CN113890116B - 多配电台区互联互济功率控制方法、装置及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多配电台区互联互济功率控制方法、装置及存储介质，所述方法包括：获取互联配电台区数量以及不同配电台区运行状态数据，建立有功功率平衡方程；获取不同配电台区变压器和交直流电力电子变换装置的性能数据；依据所述有功功率平衡方程和不同配电台区变压器和交直流电力电子变换装置的性能数据，建立多配电台区互联的互济功率优化控制模型；求解所述互济功率优化控制模型，得到不同配电台区的互济功率指令。本发明互济功率控制方法，考虑了不同配电台区变压器运行性能和交直流负荷情况，优化了不同配电台区之间的互济功率，从而调整配电台区实际负载率，实现了配电台区变压器接近最佳运行效率。

Description

多配电台区互联互济功率控制方法、装置及存储介质
技术领域
本发明属于变压器台区控制领域，具体涉及一种多配电台区互联互济功率控制方法、装置及存储介质。
背景技术
分布式新能源、充电桩、储能、5G基站等元素逐渐增多，对配电台区增容用电、运行风险管理等带来新的挑战。作为配电台区经济、安全运行的重要指标，负载率对配电台区效率具有显著影响，其过大或过小都不利于配电台区变压器高效运行。同时，负载率过大，导致配电台区处于重过载运行状态，不利于安全可靠运行。
配电台区柔性互联是解决不同配电台区负载率差异大的新型技术手段，通过多配电台区互补和容量共享，实现配电台区之间功率、能量可靠转移，促进配电台区整体均衡能力提升，降低配电台区重过载风险，提高配电台区运行效率。不同配电台区之间的互济功率对多配电台区互联效果具有重要影响。但目前关于互济功率控制鲜有研究，特别是考虑多配电台区整体高效运行需求，因此结合不同配电台区资源情况，优化调整互济功率，对多配电台区互联运行具有重要意义。
发明内容
基于上述问题，本发明提出一种多配电台区互联互济功率控制方法、装置及存储介质，考虑不同配电台区运行状态以及高效安全运行需求，优化管理不同配电台区之间的互济功率，改善不同配电台区的负载率，实现多配电台区互联优化运行，提升配电台区负载均衡管理能力，提升多配电台区整体运行效率，同时降低配电台区重过载运行风险。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种多配电台区互联互济功率控制方法，包括如下步骤：
获取互联配电台区数量以及不同配电台区运行状态数据，建立有功功率平衡方程；
获取不同配电台区变压器和交直流电力电子变换装置的性能数据；
依据所述有功功率平衡方程和不同配电台区变压器和交直流电力电子变换装置的性能数据，建立多配电台区互联的互济功率优化控制模型；
求解所述互济功率优化控制模型，得到不同配电台区的互济功率指令。
进一步的，所述互联配电台区数量为参与互联的配电台区总数。
进一步的，所述不同配电台区运行状态数据包括：第i个配电台区交流负载功率Pac,i、第i个配电台区直流负载功率Pdc,i。
进一步的，所述的有功功率平衡方程包括：
单个配电台区功率平衡方程J1：
Pi＝Pac,i+Pdc,i+Ploss,i+Pint,i i∈[1,N]
多配电台区互联功率平衡方程J2：
其中，Pi是第i个配电台区变压器输出功率，Ploss,i是第i个配电台区交直流电力电子变换装置损耗功率，Pint,i是第i个配电台区互济功率，ΔP是配电台区互联线路损耗。
进一步的，所述的不同配电台区变压器和交直流电力电子变换装置的性能数据包括：第i个配电台区变压器最佳运行效率对应的负载率ηb,i，第i个配电台区变压器容量ST,i，第i个配电台区交直流电力电子变换装置容量SE,i。
进一步的，所述的互济功率优化控制模型的获取方式为：以最小化配电台区变压器实际负载率与最佳运行效率对应的负载率之间的偏差程度为目标函数，以配电台区互济功率Pint,i为变量，建立互济功率优化控制模型J3：
Pint,ord,i即为第i个配电台区互济功率指令。
进一步的，所述配电台区拓扑结构包括变压器、直流负载、交流负载和电力电子变换装置；所述变压器的高压侧连接10kv交流电网，所述变压器的低压侧通过0.4kv交流母线连接交流负载和电力电子变换装置，所述电力电子变换装置连接直流负载。
