基于分布式调控架构的新能源配电网协同优化方法及系统与流程

本发明涉及配电网最优潮流领域，尤其涉及一种基于分布式调控架构的新能源配电网协同优化方法及系统。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、随着电网规模的不断扩大及运行方式的日趋复杂，传统配电网分块独立进行管理调度、建模分析的方式已逐渐不能适应未来电网调度运行业务发展的需求，诸如大型城市电网之类的多电压等级互联系统广泛发展，中低压互联新能源配电系统也不断增多。为保证含高比例可再生能源新型电力系统的安全经济运行，有必要研究中低压互联新能源配电系统的协同优化方法。

3、此外，随着化石能源的逐渐枯竭和人们环境保护意识的提高，风电、光电等新能源发电在电力系统中的渗透率不断提高，分布式发电在配电网中的比例也在不断上升，其随机性、波动性对电力系统安全、稳定和经济运行带来了极大挑战。另一方面，由于配电网中的分布式能源及冷热泵等柔性负荷具有很好的可控能力，该类负荷的出现和激增以灵活可控性给大规模、集群化新能源并网容量调节提供了新的手段。

4、中低压互联新能源配电网具有分散性、不确定性的特点，以新能源为例，其有功出力具有一定的不确定性，如光伏发电受天气的影响；而冷热泵等柔性负荷也具有一定的不确定性，如空调提供的备用容量应该是温度和用户运行模式的函数，因此中低压互联新能源配电网中各类资源的备用能力是不确定的。

5、而且，传统配电网多采用分块独立管理调度方法，大多中低压配网间在调度时缺乏协同机制，这会导致资源的不充分、不合理利用。

技术实现思路

1、为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种基于分布式调控架构的新能源配电网协同优化方法及系统，其通过在整体配电网层面优化调度实现各类资源的最优控制，充分挖掘可调度资源的潜力，保证配电网经济、安全、稳定地运行，进而实现中低压互联新能源配电网的最优潮流计算和可控资源协同优化。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明的第一个方面提供一种基于分布式调控架构的新能源配电网协同优化方法。

4、基于分布式调控架构的新能源配电网协同优化方法，包括：

5、分别构建中压配电网潮流模型和低压配电网潮流模型，以此构建中低压互联新能源配电网协调调度模型；

6、基于中低压互联新能源配电网协调调度模型，利用分配向量，将系统实时功率不匹配量分配至中压配电网的各类可调度资源和低压配电网的各类可调度资源；

7、基于历史数据构建含有二阶矩信息的模糊集，引入机会约束，构建优化模型；基于优化模型，得到中低压互联新能源配电网协调调度模型的协同调度指令，以此进行资源调度。

8、进一步地，所述新能源配电网协同优化方法还包括：在出现不平衡功率时，基于中低压互联新能源配电网协调调度模型，以中低压互联新能源配电网中的调用备用和能源生产的成本最小为目标，通过调整配电网中的发电机输出和负载消耗，补偿不平衡功率。

9、进一步地，所述基于历史数据构建含有二阶矩信息的模糊集，引入机会约束的过程还包括：基于历史数据的均值和协方差建立的模糊集，引入机会约束，通过调整机会约束违反的概率，优化机会约束；基于优化后的机会约束和模糊集，构建优化模型。

10、进一步地，所述中压配电网的线性化直流潮流计算模型的构建过程包括：根据预测功率平衡约束、系统实时功率不平衡量约束、常规发电机出力范围约束、常规发电机有功备用范围约束、负荷消耗最大值和最小值约束、负荷有功备用范围约束和线功率流约束，构建中压配电网潮流模型；

