CN113962510B - 一种基于Cell的交直流混合配电网日前经济调度方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供基于局部配电网(Cell)分布式管理模式的交直流混合配电网的日前经济调度研究，该方法通过预估交易功率在第三方Cell上的传输损耗，和衡量交易功率在第三方Cell上的费用，实现跨Cell电力交易。本发明，与目前已有的交直流混合配电网分布式经济调度相比，能够实现无直接物理连接的Cell间的电力交易。

Description

一种基于Cell的交直流混合配电网日前经济调度方法
技术领域
本发明涉及交直流混合配电网领域，具体是一种基于Cell分布式管理模式的交直流混合配电网日前经济调度方法。
背景技术
随着世界经济飞速的发展，全球范围内化石能源的消耗速度也随之快速增长。化石能源日渐减少、环境问题日益严峻，已然成为了世界各国所关注的焦点，大力发展新能源，对于各国的能源安全和地球的环境状况均有益。
大量的RES机组并入到电力系统，尤其是配电系统，已经成为电力系统发展的必然结果。但是传统交流配电网无法实现高比例RES的接入，为此，基于电压源换流器(VoltageSource Converter，VSC)的交直流混合配电网，凭借其功率控制灵活性、供电质量高等特点，将成为未来配电网的主要物理形式之一。
随着高比例RES和储能等可控设备接入配电网，集中式调度模式已无法继续使用，基于Cell的分布式管理模式将成为未来配电网运行管理模式的一种。凭借交直流混合配电网这一物理架构，更能够促进基于Cell分布式管理模式的推广。
在未来配电网新的物理形态和管理模式下，研究基于Cell分布式管理模式的交直流混合配电网日前经济调度，具有重要意义。
发明内容
本发明提供基于局部配电网(Cell)分布式管理模式的交直流混合配电网的日前经济调度研究，该方法通过预估交易功率在第三方Cell上的传输损耗，和衡量交易功率在第三方Cell上的费用，实现跨Cell电力交易。
首先介绍本文用到的一些概念：
Cell调度员(Cell Operator，CO)：是Cell内部的调度机构，掌握Cell内部的各类信息，并能够对Cell内部每一个底层调控对象下达控制指令，保证整个Cell的安全运行。
Cell系统调度员(Cell System Operator，CSO)：管辖整个交直流混合配电网。
售电Cell操作员(Seller Cell Operator，SCO)：所辖Cell的净负荷功率为负，所辖Cell成为售电Cell(Seller Cell)。
购电Cell操作员(Buyer Cell Operator，BCO)：所辖Cell的净负荷功率为正，所辖Cell成为购电Cell(Buyer Cell)。
第三方Cell操作员(Third Party Cell Operator，TPCO)：所辖Cell为第三方Cell(Third Party Cell，TPC)，当SC和BC之间的无直接物理连接时，转运二者的交易功率。
本发明是采用如下技术方案实现的：
步骤1：设定仿真时刻(t)的初始值为1。
步骤2：CO读取所管辖的Cell内部各节点t时刻的负荷预测数据和RES出力预测数据，判断Cell的购售电性质，BCO上报自身的购电价格和缺额功率。
步骤3：设定电力交易轮数(X)的初始值为1。
步骤4：CO进行第X轮电力交易，并将交易计划上传给CSO。
步骤5：CSO下发给各TPCO其不同Cell交互端面处流经的过网功率，TPCO进行第X轮安全校核，并将结果信息上传至CSO。
步骤6：CSO判断是否存在被削减的过网功率，若是，跳转到步骤8，否则，跳转到步骤7。
步骤7：CSO判断是否存在TPC因转运过网功率而导致Cell内部缺供负荷量增大，若是，跳到步骤8，否则跳到步骤10。
步骤8：CSO确定校准功率，并更新CO的合同价格。
步骤9：X＝X+1，并跳转到步骤4。
步骤10：跨Cell交易方CO支付损耗补偿费用。
步骤11：是否仿真时刻达到预先的设定值，若是，则仿真结束，否则，t＝t+1，并跳转到步骤2。
本发明提供基于局部配电网(Cell)分布式管理模式的交直流混合配电网的日前经济调度研究，该方法通过预估交易功率在第三方Cell上的传输损耗，和衡量交易功率在第三方Cell上的费用，实现跨Cell电力交易。本发明，与目前已有的交直流混合配电网分布式经济调度相比，能够实现无直接物理连接的Cell间的电力交易。
