CN114069657A - 三相不平衡主动配电网双时标电压协调控制方法及系统 - Google Patents

三相不平衡主动配电网双时标电压协调控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及三相不平衡主动配电网双时标电压协调控制方法、系统、存储介质和设备，其中，三相不平衡主动配电网双时标电压协调控制方法包括以下步骤：构建基于模型预测控制的双时间尺度不平衡树状配电网电压控制数学模型；基于已构建的模型，将电压控制问题划分为快时间尺度与慢时间尺度下的两个优化问题分别处理；使用改进的分支定界法实现双时标电压控制。能够在不同的时间尺度上分别对传统电压控制装置和分布式电源进行协调与控制，利用改进的分支定界法可以有效解决由慢时间尺度中有载调压变压器、步进式电压调节器、电容器组等离散变量造成的混合整数问题，提高模型输出结果的效率。

Description

三相不平衡主动配电网双时标电压协调控制方法及系统
技术领域
本发明涉及电网控制技术领域，具体为三相不平衡主动配电网双时标电压协调控制方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
分布式发电，如光伏、风电可以提供清洁能源，减缓能源压力。然而，随着分布式发电渗透率的不断提高，为主动配电网运行带来了诸如电能质量、电压调整等一系列的电压调节问题。一方面，分布式电源的加入会在配电网络中产生双向潮流从而导致馈线电压的升高；另一方面，可再生能源的随机性和间断性会在高阻抗比的配电网络中产生电压频繁而显著的波动。主动配电网的电压波动问题不仅会对用户用电质量造成很大的影响，而且是限制分布式电源在配网中集成的关键。
尽管现有技术已经对电压控制进行了大量的研究，但其中大部分都基于三相平衡系统，依赖于单相等效模型，并不适用于三相不平衡系统。而由于不均匀的单相负载、非等边的导线间隔和不平衡电源等原因，配电网自身具有内在的不平衡性。现有的方法不能对不平衡系统的电压进行高效的控制。
为了使配电网的电压得到合理的控制和优化，现有的文献研究了多种电压无功调节装置和各种控制方法。传统的电压调节设备主要有：并联电容器组、有载调压变压器、静止同步补偿器等。由于寿命的考虑，其被设计成遵循慢时标(每小时)中的常规需求变化。因此可能不适合快速响应操作，不能解决快速时间尺度中的实时不确定电压变化。而随着电力电子技术的发展，分布式电源自身的出力也成为了电压控制的重要手段。与传统的电压调节装置不同，其可以实现电压的实时控制。而如何精确、高效地对传统电压控制装置和分布式电源进行协调和控制，已成为电压优化问题的关键。
发明内容
为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供三相不平衡主动配电网双时标电压协调控制方法及系统，能够在不同的时间尺度上分别对传统电压控制装置和分布式电源进行协调与控制。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一个方面提供三相不平衡主动配电网双时标电压协调控制方法，包括以下步骤：
构建基于模型预测控制的双时间尺度不平衡树状配电网电压控制数学模型；
基于已构建的模型，将电压控制问题划分为快时间尺度与慢时间尺度下的两个优化问题分别处理；
使用改进的分支定界法实现双时标电压控制。
将电压控制问题划分为快时间尺度与慢时间尺度两个优化问题分别处理的过程中，在快时间尺度下，对分布式电源的有功功率和无功功率输出进行优化，使系统能够控制快速波动电压，同时捕获更多的可再生能源。
将电压控制问题划分为快时间尺度与慢时间尺度两个优化问题分别处理的过程中，在慢时间尺度下，调整变压器、电容器组分接头位置，以纠正长期电压偏差，同时减少动作次数，延长使用寿命。
在快时间尺度下，约束条件包括系统稳态运行约束、分布式电源出力约束和绝对值约束。
在慢时间尺度下，约束条件包括系统稳态运行约束、分布式电源出力约束、绝对值约束和分接头位置约束。
快时间尺度下的优化问题，其目标函数包括电压偏差、有功出力惩罚、无功出力变化和网损，基于快时间尺度下的目标函数获得分布式电源下一时刻的有功与无功出力，系统依据快时间尺度下目标函数的输出结果对分布式电源的出力进行优化控制。
慢时间尺度下的优化问题，其目标函数包括电压偏差、电容器组分接头变化、网损，基于慢时间尺度下的目标函数获得下一时刻有载调压变压器、步进式电压调节器和电容器组的分接头位置数据，系统依据慢时间尺度下目标函数的输出结果对有载调压变压器、步进式电压调节器和电容器组的分接头进行控制。
