CN108134394B - 一种考虑分布式电源影响的优化减载方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种考虑分布式电源影响的优化减载方法，配网各节点上传当前时刻的可中断负荷量以及负荷优先级至根节点的集中控制器，集中控制器根据上传信息和潮流约束建立考虑外网等值的优化减载模型；集中控制器通过二阶锥松弛的方法将非线性潮流约束转化为凸的二阶锥形式，从而快速计算出考虑分布式电源出力影响的优化减载量，并将该信息下达至各节点控制单元；各节点执行减载动作后，测量单元监测节点电压是否恢复到额定范围，判断是否完成本轮减载过程。本方法能够在含大量分布式电源的配电网中实现快速、精准的减载控制，最大限度恢复配网电压，同时保证了分布式电源电压不越限，避免了不恰当的减载引起分布式电源过电压跳闸。

Description

一种考虑分布式电源影响的优化减载方法

技术领域

本发明涉及电力系统运行和控制技术领域，具体涉及一种考虑分布式电源影响的优化减载方法。

背景技术

随着区域电网互联格局的形成，电网之间的联系日趋紧密，某一区域电网故障可能导致“牵一发而动全身”的后果。电力系统安全稳定运行的本质在于功率平衡，当送电网出现故障而造成受端出现大量功率缺额时，系统频率将急剧下降，某些区域的电压也会大幅跌落，严重影响电力系统的稳定性，极端情况下还可能出现大面积停电。目前，我国大量直流输电过程落地，频繁的换相失败更加突出了因直流闭锁引发的受端系统失稳、电压降低等问题。紧急减载作为电力系统的第三道防线是防止系统崩溃的最终策略，主要包括低频减载和低压减载两种方式，本方法主要研究低压减载。

目前紧急控制的决策可采用以下三种方案，第一种是离线按典型工况预决策，实时匹配方案；第二种是在线按实际工况预决策，实时匹配，这是目前较为成熟且应用广泛的决策方案；第三种是实时决策，实时控制，这是一种理想方案但由于实时判断稳定和控制决策需要大量的计算而允许的决策时间又非常短，目前在技术上较难实现。本方法的优化策略是基于实时决策，实时控制的理念，在不失准确性的前提下简化模型从而减少决策时间。模型的简化需要在线辨识外电网等值参数，目前发展的PMU(向量测量单元)技术可精确算出电压、电流相量，快速响应本地负荷的变化，为调度人员提供预警信息并为紧急控制策略所需的参数辨识提供准确依据。

针对电网中紧急减载的控制问题，国内多采用集中控制的方式，集中控制器预先设定好可切除负荷，通过光纤通信下达指令到各分散控制器快速切断负荷。然而这种集中式的固定减负荷方案无法应对系统工况出现的变化，因为决策中心实际上并没有考虑本地实时的电压、电流工况以及可中断负荷等信息；此外，分层分区的电网调度管理模式使得区域配网调度中心只掌握本地的实时状态和模型数据，难以快速、有效的获取全网信息，往往造成切负荷决策不及时、不精确等后果。一方面，负荷波动以及配电网分布式电源出力不确定性使得远程终端单元RTU测量数据不准确、信息搜集不及时，由此造成负荷的过切可能会引起过电压使得配网中分布式电源保护装置动作跳闸，进而导致更大面积的停电。另一方面，大量的分布式电源接入配网改变了网络拓扑，双向潮流的存在为紧急减载的优化决策带来了新的挑战。因此，如何能够设计一种既可以从全网角度优化的本地减载决策方案，同时又保证减载不会引起配网的分布式电源节点电压产生较大波动，实现负荷快速、精准、高效的切除，仍是紧急控制系统中亟待解决的问题。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种考虑分布式电源影响的优化减载方法，既可以从全网角度考虑，同时又保证减载不会引起配网的分布式电源节点电压产生较大波动，实现负荷快速、精准、高效的切除。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：一种考虑分布式电源影响的优化减载方法，其特征在于：包括步骤：

