CN108988402A - 基于优化调度的交直流配电网优化控制方法 - Google Patents

Abstract

一种基于优化调度的交直流配电网优化控制方法：建立交直流混合配电网的拓扑结构，并选取容量最大的换流站作为主换流站，其余换流站作为从换流站；建立优化调度模型，包括：目标函数、系统潮流约束及系统安全约束，将交直流配电网实际运行时配电网总功率损耗和各节点电压偏差最小为目标函数；在交直流混合配电网实际运行时，将各分布式电源及负载功率传入调度系统中，计算出使得交直流混合配电网运行最优时各从换流站的功率参考值，并将该功率参考值作为调度指令传给各从换流站；主换流站采用定电压控制策略，各从换流站根据功率参考值采用定功率控制策略。本发明使得配电网系统在正常运行、通讯故障、换流站功率达到极限状态时均能较好优化其运行状态。

Description

基于优化调度的交直流配电网优化控制方法

技术领域

本发明涉及一种交直流配电网优化控制方法。特别是涉及一种基于优化调度的交直流配电网优化控制方法。

背景技术

随着社会进步和经济发展，分布式电源及直流负荷总量迅速增长。当大量分布式电源、直流负荷、储能等装置并网时，相比于传统交流配电网，直流配电网在电能损耗、电能质量、换流装置、控制策略等方面更具有优势。但如今交流配电网仍是主体，于是人们提出将交流子网和直流子网经互联变流器相连的混合供电结构，使得其同时具备交流配电网和直流配电网的特点。作为交流配电网向直流配电网的过度阶段，交直流混合配电网受到广泛学者的关注。

随着分布式电源及储能装置的并网，传统配电网由无源网络变为有源网络，其系统潮流也变得更为复杂，选择合适的控制策略是配电网稳定、经济运行的关键。传统控制策略通常有主从控制、电压裕度控制等。在主从控制中主换流站采用定电压控制，各从换流站均采用定功率控制，各从换流站的功率参考值由优化调度系统得到，在配电网稳定运行时选择合适的目标函数可实现配电网运行的目标优化，但这种控制方法对通讯及主换流站要求较高，在通信故障或主换流站功率达到极限时系统将难以维持稳定；电压裕度控制类似于主从控制，其中主换流站采用定电压控制策略，各从换流站采用定功率控制策略，系统功率波动时仅由主换流站提供功率差额，当主换流站的功率达到极限时，其切换至定功率模式并且由其他换流站维持电压稳定，这种控制策略无需通讯系统且对换流站容量无过高要求，但其难以人为改变系统潮流、优化配电网运行状态，且易导致各换流站控制策略频繁切换。

传统主从控制控制可人为改变系统潮流分布、优化系统运行状态，但其对通讯和主换流站要求较高，当通讯故障或主换流站功率达到容量极限时，系统将难以维持稳定。传统电压裕度控制为一端定电压，多端定功率，其优势为在于主换流站功率达到极限时，从换流站维持系统电压稳定而无通讯和换流站容量要求，但其难以人为改变系统潮流分布。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种使配电网在稳定运行时能优化系统运行状态，且在通讯故障时也能维持系统稳定、对换流站容量无过高要求的基于优化调度的交直流配电网优化控制方法。

本发明所采用的技术方案是：一种基于优化调度的交直流配电网优化控制方法，包括如下步骤：

1)建立交直流混合配电网的拓扑结构，经三个换流站和直流线路将三个交流电网端口连接起来，并分别在交、直流线路上接入相应的负载、分布式电源、储能系统组成交流子网、直流子网，并选取容量最大的换流站作为主换流站，其余换流站作为从换流站；

2)建立优化调度模型，包括：目标函数、系统潮流约束及系统安全约束，将交直流配电网实际运行时配电网总功率损耗和各节点电压偏差最小为目标函数；

3)在交直流混合配电网实际运行时，系统检测配电网中各分布式电源及负载功率，并将各分布式电源及负载功率传入调度系统中，调度系统根据目标函数、约束条件、配电网的拓扑结构及线路参数，计算出使得交直流混合配电网运行最优时各从换流站的功率参考值，并将该功率参考值作为调度指令传给各从换流站；

