CN111509711A - 含多增量配电网的中低压配电网协调并行控制方法和系统 - Google Patents

含多增量配电网的中低压配电网协调并行控制方法和系统 Download PDF

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CN111509711A CN202010398335.9A CN202010398335A CN111509711A CN 111509711 A CN111509711 A CN 111509711A CN 202010398335 A CN202010398335 A CN 202010398335A CN 111509711 A CN111509711 A CN 111509711A
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Abstract

本发明提出了含多增量配电网的中低压配电网协调并行控制方法和系统，该方法收集增量配电网内信息，同时根据增量配电网运行中的花费构成，建立运行费用最小的运行控制目标，建立约束条件以此建立增量配电网优化控制模型。建立配电网运行控制目标函数、约束条件以此建立中低压配电网优化控制模型。分别对增量配电网优化控制模型和中低压配电网优化控制模型并行计算，实现能源交易一致性，得到增量配电网最优控制功率和中低压配电网最优控制功率。本发明还提出了含多增量配电网的中低压配电网协调并行控制系统，本发明解决了多个增量配电网和中低压配电网之间的安全稳定能源交易问题，实现运营主体的经济效益同时最优运行控制问题。

Description

含多增量配电网的中低压配电网协调并行控制方法和系统
技术领域
本发明属于电力系统技术领域，特别涉及含多增量配电网的中低压配电网协调并行控制方法和系统。
背景技术
随着电力体制改革的进一步加深，根据《有序放开配电网业务管理办法》，增量配电网指的是110千伏及以下的电网和220(330)千伏及以下工业园区经济开发区等局域电网。除原本属于电网的存量配电网以外，其他企业所属的存量配电网可视为增量配电网。截止2019年底，全国新增加的增量配电网试点项目达160项，在全国的在工业园区、产业园区和经济开发区遍地开花。随着增量配电网在中低压配电网内的多点分散接入，潮流和短路电流的大小、流向和分布特性均发生深刻改变。此外，增量配电网内“源-网-荷”多维度互动改变了以往配电网被动化、确定性调度的运行模式，对配电网运行控制提出了重大挑战。同时，多运营主体和多区域电力交易正逐渐打破电力行业的垄断经营模式。因此，如何协调含多增量配电网的配电网运行，并合理控制增量配电网与配电网间的功率交互显得尤为关键。
然而，现有技术中都围绕增量配电网的规划、独立运行控制、价值评估等问题开展研究和技术实现，并未从系统角度考虑增量配电网日益增多下配电网和多个增量配电网联合运行控制问题，即如何保证配电网安全稳定运行，又如何实现每个增量配电网的供需平衡。此外，增量配电网大都属于不同的运营主体，致使现有的配电网集中式运行控制技术失效。
发明内容
本发明提出了含多增量配电网的中低压配电网协调并行控制方法和系统，实现多个增量配电网的运营主体和中低压配电网运营主体的经济效益同时最优运行控制问题。
为了实现上述目的，本发明提出了含多增量配电网的中低压配电网协调并行控制方法，包括以下步骤：
收集增量配电网内设备的运行状态、发电信息以及采集负荷需求数据，同时根据增量配电网运行中的花费构成，建立运行费用最小的运行控制目标、根据燃气轮机的运行过程，建立其容量约束和爬坡约束、根据增量配电网供需匹配特征，建立供需平衡约束、根据增量配电网和中低压配电网间交易，建立交易耦合约束，以此建立增量配电网优化控制模型；
通过建立发电机组运行费用以及与增量配电网之间交易费用的配电网运行控制目标函数、根据发电机组的运行过程，建立其容量约束和爬坡约束以及根据中低压配电网供需匹配特征，建立供需平衡约束和旋转备用约束以此建立中低压配电网优化控制模型；
分别对增量配电网优化控制模型和中低压配电网优化控制模型并行计算，以实现能源交易的一致性，并得到增量配电网最优控制功率和中低压配电网最优控制功率。
进一步的，所述根据增量配电网运行中的花费构成，建立运行费用最小的运行控制目标函数的公式为：
Figure RE-GDA0002525784390000021
Figure RE-GDA0002525784390000022
其中，i为增量配电网的索引，i∈N，N是增量配电网的集合；t为时间指示，t＝1,…,T；
Figure RE-GDA0002525784390000023
为燃气轮机的运行花费；
Figure RE-GDA0002525784390000024
为光伏发电系统和燃气轮机的维护费用；
Figure RE-GDA0002525784390000025
为增量配电网购电和售电电费；ai、bi、ci均为燃气轮机运行费用系数，