1)输电网主站监测到功率缺额事故后，根据电网系统频率变化快速计算缺额总量并按照预先设定的集中式切负荷策略下达减载指令至不同区域的各级配电网子站，减裁指令包括：减裁量ΔP_sum；

2)各配电网子站接收到减载指令后，启动低压减载装置，各子站根据各控制分区内实时更新的电压电流数据计算区域内各节点最优减载量；

3)各配电网子站向量测量单元PMU在线量测区域低压配电网根节点电压V_r、电流向量I_r，建立戴维南等值电路，实时估计外电网等值电势E_th和等值阻抗Z_th；

4)t时刻区域配电网子站内各负荷节点向区域配电网子站集中控制器上传实时更新的可中断负荷量ΔP_I.int以及负荷切除的优先级λ，分别用于建立切负荷约束和目标函数，配电网支路潮流模型用于建立潮流约束，利用戴维南等值模型中估算的等值参数E_th、R_eq、X_eq建立戴维南等值约束，通过构建上述目标函数以及相关约束，配网子站集中控制器建立t时刻的优化减载模型，以最小化区域电网的减载代价为控制目标；

5)集中控制器根据凸松弛后的优化减载模型计算出各节点应切除的负荷量、节点电压幅值以及支路潮流；

6)区域配电网子站集中控制器向各节点下达切负荷指令，各节点执行减载操作削减负荷；

7)配电网子站PMU监测各节点电压是否恢复到额定范围内，若电压已恢复，则减载过程结束；若电压仍未恢复则转入步骤5)，开始下一轮减载。

前述的一种考虑分布式电源影响的优化减载方法，其特征是：所述相关约束包括电压约束、分布式电源有功功率和无功功率输出限制约束、节点功率平衡约束、配网支路潮流约束、切负荷约束。