4)在调度系统计算出各从换流站的调度指令并将调度指令传给各从换流站时，主换流站采用定电压控制策略，各从换流站根据功率参考值采用定功率控制策略，且各换流站在配电网功率波动时切换各自的控制策略；

5)在交直流配电网运行状态改变时，重复步骤3)～步骤4)，使交直流配电网运行于新的最优状态。

在交直流配电网实际运行时，当出现由于调度系统故障或信息传输延时而未及时得到新的调度指令时，交直流配电网中各从换流站按照原有调度指令运行。

3.根据权利要求1所述的基于优化调度的交直流配电网优化控制方法，其特征在于，步骤2)中所述的配电网实际运行时配电网总功率损耗和各节点电压偏差最小为目标函数如下：

minf＝λ₁f_v/f_{v min}+λ₂f_p/f_{p min} (1)

式中，f_v为交直流混合配电网电压偏差情况；f_p为交直流混合配电网功率损耗情况；f_{v min}为仅以f_v为目标函数计算出的最小值；f_{p min}为仅以f_p为目标函数计算出的最小值；λ₁和λ₂分别为交直流混合配电网电压偏差和功率损耗对应的权重系数，分别选取为0.3和0.7；其中交直流混合配电网电压偏差f_v和功率损耗f_p表达式如下：

式中，V_i为交直流混合配电网中节点i的电压；V_i0为交直流混合配电网中节点i的电压理想值；n为交直流混合配电网中节点数量；I_j为交直流混合配电网中支路j的电流；R_j为交直流混合配电网中支路j的电阻；n_line为交直流混合配电网中支路的数量；P_VSCk为换流站k的功率；η_k为换流站k的效率；n_VSC配电网系统中换流站的数量。

步骤2)中所述的系统潮流约束如下：

式中，上标DC和AC分别表示直流侧和交流侧；下标DG_a、VSC_a和L_a分别表示为直流侧与节点a相连的分布式电源、换流站及负荷；下标DG_c、VSC_c和L_c分别表示为交流侧与节点c相连的分布式电源、换流站及负荷；U_a、U_b分别为直流侧节点a、b的电压；U_c、U_d为交流侧节点c、d的电压；θ_c、θ_d分别为交流侧节点c、d的相角；G_cd、B_cd分别为交流侧节点c、d间线路导纳的实部与虚部；g_ab为直流侧节点a、b间线路的导纳；分别为直流侧节点a处的分布式电源、换流器及负荷的功率；和分别为交流侧节点c处的分布式电源、换流器及负荷的有功功率；和分别为交流侧节点c处的分布式电源、换流器及负荷的无功功率。

步骤2)中所述的系统安全约束如下：

U_{a min}＜U_a＜U_{a max} 7)

U_{c min}＜U_c＜U_{c max} (8)

P_{VSCk min}＜P_VSCk＜P_{VSCk max} (11)

式中，U_a、U_{a min}及U_{a max}分别为直流侧节点a的电压及其上下限；U_c、U_{c min}及U_{c max}分别为交流侧节点c的电压及其上下限；及分别为直流侧节点m、n间线路的有功功率及有功功率的上下限；及分别为交流侧节点r、s间线路的视在功率及视在功率的上下限；P_VSCk、P_{VSCk min}及P_{VSCk max}分别为换流站k的有功功率及有功功率的上下限；Q_VSCk为换流站k的无功功率；S_{VSCk max}为换流站k视在功率的极限。