Figure RE-GDA0002525784390000026
为设备的维护费用系数，；
Figure RE-GDA0002525784390000027
为燃气轮机的输出功率，
Figure RE-GDA0002525784390000028
为光伏发电的输出功率，
Figure RE-GDA0002525784390000029
为增量配电网能源交易功率；fi为每个增量配电网的目标函数。
进一步的，所述根据燃气轮机的运行过程，建立其容量约束和爬坡约束、根据增量配电网供需匹配特征，建立供需平衡约束、根据增量配电网和中低压配电网间交易，建立交易耦合约束包括：
燃气轮机的运行过程中容量约束公式为：
Figure RE-GDA0002525784390000031
其中，
Figure RE-GDA0002525784390000032
是燃气轮机的最大功率；
Figure RE-GDA0002525784390000033
是燃气轮机的最小功率；
燃气轮机的运行过程中爬坡约束公式为：
Figure RE-GDA0002525784390000034
其中，
Figure RE-GDA0002525784390000035
是爬坡上限；
Figure RE-GDA0002525784390000036
是爬坡下限；
Figure RE-GDA0002525784390000037
是负荷需求；
根据增量配电网供需匹配特征，建立的供需平衡约束公式为：
Figure RE-GDA0002525784390000038
根据增量配电网和中低压配电网间交易，建立的交易耦合约束公式为：
Figure RE-GDA0002525784390000039
所述
Figure RE-GDA00025257843900000310
为中低压配电网能源交易功率。
进一步的，所述通过建立发电机组运行费用以及与增量配电网之间交易费用的配电网运行控制目标函数的公式为：
Figure RE-GDA00025257843900000311
Figure RE-GDA00025257843900000312
其中，t为时间指示，t＝1,…,T，
Figure RE-GDA00025257843900000313
为发电机组的运行花费，
Figure RE-GDA00025257843900000314
为发电机组的维护费用，
Figure RE-GDA00025257843900000315
为中低压配电网能源交易费用。u、v、z均为燃气轮机运行费用系数，dm为设备的维护费用系数，αi,t为中低压配电网和增量配电网颁布之间能源交易的协商电价；
Figure RE-GDA00025257843900000316
为燃气轮机的输出功率，
Figure RE-GDA00025257843900000317
为中低压配电网能源交易功率。
进一步的，根据发电机组的运行过程，建立其容量约束和爬坡约束以及根据中低压配电网供需匹配特征，建立供需平衡约束和旋转备用约束包括：
根据发电机组的运行过程，建立的容量约束公式为：
Figure RE-GDA00025257843900000318
其中，
Figure RE-GDA0002525784390000041
是燃气轮机的最大功率；
Figure RE-GDA0002525784390000042
是燃气轮机的最小功率；
根据发电机组的运行过程，建立的爬坡约束公式为：
Figure RE-GDA0002525784390000043
其中，
Figure RE-GDA0002525784390000044
是爬坡上限；
Figure RE-GDA0002525784390000045
是爬坡下限；
Figure RE-GDA0002525784390000046
是配电网负荷需求；
根据中低压配电网供需匹配特征，建立的供需平衡约束公式为：
Figure RE-GDA0002525784390000047
根据中低压配电网供需匹配特征，建立的旋转备用约束公式为：
Figure RE-GDA0002525784390000048
进一步的，所述分别对增量配电网优化控制模型和中低压配电网优化控制模型并行计算，以实现能源交易的一致性，并得到增量配电网最优控制功率和中低压配电网最优控制功率包括：
求解交易耦合约束公式
Figure RE-GDA0002525784390000049
采用拉格朗日函数松弛交易约束,并分别添加到增量配电网目标函数中和中低压配电网目标函数中，分别得到增量配电网解列后的运行控制模型和中低压配电网解列后的运行控制模型；所述增量配电网解列后的运行控制模型为：
Figure RE-GDA00025257843900000410
受约束于：
Figure RE-GDA00025257843900000411
Figure RE-GDA00025257843900000412
所述中低压配电网解列后的运行控制模型为：
Figure RE-GDA00025257843900000413