前述的一种考虑分布式电源影响的优化减载方法，其特征是：所述分布式电源有功功率和无功功率输出限制约束表达式为：

Q_DG.h＝P_DG.h·tanα

其中，P_DG.h表示第h台分布式电源的有功输出，

表示第h台分布式电源最大有功输出，h为正整数；α为恒功率因数，Q_DG.h为分布式电源的无功输出；

分布式电源的所述电压约束设定为不超过稳态工况运行条件下的2％，即：

-2％≤ΔV_DG.h≤2％

其中，ΔV_DG.h表示第h台分布式电源的电压偏移。

前述的一种考虑分布式电源影响的优化减载方法，其特征是：所述步骤3)中，实时估计电网等值电势E_th和等值阻抗Z_th的具体步骤包括：

3.1)根据戴维南等值电路模型建立电压降落方程：

其中

和

分别是戴维南待估计等值电势E_th的实部和虚部，i为虚数；V_i ^Re和V_i ^Im分别为监测根节点量测电压V_r的实部和虚部；

和

分别为监测根节点测量电流I_r的实部和虚部；Z_th＝R_eq+i·X_eq，R_eq和X_eq分别为待估计等值阻抗Z_th的电阻和电抗；

3.2)考虑一个周波内，等值电势E_th的幅值不变，相角可变，再根据公式(1)中的电压降落方程建立如下量测方程：

表示发生功率缺额故障后PMU获得的三组故障状态估计方程；

3.3)基于多时段量测数据求解最小二乘目标函数L(x)：

其中，

表示第k个状态下的三组状态估计方程，k＝1…m，m为获取的故障后状态总数，x为待求等值参数集；根据一阶最优条件

即对L(x)求一阶导数解出x，求得第k个状态下的等值电势实部

等值电势虚部

以及等值电势E_th、等值电阻R_eq、等值电抗X_eq，即求得待求等值参数集x，如公式(4)所示：

前述的一种考虑分布式电源影响的优化减载方法，其特征是：所述步骤4)中优化减载模型具体包括：

4.1)最小化区域电网的减载代价目标函数表述如下：

其中，C为区域配电网负荷节点集合，ΔP_I为区域配电网第I个负荷节点期望的最优减载量，λ为负荷切除优先级；

4.2)优化减载模型中，各节点的功率平衡约束表达式为：

其中，P_J和Q_J分别为负荷节点J的有功、无功净注入功率；

和

分别为负荷节点J减载前的有功、无功负荷，为已知量；P_J.DG和Q_J.DG分别为负荷节点J优化减载后的分布式电源有功、无功输出功率；ΔP_J和ΔQ_J分别为负荷节点J待优化的有功、无功减载量；

4.3)优化减载模型中以配电网支路潮流模型为基础的潮流约束，配电网支路潮流模型表达式为：

其中，集合u(J)表示电网中以J为末端节点的支路的首端节点集合，集合v(J)表示电网中以J为首端节点的支路的末端节点集合，P_IJ和Q_IJ分别为支路IJ首端有功和无功功率，P_JK和Q_JK分别为支路JK首端有功和无功功率，V_I表示节点I的电压幅值，V_J表示节点J的电压幅值，r_IJ和x_IJ分别为支路IJ的电阻和电抗；

4.4)优化减载模型中利用步骤(3)中估算的等值电势E_th及等值电阻R_eq、等值电抗X_eq建立戴维南等值约束，区域配网根节点量测电压V_r作为优化变量；表达式如下：

4.5)减载时的根节点注入有功功率P_inj应满足：

其中，

表示外电网故障时外地网与区域配电网联络线上允许流过的最大功率；

区域减载总量不应超过上级控制中心要求的减载量ΔP_sum，且各节点减载量不超过其上传的可中断负荷量ΔP_I.int，即：

其中，∑ΔP_I为区域配网实际切负荷总量，ΔP_I为节点I待计算的切负荷量。

前述的一种考虑分布式电源影响的优化减载方法，其特征是：所述步骤5)中凸松弛后的优化减载模型计算出各节点应切除的负荷量、节点电压幅值以及支路潮流，步骤包括：

凸松弛为二阶锥松弛方法，即将配电网支路潮流模型公式(7)中的非凸项松弛为凸的锥形集合，具体如下：

其中，定义L_IJ为支路IJ电流的平方，定义U_I为节点I电压的平方，箭头右端的表达式为左边表达式的二阶锥松弛形式，|| ||₂表示矩阵的二范数；

公式(11)右侧公式为凸松弛后的支路潮流模型，再联合公式(5)(6)(8)(9)(10)即为凸松弛后的优化减载模型。

本发明所达到的有益效果：本发明依托于现有的电力系统分层分级控制架构，适用于分布式电源高渗透率配电网的紧急控制，不需要区域配电网与外界电网过多的信息交互便可制定出考虑外网影响的减载策略，利用二阶锥松弛的计算技术，可在线快速计算出节点优化减载量，满足最小化区域电网停电损失的目标，同时可使配电网中的分布式电源不因电压越限而跳闸，最大限度保证了紧急控制情况下可再生能源的利用率达到最大，提高紧急控制的精确性，改善减载后的电压分布，且方法实现方便，控制简单。

附图说明

图1是现有的电力系统分层分级控制架构示意图；

图2是本发明的流程框图；

图3是戴维南等值模型示意图；

图4是配电网支路潮流模型示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明方法依托于现有的电力系统分层分级控制架构，如图1所示，该分级控制架构包括输电网主站层和配网子站层两个层级以及由不同配网子站监控管理的众多分区，即不同区域的低压配电网。本专利所提出的优化减载方法在配电网基础上建立优化模型，故将不同区域的低压配电网称之为配网优化层。分布式电源作为分层分级控制架构中的一部分，属于配网优化层。本发明考虑分布式电源影响的优化减裁方法适用于高渗透率配电网的紧急控制，不需要区域配电网与外界电网过多的信息交互便可制定出考虑外网影响的减载策略。