步骤4)中所述的各从换流站在配电网功率波动时切换各自的控制策略，包括：

正常运行时，交流子网的电压与频率由上级电网支撑；主换流站采用定电压控制维持直流子网的电压稳定，各从换流站按调度指令采用定功率控制；此时若交直流配电网功率波动值小于设定的功率波动值，各从换流站功率保持不变，仅由主换流站提供功率差额；若交直流配电网功率波动值大于等于设定的功率波动值，当主换流站功率达到设定极限时，主换流站自动切换为定功率控制模式，此时交直流配电网的直流侧缺少电压支撑导致直流侧电压迅速上升或下降，当任一从换流站的电压偏差达到电压偏差设定值时，该从换流站自动切换控制策略为定电压控制以维持直流侧电压稳定，此时由该从换流站提供交直流配电网直流侧功率差额，若该从换流站功率也达到功率偏差设定极限，该从换流站也将自动切换控制策略为定功率控制，由其他从换流站稳定直流侧电压。

所述的主换流站自动切换为定功率控制模式，是其中主换流站功率下限与实际功率值之差经PI环节得输出参考值PI_1；主换流站电压参考值与实际电压值之差经PI环节得输出参考值PI_2；主换流站功率上限与实际功率值之差经PI环节得输出参考值PI_3；选取PI_2和PI_3中相对小的值，将所述的小的值与PI_1进行比较，选取两者中的大值，将所述的大值作为电流内环参考值，经电流内环得到换流站的触发脉冲，实现步骤4)所述的主换流站的控制模式的自由切换；在主换流站功率达到设定的功率下限时，主换流站直流侧电压上升，此时PI_1为0、PI_2为负值、PI_3为正值，将PI_1作为内环输入，此时主换流站相当于定功率控制，交直流配电网稳定时主换流站功率将稳定于主换流站功率设定值下限；在主换流站功率在设定的功率范围内，主换流站直流侧电压保持在参考值范围内，此时PI_1为负值、PI_2为0、PI_3为正值，将PI_2作为内环输入，此时主换流站相当于定电压控制，交直流配电网稳定时主换流站直流侧电压将稳定于参考值；在主换流站功率达到设定功率上限值时，主换流直流侧电压将下降，此时PI_1为负值、PI_2为正值、PI_3为0，将PI_3作为内环输入，此时主换流站相当于定功率控制，交直流配电网稳定时主换流站功率稳定于功率设定值上限。

所述的从换流站切换控制策略为定电压控制以维持直流侧电压稳定，是其中各从换流站的电压下限与实际电压值之差经PI环节得输出参考值PI_4；各从换流站的功率参考值与实际功率值之差经PI环节得输出参考值PI_5；各从换流站的电压上限与实际电压值之差经PI环节得输出参考值PI_6；选取PI_5和PI_6中相对小的值，然后将所述相对小的值与PI_4进行比较选取相对大的值，作为电流内环参考值，经电流内环得到从换流站的触发脉冲，实现步骤4)所述的各从换流站的控制模式的自由切换；在从换流站电压达到设定的电压上限时，从换流站的功率将减小，此时PI_4为负值、PI_5为正值、PI_6为0，将PI_6作为内环输入，此时从换流站相当于定电压控制，交直流配电网稳定时从换流站的电压将稳定于设定的电压上限；从换流站电压在设定的控制范围内，从换流站功率保持在设定的参考值范围内，此时PI_4为负值、PI_5为0、PI_6为正值，将PI_5作为内环输入，此时从换流站相当于定功率控制，交直流配电网稳定时从换流站功率将稳定于设定的参考值；在从换流站电压达到设定的电压下限时，从换流站功率将增大，此时PI_4为负0、PI_5为负值、PI_6为正，将PI_4作为内环输入，此时换流站相当于定电压控制，交直流配电网稳定时从换流站电压将稳定于设定的电压下限。

本发明的基于优化调度的交直流配电网优化控制方法，对通讯和主换流站容量要求较低，可优化系统运行状态。本发明综合了传统主从控制与电压裕度控制的优点，使得配电网系统在正常运行、通讯故障、换流站功率达到极限状态时均能较好优化其运行状态。首先在配电网系统正常运行时，由优化调度系统给出各从换流站功率参考值，可使得整个配电网系统运行于最优状态；另外在通讯故障时，各从换流站功率参考值保持不变，由主换流站提供功率差额，而无过高通讯要求；在主换流站功率达到其极限时，主换流站切换为定功率控制而由从换流站维持直流子网电压稳定，从而该控制策略对主换流站容量要求较低。