受约束于：
Figure RE-GDA00025257843900000414
采用交叉熵算法对增量配电网解列后的运行控制模型和中低压配电网解列后的运行控制模型实施并求解，建立增量配电网和中低压配电网之间并行收敛条件；如果收敛条件满足，则输出
Figure RE-GDA00025257843900000415
否则，如果收敛条件满足交易约束的一致性，则建立拉格朗日更新乘子更新方法。
进一步的，采用交叉熵算法对增量配电网解列后的运行控制模型实施并求解的过程为：
根据对增量配电网解列后运行控制模型的约束生成控制功率的第一样本解空间；
将第一样本解空间中样本代入公式
Figure RE-GDA0002525784390000051
引入第一分位参数，执行第一最优目标值排序；
选出增量配电网的第一控制功率精英解集，刻画解的第一正太概率分布函数；
设定第一最小标准差σi，交叉熵算法输出增量配电网的最优控制功率。
进一步的，采用交叉熵算法对中低压配电网解列后的运行控制模型实施并求解的过程为：
根据对中低压配电网解列后运行控制模型的约束生成控制功率的第二样本解空间；
将第二样本解空间样本代入公式
Figure RE-GDA0002525784390000052
引入第二分位参数，执行第二最优目标值排序；
选出中低压配电网的第二控制功率精英解集，刻画解的第二正太概率分布函数；
设定第二最小标准差σ，交叉熵算法输出中低压配电网的最优控制功率。
进一步的，所述建立增量配电网和中低压配电网之间并行收敛条件；如果收敛条件满足，则输出
Figure RE-GDA0002525784390000053
否则，如果收敛条件满足交易约束的一致性，则建立拉格朗日更新乘子更新方法包括：
所述收敛条件满足
Figure RE-GDA0002525784390000054
≤一致性偏差；则输出
Figure RE-GDA0002525784390000055
否则，如果收敛保证交易约束的一致性，则建立拉格朗日更新乘子更新方法；其中λi,t是拉格朗日乘子，气更新公式为：
Figure RE-GDA0002525784390000061
λi,t-1为中低压配电网和增量配电网颁布之间能源交易之前的协商电价；β是更新因子。
本发明还提出了含多增量配电网的中低压配电网协调并行控制系统，包括第一建立模型模块、第二建立模型模块和计算模块；
所述第一建立模型模块用于收集增量配电网内设备的运行状态、发电信息以及采集负荷需求数据，同时根据增量配电网运行中的花费构成，建立运行费用最小的运行控制目标、根据燃气轮机的运行过程，建立其容量约束和爬坡约束、根据增量配电网供需匹配特征，建立供需平衡约束、根据增量配电网和中低压配电网间交易，建立交易耦合约束，以此建立增量配电网优化控制模型；
所述第二建立模型模块用于通过建立发电机组运行费用以及与增量配电网之间交易费用的配电网运行控制目标函数、根据发电机组的运行过程，建立其容量约束和爬坡约束以及根据中低压配电网供需匹配特征，建立供需平衡约束和旋转备用约束以此建立中低压配电网优化控制模型；
所述计算模块用于分别对增量配电网优化控制模型和中低压配电网优化控制模型并行计算，以实现能源交易的一致性，并得到增量配电网最优控制功率和中低压配电网最优控制功率。
发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
本发明实施例提出了含多增量配电网的中低压配电网协调并行控制方法和系统，包括收集增量配电网内设备的运行状态、发电信息以及采集负荷需求数据，同时根据增量配电网运行中的花费构成，建立运行费用最小的运行控制目标、根据燃气轮机的运行过程，建立其容量约束和爬坡约束、根据增量配电网供需匹配特征，建立供需平衡约束、根据增量配电网和中低压配电网间交易，建立交易耦合约束，以此建立增量配电网优化控制模型。建立发电机组运行费用以及与增量配电网之间交易费用的配电网运行控制目标函数、根据发电机组的运行过程，建立其容量约束和爬坡约束以及根据中低压配电网供需匹配特征，建立供需平衡约束和旋转备用约束以此建立中低压配电网优化控制模型。分别对增量配电网优化控制模型和中低压配电网优化控制模型并行计算，以实现能源交易的一致性，并得到增量配电网最优控制功率和中低压配电网最优控制功率。本发明针对中低压配电网内分属不同主体的多增量配电网，建立每个增量配电网和中低压配电网的运行控制目标、增量配电网“源网荷”容量和功率约束、中低压配电网功率和潮流约束、增量配电网与配电网间的功率交易约束等，实施并行协调控制方法，保障整个配电网的安全稳定运行，实现增量配电网和中低压配电网的运行控制目标。本发明解决了多个增量配电网和中低压配电网之间的安全稳定能源交易问题，具有广泛的现实意义，实现多个增量配电网的运营主体和中低压配电网运营主体的经济效益同时最优运行控制问题，所提出的多个增量配电网的中低压配电网的并行计算方法层次清晰、计算便捷，更具实用性。
附图说明
如图1给出了基于本发明实施例1提出的含多增量配电网的中低压配电网结构示意图；