如图2所示，一种考虑分布式电源影响的优化减载方法，包括以下步骤：

1)输电网主站监测到功率缺额事故后，根据系统频率变化快速计算缺额总量并按照预先设定的集中式切负荷策略下达减载指令至不同区域的各级配电网子站，减载指令包括：减载量ΔP_sum；

2)各配电网子站接收到减载指令后，启动低压减载装置，实施子站内部优化减载程序，即各子站根据各控制分区内实时更新的电压电流等数据计算区域内各节点最优减载量，转步骤3)；

3)各配电网子站向量测量单元PMU在线量测区域低压配电网根节点电压V_r、电流向量I_r，建立戴维南等值电路，实时估计外电网等值电势E_th和等值阻抗Z_th，如图3所示，Z_load为区域配电网的等值阻抗；

4)t时刻区域配电网子站内各负荷节点(如家庭能量管理系统终端)向区域配电网子站集中控制器上传实时更新的可中断负荷量ΔP_I.int以及负荷切除的优先级λ，建立切负荷约束和目标函数，通过配电网支路潮流模型建立潮流方程模型，并将戴维南等值模型中的等值电势E_th作为参考电压，根据以上建立的目标函数以及电压约束、分布式电源有功功率和无功功率输出限制约束、节点功率平衡约束、配网支路潮流约束、切负荷约束，配网子站集中控制器可建立t时刻的优化减载模型，以最小化区域电网的减载代价为控制目标。其中，电压约束、分布式电源有功功率和无功功率输出限制约束已由各配电网子站预先设定，具体设定如下所示：将分布式电源有功功率输出上限设定为最大可用发电容量，将其下限约束设定为零，约束表达式为：

Q_DG.h＝P_DG.h·tanα

其中，P_DG.h表示第h台分布式电源的有功输出，

表示第h台分布式电源最大有功输出，h为正整数；α为恒功率因数，Q_DG.h为分布式电源的无功输出，可以取恒功率因数α＝0.85计算分布式电源的无功输出Q_DG.h。将分布式电源的电压约束设定为不超过稳态工况运行条件下的2％，即：

-2％≤ΔV_DG.h≤2％

其中，ΔV_DG.h表示第h台分布式电源的电压偏移。

5)步骤4)中建立的优化减载模型在数学形式上为非凸模型，可采用凸松弛技术进行简化，集中控制器根据凸松弛后的优化减载模型计算出各节点应切除的负荷量、节点电压幅值以及支路潮流；

6)区域配电网子站集中控制器向各节点下达切负荷指令，各节点执行减载操作削减负荷；

7)配电网子站PMU监测各节点电压是否恢复到额定范围内(电压额定范围参照稳态运行时电压5％的波动范围)，若电压已恢复，则减载过程结束；若电压仍未恢复，则转入步骤4)，开始下一轮减载。

上述步骤3)中计算电网等值电势E_th和等值阻抗Z_th的具体步骤包括：

戴维南等值模型的电路结构如图3所示，戴维南等值参数E_th和Z_th由图3所示的等值模型确定，用最小二乘法计算：

3.1)首先根据图3所示的等值模型建立电压降落方程：

其中

和

分别是戴维南待估计等值电势E_th的实部和虚部，i为虚数；V_i ^Re和V_i ^Im分别为监测根节点测量电压V_r的实部和虚部；

和

分别为监测根节点测量电流I_r的实部和虚部；Z_th＝R_eq+i·X_eq，R_eq和X_eq分别为待估计等值阻抗Z_th的电阻和电抗；

3.2)考虑一个周波(如20ms)内，等值电势E_th的幅值不变，相角可变，再根据公式(1)中的电压降落方程建立如下量测方程：

表示发生功率缺额故障后PMU获得的三组故障状态估计方程，求取等值参数E_th和Z_th时需获取故障后m个状态的数据，则会产生3m个状态方程，待求变量有2m+3个，显然至少需获取3个状态的数据方可估计出等值参数。