附图说明

图1是本发明采用交直流混合配电网的拓扑结构；

图2是本发明中各换流站的控制策略图；

图3是主换流站控制结构图；

图4是各从换流站控制结构图；

图5是本发明基于优化调度的交直流配电网优化控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的基于优化调度的交直流配电网优化控制方法做出详细说明。

本发明的基于优化调度的交直流配电网优化控制方法的目的为将主从控制和电压裕度控制的优点结合起来。本发明采用一种基于时间尺度的分层控制将控制策略分为两层，其中第一层为控制层、第二层为调度层。在较长时间尺度内，调度层采用合适的目标函数进行最优潮流计算，为下层各从换流站提供功率调度指令，使得系统稳定时运行于最优状态；在较短时间尺度内，主换流站采用定电压控制，各从换流站均采用定功率控制，当系统功率波动较小时由主换流站维持电压稳定并提供功率差额，当功率波动较大时而主换流站功率达到极限时，切换主换流站控制策略为定功率控制，从换流站控制策略为定电压控制。在得到调度指令时各从换流站按其指令定功率运行；当通讯故障、数据延时等原因而未及时得到调度指令时，各从换流站保持原控制策略。两层控制的协调配合，使得配电网运行时一方面可以最大限度的优化系统运行状态，另一方面对通讯和主换流站无过高要求。

本发明的基于优化调度的交直流配电网优化控制方法，是考虑配电网系统在正常运行、通讯故障、换流站功率达到极限状态时的优化控制方法，如图5所示，包括如下步骤：

1)建立交直流混合配电网的拓扑结构，如图1所示，图中经三个换流站和直流线路将三个交流电网端口连接起来，并分别在交、直流线路上接入相应的负载、分布式电源、储能系统组成交流子网、直流子网，并选取容量最大的换流站作为主换流站，其余换流站作为从换流站；

2)建立优化调度模型，包括：目标函数、系统潮流约束及系统安全约束，将交直流配电网实际运行时配电网总功率损耗和各节点电压偏差最小为目标函数；其中：

(1)所述的配电网实际运行时配电网总功率损耗和各节点电压偏差最小为目标函数如下：

min f＝λ₁f_v/f_{v min}+λ₂f_p/f_{p min} (1)

式中，f_v为交直流混合配电网电压偏差情况；f_p为交直流混合配电网功率损耗情况；f_{v min}为仅以f_v为目标函数计算出的最小值；f_{p min}为仅以f_p为目标函数计算出的最小值；λ₁和λ₂分别为交直流混合配电网电压偏差和功率损耗对应的权重系数，分别选取为0.3和0.7；其中交直流混合配电网电压偏差f_v和功率损耗f_p表达式如下：

式中，V_i为交直流混合配电网中节点i的电压；V_i0为交直流混合配电网中节点i的电压理想值；n为交直流混合配电网中节点数量；I_j为交直流混合配电网中支路j的电流；R_j为交直流混合配电网中支路j的电阻；n_line为交直流混合配电网中支路的数量；P_VSCk为换流站k的功率；η_k为换流站k的效率；n_VSC配电网系统中换流站的数量。

(2)所述的系统潮流约束如下：

式中，上标DC和AC分别表示直流侧和交流侧；下标DG_a、VSC_a和L_a分别表示为直流侧与节点a相连的分布式电源、换流站及负荷；下标DG_c、VSC_c和L_c分别表示为交流侧与节点c相连的分布式电源、换流站及负荷；U_a、U_b分别为直流侧节点a、b的电压；U_c、U_d为交流侧节点c、d的电压；θ_c、θ_d分别为交流侧节点c、d的相角；G_cd、B_cd分别为交流侧节点c、d间线路导纳的实部与虚部；g_ab为直流侧节点a、b间线路的导纳；分别为直流侧节点a处的分布式电源、换流器及负荷的功率；和分别为交流侧节点c处的分布式电源、换流器及负荷的有功功率；和分别为交流侧节点c处的分布式电源、换流器及负荷的无功功率。