如图2给出了基于本发明实施例1提出的增量配电网1功率控制曲线；
如图3给出了基于本发明实施例1提出的增量配电网2功率控制曲线；
如图4给出了基于本发明实施例1提出的增量配电网3功率控制曲线；
如图5给出了基于本发明实施例1提出的中低压配电网功率控制曲线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明提出了含多增量配电网的中低压配电网协调并行控制方法和系统。每个增量配电网内部都包含光伏新能源发电、燃气轮机和园区负荷，每个增量配电网通过馈线与配电网相连。在每个增量配电网设置能源决策控制单元，其负责增量配电网内所有分布式单元和负荷的信息联络、控制命令下达和数据采集，可实现与上层配电网决策终端的信息传递。所以增量配电网和中低压配电网间的功率交互原则是：每个增量配电网内的分布式单元必须首先满足园区内的负荷需求；当增量配电网产能过剩或不足时，在满足配电网潮流约束的前提下，才可以与配电网进行功率交互。上述的运行控制过程必须满足增量配电网运行经济效益和中低压配电网运行经济效益的同时最优。基于上述原则。
如图1所示给出了基于本发明实施例1提出的含多增量配电网的中低压配电网结构示意图。在增量配电网设置能源决策控制单元，收集增量配电网内设备的运行状态、发电信息以及采集负荷需求数据，同时根据增量配电网运行中的花费构成，建立运行费用最小的运行控制目标、根据燃气轮机的运行过程，建立其容量约束和爬坡约束、根据增量配电网供需匹配特征，建立供需平衡约束、根据增量配电网和中低压配电网间交易，建立交易耦合约束，以此建立增量配电网优化控制模型。
在中低压配电网设置配电网决策终端，通过建立发电机组运行费用以及与增量配电网之间交易费用的配电网运行控制目标函数、根据发电机组的运行过程，建立其容量约束和爬坡约束以及根据中低压配电网供需匹配特征，建立供需平衡约束和旋转备用约束以此建立中低压配电网优化控制模型。
分别对增量配电网优化控制模型和中低压配电网优化控制模型并行计算，以实现能源交易的一致性，并得到增量配电网最优控制功率和中低压配电网最优控制功率。
其中，根据增量配电网运行中的花费构成，建立运行费用最小的运行控制目标函数的公式为：
Figure RE-GDA0002525784390000091
Figure RE-GDA0002525784390000092
其中，i为增量配电网的索引，i∈N，N是增量配电网的集合；t为时间指示，t＝1,…,T；
Figure RE-GDA0002525784390000093
为燃气轮机的运行花费；
Figure RE-GDA0002525784390000094
为光伏发电系统和燃气轮机的维护费用；
Figure RE-GDA0002525784390000095
为增量配电网购电和售电电费；ai、bi、ci均为燃气轮机运行费用系数，
Figure RE-GDA0002525784390000096
为设备的维护费用系数，
Figure RE-GDA0002525784390000097
为燃气轮机的输出功率，
Figure RE-GDA0002525784390000098
为光伏发电的输出功率，
Figure RE-GDA0002525784390000099
为增量配电网能源交易功率；fi为每个增量配电网的目标函数。
根据燃气轮机的运行过程，建立其容量约束和爬坡约束、根据增量配电网供需匹配特征，建立供需平衡约束、根据增量配电网和中低压配电网间交易，建立交易耦合约束包括：燃气轮机的运行过程中容量约束公式为：
Figure RE-GDA00025257843900000910
其中，
Figure RE-GDA00025257843900000911
是燃气轮机的最大功率；
Figure RE-GDA00025257843900000912
是燃气轮机的最小功率；燃气轮机的运行过程中爬坡约束公式为：
Figure RE-GDA00025257843900000913
其中，
Figure RE-GDA00025257843900000914
是爬坡上限；
Figure RE-GDA00025257843900000915
是爬坡下限；
Figure RE-GDA00025257843900000916
是负荷需求；根据增量配电网供需匹配特征，建立的供需平衡约束公式为：
Figure RE-GDA00025257843900000917
根据增量配电网和中低压配电网间交易，建立的交易耦合约束公式为：
Figure RE-GDA00025257843900000918
为中低压配电网能源交易功率。
通过建立发电机组运行费用以及与增量配电网之间交易费用的配电网运行控制目标函数的公式为：
Figure RE-GDA00025257843900000919
Figure RE-GDA00025257843900000920
其中，t为时间指示，t＝1,…,T，
