄电状态和最大蓄电状态；e
ess,k
为储能k的容量；h
ch,k
(t)为t时刻储能的充电状态；p
ch,k
(t)为储能充电功率；p
buy,max
和p
buy
分别为主网最大出力和实际出力；u
buy
为主网爬坡率；(nl(t)-nl(t-1))为净负荷变化量。若fu(t)≥0，则其表示上调灵活性充裕量；若fu(t)《0，则其表示上调灵活性不足量。
[0128]
考虑到灵活性定义和供能质量问题，采用配电网失负荷量来判定系统上调灵活性不足程度，则有
[0129][0130]
式中：n
load
表示负荷节点；q
load,i
(t)表示在t时刻i节点处的切负荷量。
[0131]
假设在运行时间t内，上调灵活性充裕总时间为t
u,s
，上调灵活性不足时间为t
u,inf
，则上调灵活性充裕率f
u,s
和上调灵活性不足率f
u,inf
为
[0132][0133][0134]fu,s
＝t
u,s
/t
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)
[0135]fu,inf
＝t
u,inf
/t
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(10)
[0136]
与上调灵活性类似，当配电网中负荷减少时，则有
[0137][0138]
式中：s
ess,k,min
为储能k的最小蓄电状态；h
dch,k
为储能k的放电状态(0-1变量)；p
dch,k
为放电功率；p
buy,min
为主网最小出力；为可中断负荷的最大调整量；n
il
为可中断负荷所在节点；s
il,j
为节点j处可中断容量。fd(t)≥0，则其表示下调灵活性充裕量；若fd(t)《0，则其表示下调灵活性不足量。
[0139]
相似地，使用配电网弃风弃光量作为判定系统下调灵活性不足指标
[0140][0141]
式中：n
dg
为分布式电源所在节点；q
dg,n
(t)为t时刻n节点处弃风弃光量。
[0142]
在该段时间内，下调灵活性充裕总时间为t
d,s
，下调灵活性不足时间为t
d,inf
，则定义下调灵活性充裕率f
d,s
和下调灵活性不足率f
d,inf
为：
[0143][0144]
[0145]fd,s
＝t
d,s
/t
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(15)
[0146]fd,inf
＝t
d,inf
/t
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(16)
[0147]
综上，可知上调灵活性缺额f
u,vac
和下调灵活性缺额f
d,vac
为：
[0148][0149]
3.配电网优化调度模型
[0150]
3.1目标函数：
[0151]
以总成本c最小为目标函数，考虑运行维护成本、灵活性不足惩罚、上网购电荷成本、网损费用和灵活性资源调用成本其计算公式如下：
[0152]
c＝c
ope
+c
flex
+c
buy,e
+c
loss
+caꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(18)
[0153]
式中：c
ope
为dg运行维护成本；c
flex
为灵活性不足惩罚费用；c
buy,e
为年向上级电网购电成本；c
loss
为年网损总费用；ca为灵活性资源调用成本。
[0154]
3.2约束条件：
[0155]
1)系统安全约束：
[0156][0157]
式中：u
i,sc,t
和u
j,sc,t
分别为i和j节点sc场景下t时刻的电压值；和u分别为节点电压的上、下限；i
ij,sc,t
为ij节点间sc场景下t时刻支路电流；s
ij,sc,t
为ij节点间sc场景下t时刻的功率；s
ij,sc,max
为其功率上限。
[0158]
2)潮流约束
[0159][0160][0161][0162]
p
dg,j,sc,t-p
load,j,sc,t-p
ch,j,sc,t
+p
dch,j,sc,t
+p
buy,j,sc,t
+p
sop,j,sc,t
＝p
j,sc,t
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(23)
[0163]qdg,j,sc,t-q