(3)所述的系统安全约束如下：

U_{a min}＜U_a＜U_{a max} (7)

U_{c min}＜U_c＜U_{c max} (8)

P_{VSCk min}＜P_VSCk＜P_{VSCk max} (11)

式中，U_a、U_{a min}及U_{a max}分别为直流侧节点a的电压及其上下限；U_c、U_{c min}及U_{c max}分别为交流侧节点c的电压及其上下限；及分别为直流侧节点m、n间线路的有功功率及有功功率的上下限；及分别为交流侧节点r、s间线路的视在功率及视在功率的上下限；P_VSCk、P_{VSCk min}及P_{VSCk max}分别为换流站k的有功功率及有功功率的上下限；Q_VSCk为换流站k的无功功率；S_{VSCk max}为换流站k视在功率的极限。

3)在交直流混合配电网实际运行时，系统检测配电网中各分布式电源及负载功率，并将各分布式电源及负载功率传入调度系统中，调度系统根据目标函数、约束条件、配电网的拓扑结构及线路参数，计算出使得交直流混合配电网运行最优时各从换流站的功率参考值，并将该功率参考值作为调度指令传给各从换流站；

4)在调度系统计算出各从换流站的调度指令并将调度指令传给各从换流站时，主换流站采用定电压控制策略，各从换流站根据功率参考值采用定功率控制策略，且各换流站在配电网功率波动时按如图2所示切换各自的控制策略；

所述的各从换流站在配电网功率波动时切换各自的控制策略，如图2所示，包括：正常运行时，交流子网的电压与频率由上级电网支撑；主换流站采用定电压控制维持直流子网的电压稳定，各从换流站按调度指令采用定功率控制；此时若交直流配电网功率波动值小于设定的功率波动值，各从换流站功率保持不变，仅由主换流站提供功率差额；若交直流配电网功率波动值大于等于设定的功率波动值，当主换流站功率达到设定极限时，主换流站自动切换为定功率控制模式，此时交直流配电网的直流侧缺少电压支撑导致直流侧电压迅速上升或下降，当任一从换流站的电压偏差达到电压偏差设定值时，该从换流站自动切换控制策略为定电压控制以维持直流侧电压稳定，此时由该从换流站提供交直流配电网直流侧功率差额，若该从换流站功率也达到功率偏差设定极限，该从换流站也将自动切换控制策略为定功率控制，由其他从换流站稳定直流侧电压。

(1)所述的主换流站自动切换为定功率控制模式，是指交直流配电网功率波动仅由主换流站提供功率差额，当交直流配电网功率波动值大于等于设定的功率波动值，而主换流站功率达到设定的功率极限时，为保护主换流站不被损坏，需将主换流站控制策略自动变为定功率控制，本发明中主换流站的控制结构图如图3所示。

如图3所示，为使得主换流站的电压与功率满足图2所示的控制曲线关系，当其功率达到一定值时自动切换其控制策略。本发明采用如图3所示的双环控制策略，其中主换流站功率下限与实际功率值之差经PI环节得输出参考值PI_1；主换流站电压参考值与实际电压值之差经PI环节得输出参考值PI_2；主换流站功率上限与实际功率值之差经PI环节得输出参考值PI_3；选取PI_2和PI_3中相对小的值，将所述的小的值与PI_1进行比较，选取两者中的大值，将所述的大值作为电流内环参考值，经电流内环得到换流站的触发脉冲，实现步骤4)所述的主换流站的控制模式的自由切换；在主换流站功率达到设定的功率下限时，主换流站直流侧电压上升，此时PI_1为0、PI_2为负值、PI_3为正值，将PI_1作为内环输入，此时主换流站相当于定功率控制，交直流配电网稳定时主换流站功率将稳定于主换流站功率设定值下限；在主换流站功率在设定的功率范围内，主换流站直流侧电压保持在参考值范围内，此时PI_1为负值、PI_2为0、PI_3为正值，将PI_2作为内环输入，此时主换流站相当于定电压控制，交直流配电网稳定时主换流站直流侧电压将稳定于参考值；在主换流站功率达到设定功率上限值时，主换流直流侧电压将下降，此时PI_1为负值、PI_2为正值、PI_3为0，将PI_3作为内环输入，此时主换流站相当于定功率控制，交直流配电网稳定时主换流站功率稳定于功率设定值上限。在交直流配电网实际运行时，主换流站根据功率和直流侧电压自动选择一种运行模式，使得交直流配电网稳定时主换流站的电压与功率满足如图2所示的曲线关系。