Figure RE-GDA0002525784390000101
为发电机组的运行花费，
Figure RE-GDA0002525784390000102
为发电机组的维护费用，
Figure RE-GDA0002525784390000103
为中低压配电网能源交易费用。u、v、z均为燃气轮机运行费用系数，dm为设备的维护费用系数，αi,t为中低压配电网和增量配电网颁布之间能源交易的协商电价；
Figure RE-GDA0002525784390000104
为燃气轮机的输出功率，
Figure RE-GDA0002525784390000105
为中低压配电网能源交易功率；
根据发电机组的运行过程，建立其容量约束和爬坡约束以及根据中低压配电网供需匹配特征，建立供需平衡约束和旋转备用约束包括：根据发电机组的运行过程，建立的容量约束公式为：
Figure RE-GDA0002525784390000106
其中，
Figure RE-GDA0002525784390000107
是燃气轮机的最大功率；
Figure RE-GDA0002525784390000108
是燃气轮机的最小功率；根据发电机组的运行过程，建立的爬坡约束公式为：
Figure RE-GDA0002525784390000109
其中，
Figure RE-GDA00025257843900001010
是爬坡上限；
Figure RE-GDA00025257843900001011
是爬坡下限；
Figure RE-GDA00025257843900001012
是配电网负荷需求；根据中低压配电网供需匹配特征，建立的供需平衡约束公式为：
Figure RE-GDA00025257843900001013
根据中低压配电网供需匹配特征，建立的旋转备用约束公式为：
Figure RE-GDA00025257843900001014
分别对增量配电网优化控制模型和中低压配电网优化控制模型并行计算，以实现能源交易的一致性，并得到增量配电网最优控制功率和中低压配电网最优控制功率包括：
解列增量配电网与中低压配电网模型间的耦合约束，
Figure RE-GDA00025257843900001015
采用拉格朗日函数松弛交易约束,添加到增量配电网目标函数中，得到增量配电网解列后的运行控制模型。其中增量配电网解列后的运行控制模型为：
Figure RE-GDA00025257843900001016
受约束于：
Figure RE-GDA00025257843900001017
Figure RE-GDA00025257843900001018
Figure RE-GDA00025257843900001019
Figure RE-GDA0002525784390000111
采用拉格朗日函数松弛交易约束,添加到中低压配电网目标函数中，得到中低压配电网解列后的运行控制模型。其中中低压配电网解列后的运行控制模型为：
Figure RE-GDA0002525784390000112
受约束于：
Figure RE-GDA0002525784390000113
Figure RE-GDA0002525784390000114
Figure RE-GDA0002525784390000115
Figure RE-GDA0002525784390000116
Figure RE-GDA0002525784390000117
采用交叉熵算法对增量配电网解列后的运行控制模型和中低压配电网解列后的运行控制模型实施并求解，其中，采用交叉熵算法对增量配电网解列后的运行控制模型实施并求解的过程为：根据对增量配电网解列后运行控制模型的约束生成控制功率的第一样本解空间；将第一样本解空间中样本代入公式
Figure RE-GDA0002525784390000118
引入第一分位参数，执行第一最优目标值排序；选出增量配电网的第一控制功率精英解集，刻画解的第一正太概率分布函数；设定第一最小标准差σi，交叉熵算法输出增量配电网的最优控制功率。采用交叉熵算法对中低压配电网解列后的运行控制模型实施并求解的过程为：根据对中低压配电网解列后运行控制模型的约束生成控制功率的第二样本解空间；将第二样本解空间样本代入公式
Figure RE-GDA0002525784390000119
引入第二分位参数，执行第二最优目标值排序；选出中低压配电网的第二控制功率精英解集，刻画解的第二正太概率分布函数；设定第二最小标准差σ，交叉熵算法输出中低压配电网的最优控制功率。
收敛条件满足
Figure RE-GDA0002525784390000121
≤一致性偏差；则输出
Figure RE-GDA0002525784390000122
否则，如果收敛保证交易约束的一致性，则建立拉格朗日更新乘子更新方法；其中λi,t是拉格朗日乘子，气更新公式为：
Figure RE-GDA0002525784390000123
λi,t-1为中低压配电网和增量配电网颁布之间能源交易之前的协商电价；β是更新因子。