3.3)基于多时段量测数据求解最小二乘目标函数L(x)：

其中，

表示第k个状态下的三组状态估计方程，k＝1…m，共m个采样点，一般取m＝3。x为待求等值参数集；根据一阶最优条件

即对L(x)求一阶导数解出x。可求得第k个状态下的等值电势实部

等值电势虚部

以及等值电势E_th、等值电阻R_eq、等值电抗X_eq，即可求得待求等值参数集x，如公式(4)所示：

上述步骤4)中配网子站集中控制器建立t时刻的优化减载模型，优化减载模型包括公式(5)(6)(7)(8)(9)，具体步骤包括：

4.1)将各节点负荷按照重要程度分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类负荷，Ⅰ类为重要负荷，设定权值为3；Ⅱ类为次重要负荷，设定权值为1.5；Ⅲ类负荷设定权值为0.5，最小化区域电网的减载代价函数表述如下：

其中C为区域配电网负荷节点集合，ΔP_I为区域配电网第I个负荷节点期望的最优减载量，λ为负荷切除优先级。可根据上文设定的权值确定优先级，权值越大切除优先级越低，通常来讲可按居民负荷(Ⅲ类)、商业负荷(Ⅱ类)和工业负荷(Ⅰ类)的顺序确定切除次序；

4.2)优化减载模型中，各节点的功率平衡约束表达式如下：

其中，P_J和Q_J分别为负荷节点J的有功、无功净注入功率；

和

分别为负荷节点J减载前的有功、无功负荷，为已知量；P_J.DG和Q_J.DG分别为负荷节点J优化减载后的分布式电源有功、无功输出功率；ΔP_J和ΔQ_J分别为负荷节点J待优化的有功、无功减载量；有功净注入功率P_J等于各节点分布式电源的有功输出P_J.DG与该节点优化减载后的有功负荷

之差，无功净注入功率Q_J等于各节点分布式电源的无功输出Q_J.DG与该节点优化减载后的无功负荷

之差。

4.3)优化减载模型包括以配电网支路潮流模型为基础的潮流约束，其中配电网支路潮流模型如图4所示，具体表达式如下：

其中，集合u(J)表示电网中以J为末端节点的支路的首端节点集合，集合v(J)表示电网中以J为首端节点的支路的末端节点集合，P_IJ和Q_IJ分别为支路IJ首端有功和无功功率，P_JK和Q_JK分别为支路JK首端有功和无功功率，V_I表示节点I的电压幅值，V_J表示节点J的电压幅值，r_IJ和x_IJ分别为支路IJ的电阻和电抗；P_J和Q_J分别为节点J的有功、无功净注入功率。

4.4)优化减载模型中利用步骤(3)中估算的等值电势E_th及等值电阻R_eq、等值电抗X_eq建立戴维南等值约束，区域配网根节点量测电压V_r作为优化变量；表达式如下：

4.5)减载时的根节点注入有功功率P_inj应满足：

其中，

表示外电网故障时外地网与区域配电网联络线上允许流过的最大功率；

此外，区域减载总量不应超过上级控制中心要求的减载量ΔP_sum，且各节点减载量不超过其上传的可中断负荷量，即：

∑ΔP_I为区域配网实际切负荷总量，ΔP_I为节点I待计算的切负荷量。

上述步骤5)中凸松弛后的优化减载模型具体计算方法为：

凸松弛为二阶锥松弛方法，即将配电网支路潮流模型公式(7)中的非凸项松弛为凸的锥形集合，具体如下：

其中，定义L_IJ为支路IJ电流的平方，定义U_I为节点电压的平方，箭头右端的表达式为左边表达式的二阶锥松弛形式，|| ||₂表示矩阵的二范数，即公式(11)箭头右侧公式为二阶锥松弛的二范数形式。公式(11)右侧公式为凸松弛后的支路潮流模型，再联立公式(5)(6)(8)(9)(10)即为凸松弛后的优化减载模型；根据优化减载模型计算出各节点应切除的负荷量、节点电压幅值以及支路潮流。