(2)所述的从换流站切换控制策略为定电压控制以维持直流侧电压稳定，是指主换流站功率达到设定的功率极限时，交直流配电网直流侧缺乏电压支撑，此时从换流站需自动切换控制策略为定电压控制以稳定直流子网电压。本发明设计从换流站的控制结构图如图4所示。

如图4所示，为使得各从换流站的电压与功率满足图2所示的控制曲线关系，当其电压达到一定值时自动切换其控制策略。本发明采用如图4所示的双环控制策略，其中各从换流站的电压下限与实际电压值之差经PI环节得输出参考值PI_4；各从换流站的功率参考值与实际功率值之差经PI环节得输出参考值PI_5；各从换流站的电压上限与实际电压值之差经PI环节得输出参考值PI_6；选取PI_5和PI_6中相对小的值，然后将所述相对小的值与PI_4进行比较选取相对大的值，作为电流内环参考值，经电流内环得到从换流站的触发脉冲，实现步骤4)所述的各从换流站的控制模式的自由切换；在从换流站电压达到设定的电压上限时，从换流站的功率将减小，此时PI_4为负值、PI_5为正值、PI_6为0，将PI_6作为内环输入，此时从换流站相当于定电压控制，交直流配电网稳定时从换流站的电压将稳定于设定的电压上限；从换流站电压在设定的控制范围内，从换流站功率保持在设定的参考值范围内，此时PI_4为负值、PI_5为0、PI_6为正值，将PI_5作为内环输入，此时从换流站相当于定功率控制，交直流配电网稳定时从换流站功率将稳定于设定的参考值；在从换流站电压达到设定的电压下限时，从换流站功率将增大，此时PI_4为负0、PI_5为负值、PI_6为正，将PI_4作为内环输入，此时换流站相当于定电压控制，交直流配电网稳定时从换流站电压将稳定于设定的电压下限。在交直流配电网实际运行时，各从换流站根据其功率和直流侧电压自动选择一种运行模式，使得系统稳定时主换流站的电压与功率满足如图2所示的曲线关系。

5)在交直流配电网运行状态改变时，重复步骤3)～步骤4)，使交直流配电网运行于新的最优状态。

本发明的基于优化调度的交直流配电网优化控制方法运行中，在交直流配电网实际运行时，当出现由于调度系统故障或信息传输延时而未及时得到新的调度指令时，交直流配电网中各从换流站按照原有调度指令运行。

Claims (8)

1.一种基于优化调度的交直流配电网优化控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)建立交直流混合配电网的拓扑结构，经三个换流站和直流线路将三个交流电网端口连接起来，并分别在交、直流线路上接入相应的负载、分布式电源、储能系统组成交流子网、直流子网，并选取容量最大的换流站作为主换流站，其余换流站作为从换流站；

2)建立优化调度模型，包括：目标函数、系统潮流约束及系统安全约束，将交直流配电网实际运行时配电网总功率损耗和各节点电压偏差最小为目标函数；

3)在交直流混合配电网实际运行时，系统检测配电网中各分布式电源及负载功率，并将各分布式电源及负载功率传入调度系统中，调度系统根据目标函数、约束条件、配电网的拓扑结构及线路参数，计算出使得交直流混合配电网运行最优时各从换流站的功率参考值，并将该功率参考值作为调度指令传给各从换流站；

