一种主动配电网分层分布优化调度方法、系统及设备与流程

本发明设计配电网运行控制，具体涉及一种主动配电网分层分布优化调度方法、系统及设备。

背景技术：

1、主动配电网已成为未来配电网的重要发展趋势，利用分布式电源、储能装置及柔性负荷等可调资源，开展主动配电网运行优化控制是电网技术发展的重要方向。分布式能源、储能装置以及以电动汽车为代表的柔性负荷等可调资源的接入，传统的被动、单向、单电源的配电网正逐步向主动、双向、多源的主动配电网发展，给配电网的调度与运行带来了新的挑战。

2、一方面分布式电源类型多样、有功无功出力控制相对独立，直接控制困难；柔性负荷点多、量大，协调复杂、控制难度大。另一方面，传统的集中式运行控制方式未考虑分布式电源及可控负荷资源分层分布的特点，单纯从全局角度进行配电网运行控制，未兼顾主动配电网区域局部目标和主配网整体目标的一致性，难以实现对主动配电网多种分布式电源的灵活、有效控制；传统的就地型控制方式全局控制能力不足，不能很好地适应主动配电网运行方式灵活多变的特点，不利于实现分布式电源的充分消纳和优化。

技术实现思路

1、为解决传统的就地型控制方式全局控制能力不足，不利于实现分布式电源的充分消纳和优化的问题，本发明提供了一种主动配电网分层分布优化调度方法，包括：

2、将主动配电网按照电压等级划分为上层电网和下层电网；

3、将获取的所述上层电网的技术参数输入到预先构建的上层全局优化调度模型中，并将获取的所述下层电网的技术参数输入到预先构建的下层局部优化调度模型中，利用分布分解法求解，得到上层全局优化结果和下层局部优化结果；

4、采用所述上层全局优化结果和下层局部优化结果对所述主动配电网进行调度；

5、其中，所述上层全局优化调度模型和下层局部优化调度模型均是基于分布式能源消纳最大、运行成本最小为目标构建的目标函数，以及为所述目标函数设置约束条件构建的。

6、可选的，所述将主动配电网按照电压等级划分为上层电网和下层电网，包括：

7、若所述主动配电网的技术参数中电压等级大于设定阈值时，则将所述主动配电网作为上层电网，否则，将所述主动配电网作为下层电网。

8、可选的，所述上层全局优化调度模型和下层局部优化调度模型的构建包括：

9、以主动配电网的全局分布式能源消纳最大、运行成本最小为目标构建上层全局优化调度目标函数；

10、以主动配电网的局部分布式能源消纳最大、运行成本最小为目标构建各下层局部优化调度目标函数；

11、为所述上层全局优化调度目标函数和各下层局部优化调度目标函数，分别设置购电约束、可中断负荷约束、光伏出力约束、储能装置出力约束、微型燃气轮机约束、无功补偿装置约束及潮流约束；

12、由所述上层全局优化调度目标函数和购电约束、可中断负荷约束、光伏出力约束、储能装置出力约束、微型燃气轮机约束、无功补偿装置约束及潮流约束构建上层全局优化调度模型；

13、由所述下层局部优化调度目标函数和购电约束、可中断负荷约束、光伏出力约束、储能装置出力约束、微型燃气轮机约束、无功补偿装置约束及潮流约束构建下层全局优化调度模型。

14、可选的，所述上层全局优化调度目标函数如下式所示：

15、

16、式中，cds为综合考虑分布式电源全局消纳和配电网运行成本的上层全局优化调度目标函数，bds,grid,bds,dg,bds,il,bds,pv和bds,mg分别为配电网所连接的上级电网、微型燃气轮机、可中断负荷、光伏和微电网的集合；和分别为t时刻配电网从上级电网的购电成本、微型燃气轮机的燃料成本、可中断负荷的补偿成本和配电网与微网交换功率成本；为t时刻j节点所连接的光伏的预测的有功功率；为t时刻弃光的补偿成本。

17、可选的，所述下层局部优化调度目标函数如下式所示：

18、

19、式中，cmg为综合考虑分布式电源就地消纳和微电网运行成本的总目标函数。

20、可选的，所述将获取的所述上层电网的技术参数输入到预先构建的上层全局优化调度模型中，并将获取的所述下层电网的技术参数输入到预先构建的下层局部优化调度模型中，利用分布分解法求解，得到上层全局优化结果和下层局部优化结果，包括：