本方法将外网等值模型与优化减载模型相结合，以等值电势为电压参考点，充分考虑了外网故障对区域电网的影响，提高了减载模型的准确性；主站仅按照预先设定的减载量下达减载指令至子站而不进行全网的优化决策，具体的优化减载量由本地利用外网等值模型和本地信息进行决策，可大大降低了通信时间，这对提高紧急减载所要求的快速决策有很强的实际意义。

本方法在做减载决策时为分布式电源电压设置了安全约束，从而在最小化停电损失的同时保证分布式电源稳定运行，相比传统减载策略未考虑减载引起的分布式电源电压越限问题，本方法具有改善电压分布效果好，负荷切除精细化等优点。

本方法的优化减载模型为二阶锥模型，相比传统的非线性优化模型具有更快的计算速度，减少了集中控制器的决策时间，且保证所获得的解为全局最优解，这为实时决策、实时控制的减载方案提供了可能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种考虑分布式电源影响的优化减载方法，其特征在于：包括步骤：

1)输电网主站监测到功率缺额事故后，根据电网系统频率变化快速计算缺额总量并按照预先设定的集中式切负荷策略下达减载指令至不同区域的各级配电网子站，减裁指令包括：减裁量ΔP_sum；

2)各配电网子站接收到减载指令后，启动低压减载装置，各子站根据各控制分区内实时更新的电压电流数据计算区域内各节点最优减载量；

3)各配电网子站向量测量单元PMU在线量测区域低压配电网根节点电压V_r、电流向量I_r，建立戴维南等值电路，实时估计外电网等值电势E_th和等值阻抗Z_th；

4)t时刻区域配电网子站内各负荷节点向区域配电网子站集中控制器上传实时更新的可中断负荷量ΔP_I.int以及负荷切除的优先级λ，分别用于建立切负荷约束和目标函数，配电网支路潮流模型用于建立潮流约束，利用戴维南等值模型中估算的等值参数E_th、R_eq、X_eq建立戴维南等值约束，通过构建上述目标函数以及相关约束，配网子站集中控制器建立t时刻的优化减载模型，以最小化区域电网的减载代价为控制目标；

5)集中控制器根据凸松弛后的优化减载模型计算出各节点应切除的负荷量、节点电压幅值以及支路潮流；

6)区域配电网子站集中控制器向各节点下达切负荷指令，各节点执行减载操作削减负荷；

7)配电网子站PMU监测各节点电压是否恢复到额定范围内，若电压已恢复，则减载过程结束；若电压仍未恢复则转入步骤5)，开始下一轮减载。

2.根据权利要求1所述的一种考虑分布式电源影响的优化减载方法，其特征是：所述相关约束包括电压约束、分布式电源有功功率和无功功率输出限制约束、节点功率平衡约束、配网支路潮流约束、切负荷约束。