4)在调度系统计算出各从换流站的调度指令并将调度指令传给各从换流站时，主换流站采用定电压控制策略，各从换流站根据功率参考值采用定功率控制策略，且各换流站在配电网功率波动时切换各自的控制策略；

5)在交直流配电网运行状态改变时，重复步骤3)～步骤4)，使交直流配电网运行于新的最优状态。

2.根据权利要求1所述的基于优化调度的交直流配电网优化控制方法，其特征在于，在交直流配电网实际运行时，当出现由于调度系统故障或信息传输延时而未及时得到新的调度指令时，交直流配电网中各从换流站按照原有调度指令运行。

3.根据权利要求1所述的基于优化调度的交直流配电网优化控制方法，其特征在于，步骤2)中所述的配电网实际运行时配电网总功率损耗和各节点电压偏差最小为目标函数如下：

minf＝λ₁f_v/f_vmin+λ₂f_p/f_pmin (1)

式中，f_v为交直流混合配电网电压偏差情况；f_p为交直流混合配电网功率损耗情况；f_vmin为仅以f_v为目标函数计算出的最小值；f_pmin为仅以f_p为目标函数计算出的最小值；λ₁和λ₂分别为交直流混合配电网电压偏差和功率损耗对应的权重系数，分别选取为0.3和0.7；其中交直流混合配电网电压偏差f_v和功率损耗f_p表达式如下：

式中，V_i为交直流混合配电网中节点i的电压；V_i0为交直流混合配电网中节点i的电压理想值；n为交直流混合配电网中节点数量；I_j为交直流混合配电网中支路j的电流；R_j为交直流混合配电网中支路j的电阻；n_line为交直流混合配电网中支路的数量；P_VSCk为换流站k的功率；η_k为换流站k的效率；n_VSC配电网系统中换流站的数量。

4.根据权利要求1所述的基于优化调度的交直流配电网优化控制方法，其特征在于，步骤2)中所述的系统潮流约束如下：

式中，上标DC和AC分别表示直流侧和交流侧；下标DG_a、VSC_a和L_a分别表示为直流侧与节点a相连的分布式电源、换流站及负荷；下标DG_c、VSC_c和L_c分别表示为交流侧与节点c相连的分布式电源、换流站及负荷；U_a、U_b分别为直流侧节点a、b的电压；U_c、U_d为交流侧节点c、d的电压；θ_c、θ_d分别为交流侧节点c、d的相角；G_cd、B_cd分别为交流侧节点c、d间线路导纳的实部与虚部；g_ab为直流侧节点a、b间线路的导纳；分别为直流侧节点a处的分布式电源、换流器及负荷的功率；和分别为交流侧节点c处的分布式电源、换流器及负荷的有功功率；和分别为交流侧节点c处的分布式电源、换流器及负荷的无功功率。

5.根据权利要求1所述的基于优化调度的交直流配电网优化控制方法，其特征在于，步骤2)中所述的系统安全约束如下：

U_amin＜U_a＜U_amax (7)

U_cmin＜U_c＜U_cmax (8)

P_VSCkmin＜P_VSCk＜P_VSCkmax (11)

式中，U_a、U_amin及U_amax分别为直流侧节点a的电压及其上下限；U_c、U_cmin及U_cmax分别为交流侧节点c的电压及其上下限；及分别为直流侧节点m、n间线路的有功功率及有功功率的上下限；及分别为交流侧节点r、s间线路的视在功率及视在功率的上下限；P_VSCk、P_VSCkmin及P_VSCkmax分别为换流站k的有功功率及有功功率的上下限；Q_VSCk为换流站k的无功功率；S_VSCkmax为换流站k视在功率的极限。