本发明的另一个方面，提供了一种用于多配电台区互联互济功率控制方法的系统，包括：
有功功率模块，用于获取互联配电台区数量以及不同配电台区运行状态数据，建立有功功率平衡方程；
性能数据模块，用于获取不同配电台区变压器和交直流电力电子变换装置的性能数据；
模型建立模块，用于依据所述有功功率平衡方程和不同配电台区变压器和交直流电力电子变换装置的性能数据，建立多配电台区互联的互济功率优化控制模型；
模型求解模块，用于通过求解所述互济功率优化控制模型，得到不同配电台区的互济功率指令。
本发明的再一个方面，提供了一种用于所述多配电台区互联互济功率控制方法的装置，包括：存储器和处理器；
所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现所述的多配电台区互联互济功率控制方法。
本发明的又一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现所述的多配电台区互联互济功率控制方法。
本发明的有益效果如下：
本发明实施例提供的互济功率控制方法，考虑了不同配电台区变压器运行性能和交直流负荷情况，优化了不同配电台区之间的互济功率，从而调整配电台区实际负载率，在避免配电台区重过载运行风险的基础上，实现了配电台区变压器接近最佳运行效率，提升了多配电台区整体效率，促进了配电台区高效经济安全。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例中多配电台区互联系统示意图；
图2为本发明实施例多配电台区互联互济功率控制方法流程图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
本发明实施例一方面提供了一种多配电台区互联互济功率控制方法，以如图1所示的三个配电台区互联系统为例，结合图2流程，进行详细说明。
如图2所示，单个配电台区拓扑结构包括变压器、直流负载、交流负载和电力电子变换装置；变压器的高压侧连接10kv交流电网，变压器的低压侧通过0.4kv交流母线连接交流负载和电力电子变换装置，电力电子变换装置连接直流负载。
多配电台区互联互济功率控制方法具体如下：
首先，获取互联配电台区数量N，本实施例中，N为3；获取不同配电台区运行状态数据，具体包括三个配电台区交流负载功率Pac,1、Pac,2、Pac,3和三个配电台区直流负载功率Pdc,1、Pdc,2、Pdc,3，依据不同配电台区运行状态数据建立有功功率平衡方程，有功功率平衡方程具体包括单个配电台区功率平衡方程J1和多配电台区互联功率平衡方程J2。
J1:Pi＝Pac,i+Pdc,i+Ploss,i+Pint,i i∈[1,3]
J2:
其中，Pi是第i个配电台区变压器输出功率，Ploss,i是第i个配电台区交直流电力电子变换装置损耗功率，Pint,i是第i个配电台区互济功率，ΔP是配电台区互联线路损耗。本实施例中，考虑到电力电子变换装置高效变换，Ploss,i近似等于零；考虑互联配电台区之间间距不大，ΔP近似等于零。
接着，获取不同配电台区变压器和交直流电力电子变换装置的性能数据，具体包括三个配电台区变压器最佳运行效率对应的负载率ηb,1、ηb,2、ηb,3，三个配电台区变压器容量ST,1、ST,2、ST,3，三个配电台区交直流电力电子变换装置容量SE,1、SE,2、SE,3；
然后，以最小化配电台区变压器实际负载率与最佳运行效率对应的负载率之间的偏差程度为目标函数，以配电台区互济功率Pint,i为变量，建立多配电台区互联的互济功率优化控制模型J3，通过求解所建立的优化模型J3，得到不同配电台区的互济功率指令Pint,ord,1、Pint,ord,2、Pint,ord,3。
s.t.Pi＝Pac,i+Pdc,i+Ploss,i+Pint,i i∈[1,3]
J3:
0≤Pi≤ST,i i∈[1,3]
-SE,i≤Pdc,i+Ploss,i+Pint,i≤SE,i i∈[1,3]
本发明实施例的另一个方面，提供了一种用于多配电台区互联互济功率控制方法的系统，包括：
有功功率模块，用于获取互联配电台区数量以及不同配电台区运行状态数据，建立有功功率平衡方程；