load,j,sc,t
+q
buy,j,sc,t
+q
sop,j,sc,t
+q
cb,n,sc,t
+q
svc,n,sc,t
＝q
j,sc,t
ꢀꢀꢀ
(24)
[0164]
式中：a(j)为以j为初始节点的线路末端节点集合；β(j)为以j为末端节点的线路始端节点集合；r
ij
、x
ij
和gj、bj分别表示支路阻抗和节点导纳；v
j,t
为节点电压大小；p
dg,j,sc,t
为dg有功出力，q
dg,j,sc,t
为dg无功出力；p
sop,j,sc,t
为sop有功出力，q
sop,j,sc,t
为sop无功出力；p
load,j,sc,t
和q
load,j,sc,t
分别为j节点处负荷有功和无功功率；q
cb,n,sc,t
为n节点处sc场景下t时刻cb无功出力；q
svc,n,sc,t
表示在n节点sc场景t时刻svc无功功率。
[0165]
3)dg出力
[0166][0167]
式中：p
dg,n,max
和p
dg,n,min
分别为dg在n节点有功出力上下限；q
dg,n,sc,t
、q
dg,n,max
和qdg,n,min
分别为dg在n节点无功出力和无功上下限。
[0168]
4)储能系统(energy storage system，ess)运行约束：
[0169][0170]
式中：η
ch,k
为储能k的充电效率，η
dch,k
为储能k的放电效率。
[0171]
5)可中断负荷约束：
[0172][0173]
式中：s
j,t
为中断状态变量，取值为0或1；δj为j节点处的最大可削减率。
[0174]
6)离散无功补偿(capacitors banks，cb)约束：
[0175][0176]
式中：n
cb
为离散无功补偿所在节点；q
cb,unit,n
为每组cb的补偿功率；y
cb,n,sc,t
为n节点t时刻cb投入组数；y
cb,n,max
为n节点处投入cb组数上限；n
cb,n,max
为其操作上限。
[0177]
7)静止无功补偿约束：
[0178][0179]
式中：n
svc
为svc安装节点集；q
svc,n,max
和q
svc,n,min
为n节点处svc补偿功率的上下限。
[0180]
8)有载调压分接头oltc运行约束：
[0181][0182]
式中：v
ss
为经过oltc调节的输出电压；σ为每档对应的电压标幺值；k
max
和k
min
分别为允许调节的最大和最小范围。
[0183]
9)主网出力约束：
[0184][0185]
式中，r
buy down
和r
buy up,j,t
分别为上网的上下爬坡率限制，δt为时间间隔。
[0186]
3.3模型处理
[0187]
本实施例利用matlab环境下的yalmip建模工具包及cplex求解器12.8版本对模型
进行求解。为了将约束条件处理成soc可表示函数，引入新变量则潮流约束(式(23)～式(25))可转换为：
[0188][0189][0190][0191]
式(22)变成：
[0192][0193][0194]
接着通过soc松弛化处理将上式转化为：
[0195][0196]
式中，||
·
||2为欧几里得范数，根据已有研究表明，松弛处理不影响最终优化结果，最优解必落在式(40)的等式边界上。
[0197]
本实施例采用标准tpc 84节点算例进行仿真验证，配电网结构图如图2所示，该配电网系统是一个三相且电压等级为11.4kv的系统，总负荷为25830kw和20700kvar，包含11条馈线、83个正常闭合状态的开关和13个正常开断的开关，且假定三相平衡。wtg和pvg接入容量和位置见表1，其中切入风速、额定风速和切出风速分别为3m/s、11.3m/s和25m/s，额定光照强度为1000w/m2。
[0198]
表1 dg安装投资参数
[0199]
设备安装节点/容量(mw)运维费用/(元/kw
·
h)wtg7/3,19/2,28/20.032pvg50/3,63/2,74/20.035
[0200]
ess、cb、svc、oltc和sop为系统原有设备；ess安装位置为27和70节点，额定功率及容量上限为1mw/3mw
·
h，充、放电效率均为0.9，soc上下限为[0.1，0.9]。cb安装节点为6、16和65，单位补偿容量为0.1mvar，最大投入组数为10；svc安装在6、16和65节点处，其补偿功率范围为[-0.5，0.5]mvar；oltc安装在节点1和11处，容量为50mva，110