6.根据权利要求1所述的基于优化调度的交直流配电网优化控制方法，其特征在于，步骤4)中所述的各从换流站在配电网功率波动时切换各自的控制策略，包括：

正常运行时，交流子网的电压与频率由上级电网支撑；主换流站采用定电压控制维持直流子网的电压稳定，各从换流站按调度指令采用定功率控制；此时若交直流配电网功率波动值小于设定的功率波动值，各从换流站功率保持不变，仅由主换流站提供功率差额；若交直流配电网功率波动值大于等于设定的功率波动值，当主换流站功率达到设定极限时，主换流站自动切换为定功率控制模式，此时交直流配电网的直流侧缺少电压支撑导致直流侧电压迅速上升或下降，当任一从换流站的电压偏差达到电压偏差设定值时，该从换流站自动切换控制策略为定电压控制以维持直流侧电压稳定，此时由该从换流站提供交直流配电网直流侧功率差额，若该从换流站功率也达到功率偏差设定极限，该从换流站也将自动切换控制策略为定功率控制，由其他从换流站稳定直流侧电压。

7.根据权利要求6所述的基于优化调度的交直流配电网优化控制方法，其特征在于，所述的主换流站自动切换为定功率控制模式，是其中主换流站功率下限与实际功率值之差经PI环节得输出参考值PI_1；主换流站电压参考值与实际电压值之差经PI环节得输出参考值PI_2；主换流站功率上限与实际功率值之差经PI环节得输出参考值PI_3；选取PI_2和PI_3中相对小的值，将所述的小的值与PI_1进行比较，选取两者中的大值，将所述的大值作为电流内环参考值，经电流内环得到换流站的触发脉冲，实现步骤4)所述的主换流站的控制模式的自由切换；在主换流站功率达到设定的功率下限时，主换流站直流侧电压上升，此时PI_1为0、PI_2为负值、PI_3为正值，将PI_1作为内环输入，此时主换流站相当于定功率控制，交直流配电网稳定时主换流站功率将稳定于主换流站功率设定值下限；在主换流站功率在设定的功率范围内，主换流站直流侧电压保持在参考值范围内，此时PI_1为负值、PI_2为0、PI_3为正值，将PI_2作为内环输入，此时主换流站相当于定电压控制，交直流配电网稳定时主换流站直流侧电压将稳定于参考值；在主换流站功率达到设定功率上限值时，主换流直流侧电压将下降，此时PI_1为负值、PI_2为正值、PI_3为0，将PI_3作为内环输入，此时主换流站相当于定功率控制，交直流配电网稳定时主换流站功率稳定于功率设定值上限。

8.根据权利要求6所述的基于优化调度的交直流配电网优化控制方法，其特征在于，所述的从换流站切换控制策略为定电压控制以维持直流侧电压稳定，是其中各从换流站的电压下限与实际电压值之差经PI环节得输出参考值PI_4；各从换流站的功率参考值与实际功率值之差经PI环节得输出参考值PI_5；各从换流站的电压上限与实际电压值之差经PI环节得输出参考值PI_6；选取PI_5和PI_6中相对小的值，然后将所述相对小的值与PI_4进行比较选取相对大的值，作为电流内环参考值，经电流内环得到从换流站的触发脉冲，实现步骤4)所述的各从换流站的控制模式的自由切换；在从换流站电压达到设定的电压上限时，从换流站的功率将减小，此时PI_4为负值、PI_5为正值、PI_6为0，将PI_6作为内环输入，此时从换流站相当于定电压控制，交直流配电网稳定时从换流站的电压将稳定于设定的电压上限；从换流站电压在设定的控制范围内，从换流站功率保持在设定的参考值范围内，此时PI_4为负值、PI_5为0、PI_6为正值，将PI_5作为内环输入，此时从换流站相当于定功率控制，交直流配电网稳定时从换流站功率将稳定于设定的参考值；在从换流站电压达到设定的电压下限时，从换流站功率将增大，此时PI_4为负0、PI_5为负值、PI_6为正，将PI_4作为内环输入，此时换流站相当于定电压控制，交直流配电网稳定时从换流站电压将稳定于设定的电压下限。