附图说明
图1是本发明中所涉及的一种基于Cell分布式管理模式的AC/DC HDN日前经济调度算法流程图；
图2是本发明中所涉及的电力交易算法流程图。
具体实施方式
首先介绍本文用到的一些概念：
Cell调度员(Cell Operator，CO)：是Cell内部的调度机构，掌握Cell内部的各类信息，并能够对Cell内部每一个底层调控对象下达控制指令，保证整个Cell的安全运行。
Cell系统调度员(Cell System Operator，CSO)：管辖整个交直流混合配电网。
售电Cell操作员(Seller Cell Operator，SCO)：所辖Cell的净负荷功率为负，所辖Cell成为售电Cell(Seller Cell)。
购电Cell操作员(Buyer Cell Operator，BCO)：所辖Cell的净负荷功率为正，所辖Cell成为购电Cell(Buyer Cell)。
第三方Cell操作员(Third Party Cell Operator，TPCO)：所辖Cell为第三方Cell(Third Party Cell，TPC)，当SC和BC之间的无直接物理连接时，转运二者的交易功率。
1、一种基于Cell分布式管理模式的交直流混合配电网日前经济调度方法，包括以下步骤：
步骤1：设定仿真时刻(t)的初始值为1。
步骤2：CO读取所管辖的Cell内部各节点t时刻的负荷预测数据和RES出力预测数据，判断Cell的购售电性质，BCO上报自身的购电价格和缺额功率。
步骤3：设定电力交易轮数(X)的初始值为1。
步骤4：CO进行第X轮电力交易，并将交易计划上传给CSO。
步骤5：CSO下发给各TPCO其不同Cell交互端面处流经的过网功率，TPCO进行第X轮安全校核，并将结果信息上传至CSO。
步骤6：CSO判断是否存在被削减的过网功率，若是，跳转到步骤8，否则，跳转到步骤7。
步骤7：CSO判断是否存在TPC因转运过网功率而导致Cell内部缺供负荷量增大，若是，跳到步骤8，否则跳到步骤10。
步骤8：CSO确定校准功率，并更新CO的合同价格。
步骤9：X＝X+1，并跳转到步骤4。
步骤10：跨Cell交易方CO支付损耗补偿费用。
步骤11：是否仿真时刻达到预先的设定值，若是，则仿真结束，否则，t＝t+1，并跳转到步骤2。
2、步骤4和步骤5涉及到的交易功率模型：
首先介绍所需功率概念：
计划功率即为CO根据自身源荷情况拟购入或出售的电能。
各CO申报的交易功率可能需要借助TPC进行转运，通过TPC来传输的交易功率为过网功率。
而过网功率的传输，可能对TPC安全性产生一定威胁，TPCO安全校核后，交易功率可能会被削减，削减后的功率记为核准功率。核准功率经CSO认证后作为下一轮电力交易的基础，不允许调整。
由于CO在申报交易功率时，跨Cell电力交易功率在TPC的实际传输损耗不可知，本文依据预估损耗系数对这部分传输损耗进行预先估算。CO的跨Cell电力交易功率(P)，和Cell端面传输功率(FP)间的数值关系，如式(1)所示：
式中，当CO为BCO时α为符号取“-”，否则取“+”；α是预估损耗在购售Cell间的分配系数，当CO与上级电网进行跨Cell电力交易时，α＝1；NTPC是交易功率途径的TPC数量；βi是交易功率在TPCi上传输的预估损耗系数。
过网功率在TPCi的流入端面处传输功率(WP+)、和流出端面处传输功率(WP-)的数值关系如式(2)所示：
WP-＝WP+·(1-βi) (2)
3、根据权利要求1所述的一种基于Cell分布式管理模式的交直流混合配电网的日前经济调度方法，其特征在于，所述的步骤4中的CO的电力交易价格模型，可以表示为如下形式：
交易价格分为，初始价格，转运价格，合同价格。
初始价格是指CO和上级电网以及CO间交易的初始报价。本文采用BCO报价模式，CO间的初始价格为BCO购电价格，CO和上级电网间的初始价格为上级电网购售电价格。CO间的初始价格pr0如式(3)所示：
式中，pr0是BCO的购电价格($/kW)；和/>是上级电网的购、售电价格($/kW)；SDRBC是BC的SDR。Cell在t时刻的SDR如下式所示：
式中，N是Cell内部节点的数目；是t时刻，Cell内部节点i的RES有功出力(kW)；/>是t时刻，Cell内部节点i的有功负荷(kW)。