性能数据模块，用于获取不同配电台区变压器和交直流电力电子变换装置的性能数据；
模型建立模块，用于依据所述有功功率平衡方程和不同配电台区变压器和交直流电力电子变换装置的性能数据，建立多配电台区互联的互济功率优化控制模型；
模型求解模块，用于通过求解所述互济功率优化控制模型，得到不同配电台区的互济功率指令。
本发明实施例的再一个方面，提供了一种用于所述多配电台区互联互济功率控制方法的装置，包括：存储器和处理器；所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现所述的多配电台区互联互济功率控制方法。
本发明实施例的又一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现所述的多配电台区互联互济功率控制方法。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、装置、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (4)

1.一种多配电台区互联互济功率控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取互联配电台区数量以及不同配电台区运行状态数据，建立有功功率平衡方程；
获取不同配电台区变压器和交直流电力电子变换装置的性能数据；
依据所述有功功率平衡方程和不同配电台区变压器和交直流电力电子变换装置的性能数据，建立多配电台区互联的互济功率优化控制模型；
求解所述互济功率优化控制模型，得到不同配电台区的互济功率指令；
所述互联配电台区数量为参与互联的配电台区总数；
所述不同配电台区运行状态数据包括：第i个配电台区交流负载功率Pac,i、第i个配电台区直流负载功率Pdc,i；
所述的有功功率平衡方程包括：
单个配电台区功率平衡方程J1：
Pi＝Pac,i+Pdc,i+Ploss,i+Pint,ii∈[1,N]
多配电台区互联功率平衡方程J2：
其中，Pi是第i个配电台区变压器输出功率，Ploss,i是第i个配电台区交直流电力电子变换装置损耗功率，Pint,i是第i个配电台区互济功率，ΔP是配电台区互联线路损耗；
所述的不同配电台区变压器和交直流电力电子变换装置的性能数据包括：第i个配电台区变压器最佳运行效率对应的负载率ηb,i，第i个配电台区变压器容量ST,i，第i个配电台区交直流电力电子变换装置容量SE,i；
所述的互济功率优化控制模型的获取方式为：以最小化配电台区变压器实际负载率与最佳运行效率对应的负载率之间的偏差程度为目标函数，以配电台区互济功率Pint,i为变量，建立互济功率优化控制模型J3：
Pint,ord,i即为第i个配电台区互济功率指令；
所述配电台区拓扑结构包括变压器、直流负载、交流负载和电力电子变换装置；所述变压器的高压侧连接10kv交流电网，所述变压器的低压侧通过0.4kv交流母线连接交流负载和电力电子变换装置，所述电力电子变换装置连接直流负载。
2.一种用于权利要求1所述多配电台区互联互济功率控制方法的系统，其特征在于，包括：
有功功率模块，用于获取互联配电台区数量以及不同配电台区运行状态数据，建立有功功率平衡方程；
性能数据模块，用于获取不同配电台区变压器和交直流电力电子变换装置的性能数据；
模型建立模块，用于依据所述有功功率平衡方程和不同配电台区变压器和交直流电力电子变换装置的性能数据，建立多配电台区互联的互济功率优化控制模型；
模型求解模块，用于通过求解所述互济功率优化控制模型，得到不同配电台区的互济功率指令。
3.一种用于权利要求1所述多配电台区互联互济功率控制方法的装置，其特征在于，包括：存储器和处理器；
所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现权利要求1所述的多配电台区互联互济功率控制方法。
4.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1所述的多配电台区互联互济功率控制方法。
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