运用本发明对含多增量配电网的中低压配电网实施优化，其中增量配电网1含有两个燃气轮机和负荷，增量配电网2含有1个燃气轮机、光伏发电和负荷，增量配电网3含有两个燃气轮机和负荷。中低压配电网含有两个发电机组。
Figure RE-GDA0002525784390000124
ai＝0.0004； bi＝0.25；ci＝30；u＝0.003；v＝0.21；z＝50。
依据增量配电网运行控制模型的约束
Figure RE-GDA0002525784390000125
Figure RE-GDA0002525784390000126
生成控制功率的样本解空间Ωi＝{φi,t,j,j∈Γ}，
Figure RE-GDA0002525784390000127
Γ是样本个数集合。
将样本空间内的样本分别代入
Figure RE-GDA0002525784390000128
引入分位参数ρ1，按照大小前后执行最优目标值排序， fi,1(φi,t,j)≤fi,2(φi,t,j)≤...≤fi,|Γ|(φi,t,j)。
依据分为点得到样本个数ρ1|Γ|，选出增量配电网的控制功率精英解集{φi,t,1,...,φi,t,ρ1|Γ|}，刻画解的正太概率分布函数
Figure RE-GDA0002525784390000129
l和u是φi,t的样本上下界。
设定最小标准差σi，i代表增量配电网的索引，交叉熵算法输出增量配电网的最优控制功率
Figure RE-GDA00025257843900001210
如图2给出了基于本发明实施例1提出的增量配电网1功率控制曲线；如图3给出了基于本发明实施例1提出的增量配电网2 功率控制曲线；如图4给出了基于本发明实施例1提出的增量配电网3功率控制曲线；
依据中低压配电网运行控制模型的约束
Figure RE-GDA0002525784390000131
Figure RE-GDA0002525784390000132
生成控制功率的样本解空间Λ＝{θt,j,j∈Γ}，
Figure RE-GDA0002525784390000133
Γ是样本个数集合
将样本空间内的样本分别代入
Figure RE-GDA0002525784390000134
引入分位参数ρ2，执行最优目标值排序，fi,1(θt,j)≤fi,2(θt,j)≤...≤fi,|Γ|(θt,j)。
选出中低压配电网控制功率精英解集{θt,1,...,θt,ρ1|Γ|}，刻画解的正太概率分布函数
Figure RE-GDA0002525784390000135
r和w是φi,t的样本上下界。
设定最小标准差σ，交叉熵算法输出配电网的最优控制功率
Figure RE-GDA0002525784390000136
如图5给出了基于本发明实施例1提出的中低压配电网功率控制曲线。
本发明还提出了含多增量配电网的中低压配电网协调并行控制系统，包括：第一建立模型模块、第二建立模型模块和计算模块；
第一建立模型模块用于收集增量配电网内设备的运行状态、发电信息以及采集负荷需求数据，同时根据增量配电网运行中的花费构成，建立运行费用最小的运行控制目标、根据燃气轮机的运行过程，建立其容量约束和爬坡约束、根据增量配电网供需匹配特征，建立供需平衡约束、根据增量配电网和中低压配电网间交易，建立交易耦合约束，以此建立增量配电网优化控制模型；
第二建立模型模块用于通过建立发电机组运行费用以及与增量配电网之间交易费用的配电网运行控制目标函数、根据发电机组的运行过程，建立其容量约束和爬坡约束以及根据中低压配电网供需匹配特征，建立供需平衡约束和旋转备用约束以此建立中低压配电网优化控制模型；
计算模块用于分别对增量配电网优化控制模型和中低压配电网优化控制模型并行计算，以实现能源交易的一致性，并得到增量配电网最优控制功率和中低压配电网最优控制功率。
本发明解决了多个增量配电网和中低压配电网之间的安全稳定能源交易问题，实现多个增量配电网的运营主体和中低压配电网运营主体的经济效益同时最优运行控制问题。
以上内容仅仅是对本发明的结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.含多增量配电网的中低压配电网协调并行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
收集增量配电网内设备的运行状态、发电信息以及采集负荷需求数据，同时根据增量配电网运行中的花费构成，建立运行费用最小的运行控制目标、根据燃气轮机的运行过程，建立其容量约束和爬坡约束、根据增量配电网供需匹配特征，建立供需平衡约束、根据增量配电网和中低压配电网间交易，建立交易耦合约束，以此建立增量配电网优化控制模型；
通过建立发电机组运行费用以及与增量配电网之间交易费用的配电网运行控制目标函数、根据发电机组的运行过程，建立其容量约束和爬坡约束以及根据中低压配电网供需匹配特征，建立供需平衡约束和旋转备用约束以此建立中低压配电网优化控制模型；