21、利用复制节点法中的区域分解法将所述上层电网与所述下层电网联络线路两端节点分别复制到所述上层全局优化调度模型和下层优化调度模型中，并根据耦合变量一致性约束实现上层全局优化调度模型和各下层局部优化调度模型的解耦；

22、在解耦后的上层全局优化调度模型和下层局部优化调度模型中的目标函数中增加惩罚因子描述上层电网与下层电网之间的功率偏差，对所述解耦后的上层全局优化调度模型和下层局部优化调度模型中的目标函数进行修正，得到修正后的上层全局优化调度模型和修正后的下层局部优化调度模型；

23、将所述上层电网的技术参数输入到修正后的上层全局优化调度模型，得到上层全局优化结果；

24、将所述下层电网的技术参数输入到修正后的下层局部优化调度模型中，得到下层局部优化结果。

25、可选的，所述修正后的上层全局优化调度模型中的目标函数如下式所示：

26、

27、式中，cds为综合考虑分布式电源全局消纳和配电网运行成本的上层全局优化调度目标函数，bds,grid为配电网所连接的的集合，bds,dg微型燃气轮机的集合，bds,il为可中断负荷的集合，bds,pv光伏和微电网的集合，为t时刻j节点配电网所连接的上级电网的购电功率，为t时刻j节点微型燃气轮机的有功出力，为t时刻j节点可中断负荷的有功出力，为t时刻j节点光伏的有功出力，为t时刻j节点配电网与微电网交换的有功功率，为t时刻配电网从上级电网的购电成本，为t时刻微型燃气轮机的燃料成本，为t时刻可中断负荷的补偿成本，为t时刻配电网与微电网交换功率成本，为t时刻j节点所连接的光伏的预测的有功功率，为t时刻弃光的补偿成本，为上级配电网流向下级配电网的无功功率，为下级电网从上级电网购入的有功功率，为下级电网从上级电网购入的无功功率，为上级电网联络线临界节点电压，为下级电网联络线临界节点的电压，λj,t，θj,t，ηj,t，γj,t，χj,t均为拉格朗日乘子。

28、可选的，所述修正后的下层局部优化调度模型中的目标函数如下式所示：

29、

30、式中，cmg为综合考虑分布式电源就地消纳和微电网运行成本的各下层局部优化调度目标函数，为t时刻配电网与微电网交换的补偿成本。

31、可选的，所述耦合变量一致性约束如下式所示：

32、

33、式中，为上级配电网流向下级配电网的有功功率，为上级配电网流向下级配电网的无功功率，为下级电网从上级电网购入的有功功率，为下级电网从上级电网购入的无功功率，为上级电网联络线临界节点的电压，为下级电网联络线临界节点的电压。

34、再一方面本发明还提供了一种主动配电网分层分布优化调度系统，包括：

35、等级划分模块，用于将主动配电网按照电压等级划分为上层电网和下层电网；

36、优化计算模块，用于将获取的所述上层电网的技术参数输入到预先构建的上层全局优化调度模型中，并将获取的所述下层电网的技术参数输入到预先构建的下层局部优化调度模型中，利用分布分解法求解，得到上层全局优化结果和下层局部优化结果；

37、调度控制模块，用于采用所述上层全局优化结果和下层局部优化结果对所述主动配电网进行调度；

38、其中，所述上层全局优化调度模型和下层局部优化调度模型均是基于分布式能源消纳最大、运行成本最小为目标构建的目标函数，以及为所述目标函数设置约束条件构建而成的。

39、可选的，所述等级划分模块具体用于：

40、若所述主动配电网的技术参数中电压等级大于设定阈值时，则将所述主动配电网作为上层电网，否则，将所述主动配电网作为下层电网。

41、可选的，还包括模型构建模块用于：

42、以主动配电网的全局分布式能源消纳最大、运行成本最小为目标构建上层全局优化调度目标函数；

43、以主动配电网的局部分布式能源消纳最大、运行成本最小为目标构建各下层局部优化调度目标函数；

44、为所述上层全局优化调度目标函数和各下层局部优化调度目标函数，分别设置购电约束、可中断负荷约束、光伏出力约束、储能装置出力约束、微型燃气轮机约束、无功补偿装置约束及潮流约束；