转运价格是TPCO转运过网功率的价格。由于传输损耗，导致过网功率在TPC的流入、流出端面处数值不同，为方便核算CO的功率转运费用，规定过网功率的数值为其在TPC的流入、流出端面处功率值的平均值。
交易功率的合同价格，是CO购售电能的最终交易价格，由初始价格和交易功率途径的TPC的转运价格组成。合同价格如式(5)所示：
式中，当CO为SCO时，γ前符号为“-”，否则为“+”；pr和pr0分别是电力交易的合同价格($/kW)和初始价格($/kW)；γ是功率转运费用在购售Cell间的分配系数，当CO同上级电网进行跨Cell电力交易时，γ＝1；δi是TPCOi转运的过网功率与CO的计划功率的数值之比；是TPCOi的转运价格($/kW)。
当CO跨Cell交易的功率途径的TPC确定时，交易功率流经TPC的端面也同时被确定，利用式(6)-(10)，即可计算出TPCO通过特定端面转运过网功率的转运价格。
式中，是借助TPC的端面a和端面b传输的过网功率的转运价格($/kW)；/>和/>是CSO规定的最小、最大转运价格($/kW)；conga-b是TPC的端面a和端面b之间的最短传输路径(下文简称“a-b路径”)的阻塞程度；/>和/>是a-b路径所包含的线路和节点的数目；χI和χU是线路电流和节点电压的权重系数；Ic和/>是a-b路径上线路c所流经的电流(kA)和最大允许电流(kA)，若线路负载率超过/>则ic＝1，否则ic＝0；△Ud和/>是a-b路径上节点d的电压偏移量(kV)和最大允许电压偏移量(kV)，若节点电压便宜量超过/>的最大允许电压偏移量，则ud＝1，否则ud＝0。
4、所述的步骤4预交易和步骤8电力交易的模型，可以表示为如下形式：
4.1 SCO电力交易模型
①目标函数
SCO电力交易模型的目标函数包含三部分：SCO对SC内部用户供电的收益SCO支付给用户的需求响应费用/>SCO售电收益/>具体如示(11)-(14)所示：
其中，
式中，ΩSC是SC内部节点集合；是SC内部节点u的用户电价($/kW)；/>和是SC内部节点u的有功负荷(kW)和有功需求响应功率(kW)。
式中，和/>是SC内部节点u用户的需求响应费率，单位分别为$/kW2和$/kW。
式中，和/>分别是SCO售、购电的交易集合；/>和/>是SCO的售电交易m的合同价格($/kW)和计划功率(kW)；/>和/>是SCO从上级电网购电交易n的合同价格($/kW)和计划功率(kW)。
②约束条件
(1)Cell潮流约束
式中，和/>分别是以节点j为末端、首端节点的支路首端、末端节点集合；Pij、Qij和Iij分别是从节点i流向节点j的有功功率(MW)、无功功率(MVar)和电流(kA)；rij和xij分别是从节点i到节点j支路的电阻(Ω)和电抗(Ω)；Pj和Qj分别是节点j注入配电网的有功功率(kW)、无功功率(kvar)；Pjk、Qjk分别是从节点i流向节点k的有功功率(kW)、无功功率(kVar)；Ui和Uj分别是节点i和节点j的电压(kV)；/>和/>分别是节点j的有功负荷(kW)、无功负荷(kVar)；/>和/>分别是节点j的有功需求响应功率(kW)、无功需求响应功率(kVar)；/>和/>分别是节点j的RES有功出力(kW)、无功出力(kVar)；/>和/>分别是节点j的弃用的RES有功出力(kW)、无功出力(kVar)；/>和/>分别是节点j的VSC注入配电网的有功功率(kW)、无功功率(kVar)；/>和/>分别是节点j的上级电网注入配电网的有功功率(kW)、无功功率(kVar)。
(2)Cell内部安全性约束
Cell内部节点电压约束和线路电流约束如下所示：
Umin≤Ui≤Umax (21)
0≤Iij≤Imax (22)
式中，Umin和Umax分别是节点最小电压(kV)和节点最大电压(kV)；Imax是线路允许流过的最大电流(kA)。
(3)负荷功率约束
当CO采取激励型需求响应来减小Cell内部节点负荷功率时，认为此过程不改变负荷的功率因数，具体如下所示：
(4)RES功率约束
当CO弃用Cell内部RES出力时，认为此过程中RES的功率因数保持不变，如下所示：
(5)端面传输功率约束
由于VSC存在容量边界，为保证VSC的正常工作，其有功功率以及无功功率应服从如下容量约束：
式中，是节点j的VSC注入配电网的交流有功功率(kW)；SVSC,j是节点j的VSC的容量(kVA)。
对于VSC两端的有功功率，存在以下等式约束：
式中，是节点j的VSC注入配电网的直流有功功率(kW)；λ是节点j的VSC的损耗系数。