分别对增量配电网优化控制模型和中低压配电网优化控制模型并行计算，以实现能源交易的一致性，并得到增量配电网最优控制功率和中低压配电网最优控制功率。
2.根据权利要求1所述的含多增量配电网的中低压配电网协调并行控制方法，其特征在于，所述根据增量配电网运行中的花费构成，建立运行费用最小的运行控制目标函数的公式为：
Figure RE-FDA0002525784380000011
Figure RE-FDA0002525784380000012
其中，i为增量配电网的索引，i∈N，N是增量配电网的集合；t为时间指示，t＝1,…,T；
Figure RE-FDA0002525784380000021
为燃气轮机的运行花费；
Figure RE-FDA0002525784380000022
为光伏发电系统和燃气轮机的维护费用；
Figure RE-FDA0002525784380000023
为增量配电网购电和售电电费；ai、bi、ci均为燃气轮机运行费用系数，
Figure RE-FDA0002525784380000024
为设备的维护费用系数，；
Figure RE-FDA0002525784380000025
为燃气轮机的输出功率，
Figure RE-FDA0002525784380000026
为光伏发电的输出功率，
Figure RE-FDA0002525784380000027
为增量配电网能源交易功率；fi为每个增量配电网的目标函数。
3.根据权利要求2所述的含多增量配电网的中低压配电网协调并行控制方法，其特征在于，所述根据燃气轮机的运行过程，建立其容量约束和爬坡约束、根据增量配电网供需匹配特征，建立供需平衡约束、根据增量配电网和中低压配电网间交易，建立交易耦合约束包括：
燃气轮机的运行过程中容量约束公式为：
Figure RE-FDA0002525784380000028
其中，
Figure RE-FDA0002525784380000029
是燃气轮机的最大功率；
Figure RE-FDA00025257843800000210
是燃气轮机的最小功率；
燃气轮机的运行过程中爬坡约束公式为：
Figure RE-FDA00025257843800000211
其中，
Figure RE-FDA00025257843800000212
是爬坡上限；
Figure RE-FDA00025257843800000213
是爬坡下限；
Figure RE-FDA00025257843800000214
是负荷需求；
根据增量配电网供需匹配特征，建立的供需平衡约束公式为：
Figure RE-FDA00025257843800000215
根据增量配电网和中低压配电网间交易，建立的交易耦合约束公式为：
Figure RE-FDA00025257843800000216
所述
Figure RE-FDA00025257843800000217
为中低压配电网能源交易功率。
4.根据权利要求1所述的含多增量配电网的中低压配电网协调并行控制方法，其特征在于，所述通过建立发电机组运行费用以及与增量配电网之间交易费用的配电网运行控制目标函数的公式为：
Figure RE-FDA0002525784380000031
Figure RE-FDA0002525784380000032
其中，t为时间指示，t＝1,…,T，
Figure RE-FDA0002525784380000033
为发电机组的运行花费，
Figure RE-FDA0002525784380000034
为发电机组的维护费用，
Figure RE-FDA0002525784380000035
为中低压配电网能源交易费用。u、v、z均为燃气轮机运行费用系数，dm为设备的维护费用系数，αi,t为中低压配电网和增量配电网颁布之间能源交易的协商电价；
Figure RE-FDA0002525784380000036
为燃气轮机的输出功率，
Figure RE-FDA0002525784380000037
为中低压配电网能源交易功率。
5.根据权利要求4所述的含多增量配电网的中低压配电网协调并行控制方法，其特征在于，根据发电机组的运行过程，建立其容量约束和爬坡约束以及根据中低压配电网供需匹配特征，建立供需平衡约束和旋转备用约束包括：
根据发电机组的运行过程，建立的容量约束公式为：
Figure RE-FDA0002525784380000038
其中，
Figure RE-FDA0002525784380000039
是燃气轮机的最大功率；
Figure RE-FDA00025257843800000310
是燃气轮机的最小功率；
根据发电机组的运行过程，建立的爬坡约束公式为：
Figure RE-FDA00025257843800000311
其中，
Figure RE-FDA00025257843800000312
是爬坡上限；
Figure RE-FDA00025257843800000313
是爬坡下限；
Figure RE-FDA00025257843800000314