3.根据权利要求2所述的一种考虑分布式电源影响的优化减载方法，其特征是：所述分布式电源有功功率和无功功率输出限制约束表达式为：

Q_DG.h＝P_DG.h·tanα

其中，P_DG.h表示第h台分布式电源的有功输出，

表示第h台分布式电源最大有功输出，h为正整数；α为恒功率因数，Q_DG.h为分布式电源的无功输出；

分布式电源的所述电压约束设定为不超过稳态工况运行条件下的2％，即：

-2％≤ΔV_DG.h≤2％

其中，ΔV_DG.h表示第h台分布式电源的电压偏移。

4.根据权利要求1所述的一种考虑分布式电源影响的优化减载方法，其特征是：所述步骤3)中，实时估计电网等值电势E_th和等值阻抗Z_th的具体步骤包括：

3.1)根据戴维南等值电路模型建立电压降落方程：

其中

和

分别是戴维南待估计等值电势E_th的实部和虚部，i为虚数；V_i ^Re和V_i ^Im分别为监测根节点量测电压V_r的实部和虚部；

和

分别为监测根节点测量电流I_r的实部和虚部；Z_th＝R_eq+i·X_eq，R_eq和X_eq分别为待估计等值阻抗Z_th的电阻和电抗；

3.2)考虑一个周波内，等值电势E_th的幅值不变，相角可变，再根据公式(1)中的电压降落方程建立如下量测方程：

表示发生功率缺额故障后PMU获得的三组故障状态估计方程；

3.3)基于多时段量测数据求解最小二乘目标函数L(x)：

其中，

表示第k个状态下的三组状态估计方程，k＝1…m，m为获取的故障后状态总数，x为待求等值参数集；根据一阶最优条件

即对L(x)求一阶导数解出x，求得第k个状态下的等值电势实部

等值电势虚部

以及等值电势E_th、等值电阻R_eq、等值电抗X_eq，即求得待求等值参数集x，如公式(4)所示：

5.根据权利要求4所述的一种考虑分布式电源影响的优化减载方法，其特征是：所述步骤4)中优化减载模型具体包括：

4.1)最小化区域电网的减载代价目标函数表述如下：

其中，C为区域配电网负荷节点集合，ΔP_I为区域配电网第I个负荷节点期望的最优减载量，λ为负荷切除优先级；

4.2)优化减载模型中，各节点的功率平衡约束表达式为：

其中，P_J和Q_J分别为负荷节点J的有功、无功净注入功率；

和

分别为负荷节点J减载前的有功、无功负荷，为已知量；P_J.DG和Q_J.DG分别为负荷节点J优化减载后的分布式电源有功、无功输出功率；ΔP_J和ΔQ_J分别为负荷节点J待优化的有功、无功减载量；

4.3)优化减载模型中以配电网支路潮流模型为基础的潮流约束，配电网支路潮流模型表达式为：

其中，集合u(J)表示电网中以J为末端节点的支路的首端节点集合，集合v(J)表示电网中以J为首端节点的支路的末端节点集合，P_IJ和Q_IJ分别为支路IJ首端有功和无功功率，P_JK和Q_JK分别为支路JK首端有功和无功功率，V_I表示节点I的电压幅值，V_J表示节点J的电压幅值，r_IJ和x_IJ分别为支路IJ的电阻和电抗；

4.4)优化减载模型中利用步骤(3)中估算的等值电势E_th及等值电阻R_eq、等值电抗X_eq建立戴维南等值约束，区域配网根节点量测电压V_r作为优化变量；表达式如下：

4.5)减载时的根节点注入有功功率P_inj应满足：

其中，

表示外电网故障时外地网与区域配电网联络线上允许流过的最大功率；

区域减载总量不应超过上级控制中心要求的减载量ΔP_sum，且各节点减载量不超过其上传的可中断负荷量ΔP_I.int，即：

其中，∑ΔP_I为区域配网实际切负荷总量，ΔP_I为节点I待计算的切负荷量。

6.根据权利要求5所述的一种考虑分布式电源影响的优化减载方法，其特征是：所述步骤5)中凸松弛后的优化减载模型计算出各节点应切除的负荷量、节点电压幅值以及支路潮流，步骤包括：

凸松弛为二阶锥松弛方法，即将配电网支路潮流模型公式(7)中的非凸项松弛为凸的锥形集合，具体如下：

其中，定义L_IJ为支路IJ电流的平方，定义U_I为节点I电压的平方，箭头右端的表达式为左边表达式的二阶锥松弛形式，|| ||₂表示矩阵的二范数；

公式(11)右侧公式为凸松弛后的支路潮流模型，再联合公式(5)(6)(8)(9)(10)即为凸松弛后的优化减载模型。

Images