与上级电网的传输功率不可超过限制功率，如下式所示：
式中，是上级电网在节点j处的最大注入功率。
最后，在潮流等式约束中，和/>分别由流经该VSC或者上级电网的核准功率、新增计划功率、新增过网功率构成。
(6)锥优化约束
首先，节点电压的平方和支路电流的平方分别用ui和iij进行变量替换，式(15)-(20)转化为式(32)-(35)：
iij·ui＝(Pij)2+(Qij)2 (35)
然后，将潮流约束式(34)进行二阶锥约束松弛，得到下式：
最后，将VSC的运行约束(29)进行旋转锥约束，转化得到下式：
(7)交易功率约束
电力交易第x次迭代时，SCO向BCO售电的计划功率不得超过第x-1次迭代时，BCO从SCO购电的计划功率/>如下式所示：
4.2BCO交易模型
①目标函数
BCO的目标函数包含三部分：BCO对BC内部用户供电的收益BCO支付给用户的激励型需求响应费用/>BCO的购电成本/>具体如式(39)-(42)所示：
其中，
式中，ΩBC是BC内部节点集合；是BC内部节点v的用户电价($/kW)；/>和是BC内部节点v的有功负荷(kW)和需求响应功率(kW)。
式中，和/>是BC内部节点v用户的需求响应费率，单位分别为$/kW2和$/kW。
式中，ΩB是BCO购电交易的集合；和/>是BCO的购电交易i的合同价格($/kW)和计划功率(kW)。
②约束条件
除式(15)-(37)所示约束外，在电力交易第x次迭代时，BCO从SCO购电的计划功率不得超过SCO向BCO售电的计划功率/>如下式所示：
所述的步骤3预交易和步骤7电力交易的流程图(2)所示，具体步骤如下：
步骤1：设定电力交易的迭代次数(x)的初始值为1。
步骤2：判断是否存在SC，若否，跳转到步骤3，否则跳转到步骤4。
步骤3：CSO设定电力交易第x迭代时，SCO对BCO售电的计划功率为0，并跳转到步骤7。
步骤4：设定制定自身电力交易计划的SCO的序号(a)为1。
步骤5：CSO告知SCOa各BCO的缺额功率，电力交易第x-1迭代时不同BCO从SCOa购电的计划功率，SCOa的校准功率和合同价格，SCOa制定自身的售电计划，并将相关信息上传至CSO。
步骤6：判断是否所有SCO都制定电力交易计划，若是，跳转到步骤7，否则，a＝a+1，跳转到步骤5。
步骤7：判断是否存在BC，若否，跳转到步骤8，否则跳转到步骤9。
步骤8：CSO设定电力交易第x迭代时，BCO从SCO购电的计划功率为0，并跳转到步骤12。
步骤9：设定制定自身电力交易计划的BCO的序号(b)为1。
步骤10：CSO告知BCOb，电力交易第x迭代时各SCO对BCOb售电的计划功率，BCOb的校准功率和合同价格，BCOb制定自身的购电计划，并将相关信息上传至CSO。
步骤11：判断是否所有BCO制定电力交易计划，若是，跳转到步骤12，否则，b＝b+1，跳转到步骤10。
步骤12：判断CO间电力交易双方的计划功率一致，若是，则结束，否则，x＝x+1，跳转到步骤2。
5、所述的步骤8中的安全校验模型，可以表示为如下形式：
①目标函数
TPCO的目标函数包含四部分：TPCO对TPC内部用户供电的收益TPCO支付给用户的激励型需求响应费用/>TPCO购售电成本或收益/>TPCO转运过网功率的收益/>具体如式(44)-(48)所示：
其中，
式中，ΩTPC是TPC内部节点集合；是TPC内部节点w的用户电价($/kW)；/>和是TPC内部节点w的有功负荷(kW)和需求响应功率(kW)。
式中，和/>是TPC内部节点w用户的需求响应费率，单位分别为$/kW2和$/kW。
式中，BSTPC表示TPC的购售电性质，若TPC的SDR＞1，则BSTPC为1，否则为-1；ΩTP是TPCO的电力交易集合；和/>分别是TPCO的电力交易m的合同价格($/kW)和计划功率(kW)。
式中，是过网功率n的转运价格($/kW)。
②约束条件
式(15)-(37)所示约束。
6、所述的步骤14中的损耗补偿模型如下所示：
TPCO转运过网功率能够获得的损耗补偿费用如下式所示：
式中，ETPC是TPCO所获得的损耗补偿费用($)；prCom是损耗补偿费率($/kW)；是TPC转运过网功率前后的损耗偏差量(kW)。
TPCO转运的过网功率n的利益相关方CO，需交付给TPCO的损耗补偿费用如下式所示：
