配电网的潮流优化计算方法、装置、电子设备和存储介质

本公开涉及电力系统分析，具体而言，涉及一种配电网的潮流优化计算方法、装置、电子设备和计算机存储介质。

背景技术：

1、随着电力电子技术的快速发展，以及大规模分布式可再生能源的广泛接入，电力系统也正向“源网荷储”协调优化运行的阶段发展，因此近些年来电能路由器(electricalenergy router,eer)等新型电力电子设备也在逐渐应用于供配电系统中。电能路由器是一种多端口、多流向的基于电力电子技术的能量交换设备，由早期的固态变压器(solidstate transformer,sst)发展而来，电能路由器可以为网络中的分布式电源、储能等各种设备单独提供接口，实现能量的多方向流动和灵活控制。因此采用基于电能路由器组网的供电系统，能够减少变流器等额外环节，提升配电网络的整体能效。

2、传统的潮流优化计算将电能路由器的端口损耗简化为端口功率的倍数；或根据其内部结构建立详细模型，但采用详细模型所带来的补充约束数量过多，在大规模优化求解时造成求解速度降低；目前有一种基于端口损耗模型的eer损耗建模方法，即采用二次函数模型来描述端口功率与端口损耗之间的关系，以描述eer在任意运行状态下的损耗情况，在保证精度的情况下提升潮流计算的速度。

3、但目前电力系统对电能路由器的无功输出能力也有一定的要求，然而上述方法均未考虑端口的无功功率的影响，当端口的无功功率发生变化时，仅采用有功功率的二次函数形式无法准确描述出无功波动对设备损耗的影响，因此有必要在建立电能路由器的损耗模型时，将端口无功功率考虑进来，以更精确地对损耗进行建模，由此提升潮流优化计算精度。

技术实现思路

1、本公开的目的在于提供一种配电网的潮流优化计算方法、装置、电子设备和计算机存储介质，进而在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的无法较好地提升含有多端口电能路由器的配电网的潮流优化计算精度的问题。

2、本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

3、根据本公开的一个方面，提供一种配电网的潮流优化计算方法，包括：构建多端口电能路由器的总功率损耗模型；采用支路潮流法确定整个配电网拓扑中任一支路的支路潮流模型；根据总功率损耗模型及支路潮流模型，确定多端口电能路由器的功率约束关系。

4、在本公开一个实施例中，构建多端口电能路由器的总功率损耗模型，包括：获取多端口电能路由器的任一端口的功率损耗表达式；确定多端口电能路由器以视在功率表示的功率损耗表达式，视在功率包括有功功率和无功功率；得到多端口电能路由器以视在功率表示的总功率损耗模型。

5、在本公开一个实施例中，获取多端口电能路由器的任一端口的功率损耗表达式，包括：其中，ploss_i为多端口电能路由器任一端口的功率损耗表达式，ii为流经任一端口的电流，a、b和c为常数系数。

6、在本公开一个实施例中，确定多端口电能路由器以视在功率表示的功率损耗表达式，包括：其中，ploss_i为任一端口的功率损耗表达式，s为端口的视在功率，i为端口的序号，a、b和c为常数系数。

7、在本公开一个实施例中，得到多端口电能路由器以视在功率表示的总功率损耗模型，包括：其中，ploss为多端口电能路由器多个端口的总功率损耗模型，s为端口的视在功率，i为端口的序号，n为多端口电能路由器的端口的数量，a、b和c为常数系数。

8、在本公开一个实施例中，采用支路潮流法确定整个配电网拓扑中任一支路的支路潮流模型，包括：获取流经支路的功率约束关系；确定注入支路的节点的功率约束关系。

9、在本公开一个实施例中，获取流经支路的功率约束关系，包括：

10、

11、

12、其中，vi、vj为节点电压，iij为支路电流，pij、qij分别为流经支路ij的有功功率与无功功率，rij为支路ij的电阻，xij为支路ij的电抗。

13、在本公开一个实施例中，确定注入支路的节点的功率约束关系，包括：

14、

15、

16、其中，pj和qj则是由节点j注入的有功功率及无功功率，rij为支路ij的电阻，xij为支路ij的电抗，pij、qij分别为流经支路ij的有功功率与无功功率。