45、由所述上层全局优化调度目标函数和购电约束、可中断负荷约束、光伏出力约束、储能装置出力约束、微型燃气轮机约束、无功补偿装置约束及潮流约束构建上层全局优化调度模型；

46、由所述下层局部优化调度目标函数和购电约束、可中断负荷约束、光伏出力约束、储能装置出力约束、微型燃气轮机约束、无功补偿装置约束及潮流约束构建下层全局优化调度模型。

47、可选的，所述优化计算模块包括：

48、分解子模块，用于利用复制节点法中的区域分解法将所述上层电网与所述下层电网联络线路两端节点分别复制到所述上层全局优化调度模型和下层优化调度模型中，并根据耦合变量一致性约束实现上层全局优化调度模型和各下层局部优化调度模型的解耦；

49、修正子模块，用于在解耦后的上层全局优化调度模型和下层局部优化调度模型中的目标函数中增加惩罚因子描述上层电网与下层电网之间的功率偏差，对所述解耦后的上层全局优化调度模型和下层局部优化调度模型中的目标函数进行修正，得到修正后的上层全局优化调度模型和修正后的下层局部优化调度模型；

50、计算子模块，用于将所述上层电网的技术参数输入到修正后的上层全局优化调度模型，得到上层全局优化结果；并将所述下层电网的技术参数输入到修正后的下层局部优化调度模型中，得到下层局部优化结果。

51、可选的，所述修正后的上层全局优化调度模型中的目标函数如下式所示：

52、

53、式中，cds为综合考虑分布式电源全局消纳和配电网运行成本的上层全局优化调度目标函数，bds,grid为配电网所连接的的集合，bds,dg微型燃气轮机的集合，bds,il为可中断负荷的集合，bds,pv光伏和微电网的集合，为t时刻j节点配电网所连接的上级电网的购电功率，为t时刻j节点微型燃气轮机的有功出力，为t时刻j节点可中断负荷的有功出力，为t时刻j节点光伏的有功出力，为t时刻j节点配电网与微电网交换的有功功率，为t时刻配电网从上级电网的购电成本，为t时刻微型燃气轮机的燃料成本，为t时刻可中断负荷的补偿成本，为t时刻配电网与微电网交换功率成本，为t时刻j节点所连接的光伏的预测的有功功率，为t时刻弃光的补偿成本，为上级配电网流向下级配电网的无功功率，为下级电网从上级电网购入的有功功率，为下级电网从上级电网购入的无功功率，为上级电网联络线临界节点电压，为下级电网联络线临界节点的电压，λj,t，θj,t，ηj,t，γj,t，χj,t均为拉格朗日乘子。

54、可选的，所述修正后的下层局部优化调度模型中的目标函数如下式所示：

55、

56、式中，cmg为综合考虑分布式电源就地消纳和微电网运行成本的各下层局部优化调度目标函数，为t时刻配电网与微电网交换的补偿成本。

57、再一方面本发明还提供了一种计算机设备，包括：一个或多个处理器；

58、所述处理器，用于存储一个或多个程序；

59、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现上述所述的一种主动配电网分层分布优化调度方法。

60、再一方面本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现上述所述的一种主动配电网分层分布优化调度方法。

61、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

62、本发明提供一种主动配电网分层分布优化调度方法，包括：将主动配电网按照电压等级划分为上层电网和下层电网；将获取的上层电网的技术参数输入到预先构建的上层全局优化调度模型中，并将获取的下层电网的技术参数输入到预先构建的下层局部优化调度模型中，利用分布分解法得到上层全局优化结果和下层局部优化结果；采用上层全局优化结果和下层局部优化结果对主动配电网进行调度；其中，上层全局优化调度模型和下层局部优化调度模型均是基于分布式能源消纳最大、运行成本最小为目标，以及约束条件构建的。本发明基于主动配电网内部的电压层级及划分上层电网和下层电网，并分别对上层电网和下层电网设置对应的上层全局优化调度模型和下层局部优化调度模型，通过全局优化与区域优化相结合，实现主动配电网中的分布式能源消纳最大、运行成本最小，且可以很好地适应主动配电网运行方式灵活多变的特点。