式中，是过网功率n所属CO需支付给TPCO的损耗补偿费用($)；ρ是损耗补偿费用在购售Cell间的分配系数，若CO同上级电网交易，则ρ＝1。/>

Claims (2)

1.一种基于Cell的交直流混合配电网日前经济调度方法，该方法通过预估交易功率在第三方Cell上的传输损耗，和衡量交易功率在第三方Cell上的费用，实现跨Cell电力交易；与目前已有的交直流混合配电网分布式经济调度相比，能够实现无直接物理连接的Cell间的电力交易；
Cell调度员(Cell Operator，CO)：是Cell内部的调度机构，掌握Cell内部的各类信息，并能够对Cell内部每一个底层调控对象下达控制指令，保证整个Cell的安全运行；
Cell系统调度员(Cell System Operator，CSO)：管辖整个交直流混合配电网；
售电Cell操作员(Seller Cell Operator，SCO)：所辖Cell的净负荷功率为负，所辖Cell成为售电Cell(Seller Cell)；
购电Cell操作员(Buyer Cell Operator，BCO)：所辖Cell的净负荷功率为正，所辖Cell成为购电Cell(Buyer Cell)；
第三方Cell操作员(Third Party Cell Operator，TPCO)：所辖Cell为第三方Cell(Third Party Cell，TPC)，当SC和BC之间的无直接物理连接时，转运二者的交易功率；
基于Cell分布式管理模式的交直流混合配电网的日前经济调度方法包括以下步骤：
步骤1：设定仿真时刻(t)的初始值为1；
步骤2：CO读取所管辖的Cell内部各节点t时刻的负荷预测数据和RES出力预测数据，判断Cell的购售电性质，BCO上报自身的购电价格和缺额功率；
步骤3：设定电力交易轮数(X)的初始值为1；
步骤4：CO进行第X轮电力交易，并将交易计划上传给CSO；
步骤5：CSO下发给各TPCO其不同Cell交互端面处流经的过网功率，TPCO进行第X轮安全校核，并将结果信息上传至CSO；
步骤6：CSO判断是否存在被削减的过网功率，若是，跳转到步骤8，否则，跳转到步骤7；
步骤7：CSO判断是否存在TPC因转运过网功率而导致Cell内部缺供负荷量增大，若是，跳到步骤8，否则跳到步骤10；
步骤8：CSO确定校准功率，并更新CO的合同价格；
步骤9：X＝X+1，并跳转到步骤4；
步骤10：跨Cell交易方CO支付损耗补偿费用；
步骤11：是否仿真时刻达到预先的设定值，若是，则仿真结束，否则，t＝t+1，并跳转到步骤2；
所述的步骤4中的CO的电力交易价格形成机制；
交易价格分为，初始价格，转运价格，合同价格；
初始价格是指CO和上级电网以及CO间交易的初始报价；采用BCO报价模式，CO间的初始价格为BCO购电价格，CO和上级电网间的初始价格为上级电网购售电价格；CO间的初始价格pr0如式(3)所示：
式中，pr0是BCO的购电价格($/kW)；和/>是上级电网的购、售电价格($/kW)；SDRBC是BC的SDR；Cell在t时刻的SDR如下式所示：
式中，N是Cell内部节点的数目；是t时刻，Cell内部节点i的RES有功出力(kW)；/>是t时刻，Cell内部节点i的有功负荷(kW)；
转运价格是TPCO转运过网功率的价格；由于传输损耗，导致过网功率在TPC的流入、流出端面处数值不同，为方便核算CO的功率转运费用，规定过网功率的数值为其在TPC的流入、流出端面处功率值的平均值；
交易功率的合同价格，是CO购售电能的最终交易价格，由初始价格和交易功率途径的TPC的转运价格组成；合同价格如式(5)所示：
式中，当CO为SCO时，γ前符号为“-”，否则为“+”；pr和pr0分别是电力交易的合同价格($/kW)和初始价格($/kW)；γ是功率转运费用在购售Cell间的分配系数，当CO同上级电网进行跨Cell电力交易时，γ＝1；δi是TPCOi转运的过网功率与CO的计划功率的数值之比；是TPCOi的转运价格($/kW)；
当CO跨Cell交易的功率途径的TPC确定时，交易功率流经TPC的端面也同时被确定，利用式(6)-(10)，即可计算出TPCO通过特定端面转运过网功率的转运价格；