17、在本公开一个实施例中，获取流经支路的功率约束关系，包括：对支路的功率约束关系进行线性化变换；获取线性化的支路的功率约束关系；对线性化的支路的功率约束关系进行二阶锥松弛。

18、在本公开一个实施例中，对支路的功率约束关系进行线性化变换，包括：

19、ui＝vi2

20、

21、其中，vi为节点电压，iij为支路电流。

22、在本公开一个实施例中，获取线性化的支路的功率约束关系，包括：

23、

24、其中，pij、qij分别为流经支路ij的有功功率与无功功率。

25、在本公开一个实施例中，对线性化的支路的功率约束关系进行二阶锥松弛，包括：

26、

27、其中，vi为节点电压，iij为支路电流，pij、qij分别为流经支路ij的有功功率与无功功率。

28、在本公开一个实施例中，确定注入支路的节点的功率约束关系，包括：确定注入支路的节点的网络注入功率、负载功率以及电能路由器的端口功率的功率约束关系。

29、在本公开一个实施例中，确定注入支路的节点的网络注入功率、负载功率以及电能路由器的端口功率的功率约束关系，包括：

30、pj＝ps,j+psst,j-pl,j

31、qj＝qs,j+qsst,j-ql,j

32、其中，ps,j、qs,j为网络注入节点的有功功率及无功功率，pl,j、ql,j为是负载有功功率及无功功率，psst,j、qsst,j为电能路由器端口的有功功率及无功功率。

33、在本公开一个实施例中，根据总功率损耗模型及支路潮流模型，确定多端口电能路由器的功率约束关系，包括：对多端口电能路由器的总功率损耗模型进行线性化变换；获取线性化的多端口电能路由器的总功率损耗模型；对线性化的总功率损耗模型进行二阶锥松弛；建立多端口电能路由器的总功率损耗模型与多个端口功率的功率约束关系。

34、在本公开一个实施例中，对多端口电能路由器的总功率损耗模型进行线性化变换，包括：

35、

36、其中，si为多端口电能路由器端口的视在功率，u0i为节点电压，iij为支路电流。

37、在本公开一个实施例中，获取线性化的多端口电能路由器的总功率损耗模型，包括：

38、

39、其中，si为多端口电能路由器端口的视在功率，u0i为节点电压，iij为支路电流，ploss为线性化的多端口电能路由器的总功率损耗模型。

40、在本公开一个实施例中，对线性化的总功率损耗模型进行二阶锥松弛，包括：

41、

42、其中，si为多端口电能路由器端口的视在功率，pi为多端口电能路由器端口的有功功率，qi为多端口电能路由器端口的无功功率。

43、在本公开一个实施例中，建立多端口电能路由器的总功率损耗模型与多个端口功率的功率约束关系，包括：

44、

45、其中，ploss为线性化的多端口电能路由器的总功率损耗模型，psst,j、qsst,j为电能路由器端口的有功功率及无功功率。

46、本公开的实施例提供一种配电网的潮流优化计算方法，配电网包含一多端口电能路由器，潮流优化计算方法包括：构建多端口电能路由器的总功率损耗模型；采用支路潮流法确定整个配电网拓扑中任一支路的支路潮流模型；根据总功率损耗模型及支路潮流模型，确定多端口电能路由器的功率约束关系。考虑端口的无功功率，建立多端口电能路由器的损耗模型，降低了原有损耗模型的误差，提升含有多端口电能路由器的配电网的潮流优化计算精度。

47、根据本公开的另一个方面，提供一种配电网的潮流优化计算装置，配电网包含一多端口电能路由器，潮流优化计算装置包括：总功率损耗构建模块，用于构建多端口电能路由器的总功率损耗模型；支路潮流模型确定模块，用于采用支路潮流法确定整个配电网拓扑中任一支路的支路潮流模型；功率约束确定模块，用于根据总功率损耗模型及支路潮流模型，确定多端口电能路由器的功率约束关系。

48、根据本公开的另一个方面，提供一种电子设备，包括：处理器；以及存储器，用于存储处理器的可执行指令；其中，处理器配置为经由执行可执行指令来执行任意一实施例中配电网的潮流优化计算方法。

49、根据本公开的另一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现任意一实施例中的配电网的潮流优化计算方法。

50、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。