11、进一步地，所述预测功率平衡约束为：

12、

13、其中，pg,i表示中压配电网常规发电机的出力，表示预测的光伏发电出力，pd，h表示低压配电网在pcc节点处的有功功率，表示预测的交、直流负荷消耗量；

14、进一步地，所述系统实时功率不平衡量约束为：

15、

16、其中，pmis表示中压配电网中的实时功率不平衡量，表示预测的交、直流负荷消耗量，表示传输网络中实际负荷消耗，表示预测的光伏发电出力，表示光伏发电出力；

17、进一步地，所述常规发电机出力范围约束为：

18、

19、其中，pg表示中压配电网常规发电机的出力，rg表示发电机实际备用，pg、分别表示中压配电网常规发电机的出力最小值和最大值；

20、进一步地，所述常规发电机有功备用范围约束为：

21、

22、其中，rg表示发电机实际备用，rg分别表示发电机备用容量最大值和最小值；

23、进一步地，所述负荷消耗最大值和最小值约束为：

24、

25、其中，rl表示负荷实际备用，pl、分别表示负荷消耗最小值和最大值，表示传输网络中实际负荷消耗；

26、进一步地，所述负荷有功备用范围约束为：

27、

28、其中，rl表示负荷实际备用，rl分别表示负荷备用容量最大值和最小值；

29、进一步地，所述线功率流约束为：

30、

31、其中，pline表示线路容量，bbus，bflow分别表示节点导纳矩阵和支路导纳矩阵，表示每个节点上的净功率注入，nb为节点数，为pinj的最后nb-1几行。

32、进一步地，所述低压配电网的distflow潮流计算模型的构建过程包括：根据网络功率流约束、低压配电网功率约束和低压配电网电压约束，构建低压配电网的distflow潮流计算模型。

33、进一步地，所述网络功率流约束包括：线路有功功率约束、线路无功功率约束和节点电压约束；

34、进一步地，所述线路有功功率约束为：

35、

36、其中，pdg,r表示节点r上接入发电机输出的有功功率，pd.r表示节点上r的有功负荷，prs表示支路(r,s)上的有功功率，pkr表示支路(k,r)上的有功功率，rkr表示支路(k,r)的电阻，lkr表示支路(k,r)上的电流的平方；

37、进一步地，所述线路无功功率约束为：

38、

39、其中，qdg,r表示节点r上接入发电机输出的无功功率，qd,r表示节点上r的无功负荷，qkr表示支路(k,r)上的无功功率，xkr表示支路(k,r)的电抗，lkr表示支路(k,r)上的电流的平方；

40、进一步地，所述节点电压约束为：

41、vs＝vr-2(rrsprs+xrsqrs)+(rrs2+xrs2)lrs

42、其中，vr表示节点r处电压的平方，prs、qrs、lrs分别表示支路(r,s)上的有功功率和无功功率以及流过该分支上的电流的平方，rrs、xrs分别表示支路(r,s)的电阻和电抗。

43、进一步地，所述低压配电网功率约束包括线路潮流约束、小型发电机的无功功率约束、小型发电机的有功功率约束和pcc节点处实际有功功率约束；

44、进一步地，所述低压配电网电压约束包括节点电压幅值约束和pcc节点处电压约束。

45、本发明的第二个方面提供一种基于分布式调控架构的新能源配电网协同优化系统。

46、基于分布式调控架构的新能源配电网协同优化系统，包括：

47、模型构建模块，其被配置为：分别构建中压配电网潮流模型和低压配电网潮流模型，以此构建中低压互联新能源配电网协调调度模型；

48、第一调度模块，其被配置为：基于中低压互联新能源配电网协调调度模型，利用分配向量，将系统实时功率不匹配量分配至中压配电网的各类可调度资源和低压配电网的各类可调度资源；

49、第二调度模块，其被配置为：基于历史数据构建含有二阶矩信息的模糊集，引入机会约束，构建优化模型；基于优化模型，得到中低压互联新能源配电网协调调度模型的协同调度指令，以此进行资源调度。

50、本发明的第三个方面提供一种计算机可读存储介质。

51、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第一个方面所述的基于分布式调控架构的新能源配电网协同优化方法中的步骤。

52、本发明的第四个方面提供一种计算机设备。

53、一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述第一个方面所述的基于分布式调控架构的新能源配电网协同优化方法中的步骤。

54、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

55、本发明提出的基于分布式调控架构的新能源配电网协同优化方法及系统，能够更充分合理地利用各类可调度资源，提高了经济性，且对多类型中低压互联新能源配电网均有很好的普适性，增强了应用于实际的可能性。

56、本发明从整个新能源配电网层面出发，构建分布式调控架构，对中压配电网和低压配电网进行统一建模与协同调度，当系统出现功率波动时，通过整合可控资源实现整个系统的经济、安全、稳定地运行。

57、本发明适用于多种类中低压互联新能源配电网系统，如大型城市电网、郊区远方配电网等都具有很好的普适性。对于新兴的交直流混合配电网，也可通过简单模型变换实现协同调度。总体来说本方法在提高经济性的同时兼具普适性和安全性，具有较高的使用价值。