式中，是借助TPC的端面a和端面b传输的过网功率的转运价格($/kW)；/>和是CSO规定的最小、最大转运价格($/kW)；conga-b是TPC的端面a和端面b之间的最短传输路径的阻塞程度；/>和/>是a-b路径所包含的线路和节点的数目；χI和χU是线路电流和节点电压的权重系数；Ic和/>是a-b路径上线路c所流经的电流(kA)和最大允许电流(kA)，若线路负载率超过/>则ic＝1，否则ic＝0；△Ud和/>是a-b路径上节点d的电压偏移量(kV)和最大允许电压偏移量(kV)，若节点电压偏移量超过/>的最大允许电压偏移量，则ud＝1，否则ud＝0。
2.根据权利要求1所述的一种基于Cell的交直流混合配电网日前经济调度方法，其特征在于，
所需功率概念：
计划功率即为CO根据自身源荷情况拟购入或出售的电能；
各CO申报的交易功率需要借助TPC进行转运，通过TPC来传输的交易功率为过网功率；
而过网功率的传输，对TPC安全性产生一定威胁，TPCO安全校核后，交易功率会被削减，削减后的功率记为核准功率；核准功率经CSO认证后作为下一轮电力交易的基础，不允许调整；
由于CO在申报交易功率时，跨Cell电力交易功率在TPC的实际传输损耗不可知，依据预估损耗系数对这部分传输损耗进行预先估算；CO的跨Cell电力交易功率(P)，和Cell端面传输功率(FP)间的数值关系，如式(1)所示：
式中，当CO为BCO时α为符号取“-”，否则取“+”；α是预估损耗在购售Cell间的分配系数，当CO与上级电网进行跨Cell电力交易时，α＝1；NTPC是交易功率途径的TPC数量；βi是交易功率在TPCi上传输的预估损耗系数；
过网功率在TPCi的流入端面处传输功率(WP+)、和流出端面处传输功率(WP-)的数值关系如式(2)所示：
WP-＝WP+·(1-βi)。 (2)
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102354999A (zh) * 2011-10-13 2012-02-15 张颢 一种低压配电网单相负荷平衡分配方法
CN106815657A (zh) * 2017-01-05 2017-06-09 国网福建省电力有限公司 一种考虑时序性和可靠性的配电网双层规划方法
CN108599157A (zh) * 2018-05-17 2018-09-28 东北电力大学 一种考虑电价型需求响应的交直流配合电网优化调度方法
CN110620383A (zh) * 2019-07-18 2019-12-27 北京京研电力工程设计有限公司 基于电力电子变压器的交直流配电网日前优化调度方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019134254A1 (zh) * 2018-01-02 2019-07-11 上海交通大学 一种运用分布式神经网络的实时经济调度计算方法
US20200161858A1 (en) * 2018-11-19 2020-05-21 Board Of Regents, The University Of Texas System Systems And Methods For Energy Crowdsourcing And Peer-To-Peer Energy Trading

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102354999A (zh) * 2011-10-13 2012-02-15 张颢 一种低压配电网单相负荷平衡分配方法
CN106815657A (zh) * 2017-01-05 2017-06-09 国网福建省电力有限公司 一种考虑时序性和可靠性的配电网双层规划方法
CN108599157A (zh) * 2018-05-17 2018-09-28 东北电力大学 一种考虑电价型需求响应的交直流配合电网优化调度方法
CN110620383A (zh) * 2019-07-18 2019-12-27 北京京研电力工程设计有限公司 基于电力电子变压器的交直流配电网日前优化调度方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王守相 ; 陈思佳 ; 谢颂果.考虑安全约束的交直流配电网储能与换流站协调经济调度.电力系统自动化.41(11),全文. *
窦震海 ; 牛焕娜 ; 高燕 ; 杨明皓 ; 杨仁刚.主动型配电网日前调度策略研究.农业工程学报.30(11),全文. *

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