是配电网负荷需求；
根据中低压配电网供需匹配特征，建立的供需平衡约束公式为：
Figure RE-FDA0002525784380000041
根据中低压配电网供需匹配特征，建立的旋转备用约束公式为：
Figure RE-FDA0002525784380000042
6.根据权利要求3或5所述的含多增量配电网的中低压配电网协调并行控制方法，其特征在于，所述分别对增量配电网优化控制模型和中低压配电网优化控制模型并行计算，以实现能源交易的一致性，并得到增量配电网最优控制功率和中低压配电网最优控制功率包括：
求解交易耦合约束公式
Figure RE-FDA0002525784380000043
采用拉格朗日函数松弛交易约束,并分别添加到增量配电网目标函数中和中低压配电网目标函数中，分别得到增量配电网解列后的运行控制模型和中低压配电网解列后的运行控制模型；所述增量配电网解列后的运行控制模型为：
Figure RE-FDA0002525784380000044
受约束于：
Figure RE-FDA0002525784380000045
所述中低压配电网解列后的运行控制模型为：
Figure RE-FDA0002525784380000046
受约束于：
Figure RE-FDA0002525784380000047
Figure RE-FDA0002525784380000048
采用交叉熵算法对增量配电网解列后的运行控制模型和中低压配电网解列后的运行控制模型实施并求解，建立增量配电网和中低压配电网之间并行收敛条件；如果收敛条件满足，则输出
Figure RE-FDA0002525784380000051
否则，如果收敛条件满足交易约束的一致性，则建立拉格朗日更新乘子更新方法。
7.根据权利要求6所述的含多增量配电网的中低压配电网协调并行控制方法，其特征在于，采用交叉熵算法对增量配电网解列后的运行控制模型实施并求解的过程为：
根据对增量配电网解列后运行控制模型的约束生成控制功率的第一样本解空间；
将第一样本解空间中样本代入公式
Figure RE-FDA0002525784380000052
引入第一分位参数，执行第一最优目标值排序；
选出增量配电网的第一控制功率精英解集，刻画解的第一正太概率分布函数；
设定第一最小标准差σi，交叉熵算法输出增量配电网的最优控制功率。
8.根据权利要求7所述的含多增量配电网的中低压配电网协调并行控制方法，其特征在于，采用交叉熵算法对中低压配电网解列后的运行控制模型实施并求解的过程为：
根据对中低压配电网解列后运行控制模型的约束生成控制功率的第二样本解空间；
将第二样本解空间样本代入公式
Figure RE-FDA0002525784380000053
引入第二分位参数，执行第二最优目标值排序；
选出中低压配电网的第二控制功率精英解集，刻画解的第二正太概率分布函数；
设定第二最小标准差σ，交叉熵算法输出中低压配电网的最优控制功率。
9.根据权利要求8所述的含多增量配电网的中低压配电网协调并行控制方法，其特征在于，所述建立增量配电网和中低压配电网之间并行收敛条件；如果收敛条件满足，则输出
Figure RE-FDA0002525784380000061
否则，如果收敛条件满足交易约束的一致性，则建立拉格朗日更新乘子更新方法包括：
所述收敛条件满足
Figure RE-FDA0002525784380000062
≤一致性偏差；则输出
Figure RE-FDA0002525784380000063
否则，如果收敛保证交易约束的一致性，则建立拉格朗日更新乘子更新方法；其中λi,t是拉格朗日乘子，气更新公式为：
Figure RE-FDA0002525784380000064
λi,t-1为中低压配电网和增量配电网颁布之间能源交易之前的协商电价；β是更新因子。
10.含多增量配电网的中低压配电网协调并行控制系统，其特征在于，包括：第一建立模型模块、第二建立模型模块和计算模块；
所述第一建立模型模块用于收集增量配电网内设备的运行状态、发电信息以及采集负荷需求数据，同时根据增量配电网运行中的花费构成，建立运行费用最小的运行控制目标、根据燃气轮机的运行过程，建立其容量约束和爬坡约束、根据增量配电网供需匹配特征，建立供需平衡约束、根据增量配电网和中低压配电网间交易，建立交易耦合约束，以此建立增量配电网优化控制模型；
所述第二建立模型模块用于通过建立发电机组运行费用以及与增量配电网之间交易费用的配电网运行控制目标函数、根据发电机组的运行过程，建立其容量约束和爬坡约束以及根据中低压配电网供需匹配特征，建立供需平衡约束和旋转备用约束以此建立中低压配电网优化控制模型；
所述计算模块用于分别对增量配电网优化控制模型和中低压配电网优化控制模型并行计算，以实现能源交易的一致性，并得到增量配电网最优控制功率和中低压配电网最优控制功率。
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