±
(8
×
1.25％)/10.5kv，触头初始位置为0，且保持同步调节。在tpc84算例中的分段开关均接入sop。可中断负荷节点为10、13、26、31、45、59、70、78，最大可削减率为50％。
[0201]
为了方便对比分析，采用控制变量法来分析每种设备对于系统运行的影响，于是本实施例考虑以下4种方案进行优化：
[0202]
方案1为本发明所提调度模型；
[0203]
方案2为不考虑节点型灵活性资源(不考虑源-荷-储)；
[0204]
方案3不考虑网络型灵活性资源(不考虑sop)；
[0205]
方案4不考虑无功补偿设备(不考虑svc、cb和oltc)。
[0206]
从表2结果可知，方案1的总费用为1711.27万元要小于方案2的2708.05万元，其中方案2的灵活性较差，灵活性不足惩罚费用要比方案1高493.93万元，体现出节点型灵活性资源对于整个系统经济性的重要程度；方案3的经济性要差于方案1优于方案2，不考虑sop的方案3相对于方案2降低了网损，减小了购电费用，突显了sop在改善潮流分布方面的作用；无功补偿设备的接入可在一定程度上缓解灵活性不足问题并可减小网损，在不接入无功补偿设备后(方案4)，灵活性不足惩罚费用和网损费用均有明显升高，表现出灵活性不足，从而过度调用灵活性资源导致调用成本增加。
[0207]
表2调度费用
[0208][0209]
图4a～图4c为各方案的算例调度结果，方案4为无功侧的变化，在有功侧变化并不明显，这里不做展示。由图4a～图4c可知，可中断负荷和储能等灵活性资源可应对dg出力的不确定性，为可再生能源消纳提供空间，保证灵活性的同时减小配网系统对于主网出力的依赖，提高供电多样化程度，提高可靠性。方案2中无节点型灵活性资源，于是系统整体对于不确定性应对能力较差，导致dg消纳骤减；方案3考虑了节点型灵活性资源而未考虑网架型灵活性资源，虽然对调度结果有一定影响，但dg消纳情况要好于方案2。
[0210]
图5为各方案下的系统平均电压：方案1考虑全部灵活性资源和无功补偿，因此整体电压水平时序波动较为平缓，电压质量得到明显改善；方案2未考虑节点型灵活性资源，仅靠sop和无功补偿设备不能很好的应对dg出力的波动性，导致部分时刻电压升高且波动明显；方案3和方案4网络灵活性较差，在8:00到16:00dg出力较大的时刻电压稳定性较差。
[0211]
各方案下的表3可知，方案1中考虑多种灵活性资源使得灵活性不足率较低，且未出现上调灵活性不足的情况；而未考虑节点型灵活性资源的方案2的上调灵活性不足率从0增加到0.6813，下调灵活性不足率从0.1355激增到0.5133；与方案2相比，方案3的上调、下调灵活性不足率分别下降79.23％和36.45％，灵活性不足现象仍然存在，但随着节点型灵活性资源的作用使其得到缓解；方案4的灵活性不足率与方案1接近，说明无功补偿设备对有功侧的灵活性调节影响有限。
[0212]
表3灵活性指标
[0213]
方案上调灵活性不足率下调灵活性不足率方案100.1355方案20.68130.5133方案30.14150.3262方案40.02420.1512
[0214]
本实施例应用本发明提出的方法，考虑节点型灵活性资源(源-荷-储)和网架型灵
活性资源智能软开关(soft open point，sop)以及无功补偿设备，将经济目标作为优化目标，以现今约束松弛技术为基础，建立了配电网优化的二阶锥模型；最后通结合tpc(taiwan power company)84节点算例，采用matlab环境下的cplex求解器进行仿真，结果验证了所提优化方法在提升经济性和灵活调节能力的有效性。
[0215]
综上所述，本发明同时考虑网架侧灵活资源sop和节点型灵活性资源源-荷-储以及无功补偿设备与oltc在配电网层面的应用。通过算例验证分析，得出以下结论：
[0216]
1)有sop接入的配电系统中，通过sop和oltc的实时调节不但可以有效弥补无功补偿设备响应时间不足或者调节容量不足所留下的无功功率空缺，而且可以形成源-网-荷-储灵活性资源互联互通的局面，保证了系统能够安全经济运行。
[0217]
2)本发明提出的优化调度方法同时考虑源-网-荷-储灵活性资源，不仅促进可再生能源消纳，而且使灵活性供需平衡、维持电压在可控范围，同时实现了系统性能和经济的最优化。