使用改进的分支定界法实现双时标电压控制过程中，基于慢时间尺度中有载调压变压器、步进式电压调节器和电容器组的离散变量造成的混合整数问题，将混合整数问题中的离散决策变量转化为连续变量处理，实现模型的凸化，在保证最优解准确的同时提高获取输出结果的效率。
本发明的第二个方面提供基于上述三相不平衡主动配电网双时标电压协调控制方法的系统，包括：
模型构建模块，用于构建基于模型预测控制的双时间尺度不平衡树状配电网电压控制数学模型；
双时标电压控制模块，用于基于已构建的模型，将电压控制问题划分为快时间尺度与慢时间尺度下的两个优化问题分别处理；
使用改进的分支定界法实现双时标电压控制。
本发明的第三个方面提供一种计算机可读存储介质。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述所述的三相不平衡主动配电网双时标电压协调控制方法中的步骤。
本发明的第四个方面提供一种计算机设备。
一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述所述的三相不平衡主动配电网双时标电压协调控制方法中的步骤。
与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
1、构建了一个基于模型预测控制的双时间尺度电压控制模型，可用于实现三相不平衡树状配电网络电压协调控制，此模型考虑了有载调压变压器、步进式电压调节器、电容器组等多种传统电压调节装置和分布式电源，为实现三相不平衡树状配网的电压控制提供了有力的工具。
2、基于此模型提出的双时标电压协调控制方案，将具有不同时间特性的传统电压控制装置和分布式电源分别进行调节，提高了传统电压控制装置的使用寿命，具有更好的经济性。
3、利用McCormick envelopes和分支定界法相结合的算法获取模型的输出结果，将混合整数问题中的离散决策变量转化为连续变量处理，实现了模型的凸化，在保证最优解准确的同时提高了模型输出过程的效率。
附图说明
构成本发明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。
图1是本发明一个或多个实施例提供的电压协调控制方法总体流程图；
图2是本发明一个或多个实施例提供的经修改的IEEE123节点配网系统图；
图3是本发明一个或多个实施例提供的慢时间尺度控制分支定界算法流程图；
图4(a)-图4(b)是本发明一个或多个实施例提供的各种控制方法得到的主变压器中压侧C相电压图；
图5(a)-图5(b)是本发明一个或多个实施例提供的各种控制方法得到的节点30A相电压图；
图6(a)-图6(c)是本发明一个或多个实施例提供的仅使用(a)快时间尺度控制(b)，仅使用慢时间尺度控制和使用(c)所提双时标控制方法的电压分布图；
图7(a)-图7(b)是本发明一个或多个实施例提供的使用(a)所提算法和(b)连续松弛法的分接头位置；
图8(a)-图8(b)是本发明一个或多个实施例提供的使用(a)所提算法和(b)连续松弛法的电容器组状态；
图9是本发明一个或多个实施例提供的使用两种不同方法的电压控制效果比较。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
主动配电网调控这些电压控制设备的方法，在通常情况下可以分为两大类：集中式和分布式。从电压控制效果的角度，集中式控制方法能够检测全局信息进行统一调控，由于主动配电网中的可调控单元数量庞大且复杂，因此，要追求各种调控单元之间较好地协调，以达到电压稳定的目的。
正如背景技术中所描述的，现有的研究大部分都基于三相平衡系统，依赖于单相等效模型，并不适用于三相不平衡系统，且随着分布式系统在配电网中的日益普及，协调控制传统电压控制装置和分布式电源，成为电压控制的一个重要问题。集中式控制方法能够检测全局信息进行统一调控，无疑是最有效的实现方式。为解决以上问题，本实施例提出了三相不平衡系统双时标电压协调控制方法。
实施例一：
如图1-5所示，三相不平衡主动配电网双时标电压协调控制方法，包括以下步骤：
构建基于模型预测控制的双时间尺度不平衡树状配电网电压控制数学模型；
基于已构建的模型，将电压控制问题划分为快时间尺度与慢时间尺度下的两个优化问题分别处理；
使用改进的分支定界法实现双时标电压控制。
具体如下：
参见附图1所示，基于附图2所示的123节点配网系统，本实施例公开了三相不平衡主动配电网双时标电压控制方法，包括：
构建了一个基于模型预测控制的双时间尺度电压控制模型，用于解决不平衡树状配电系统的电压控制问题。首先将Branch flow model(支路潮流模型)推广到不平衡配电网络中，并利用了二阶锥松弛、McCormick envelopes(McCormick包络是一种用于双线性非线性规划问题的凸松弛，常被用来解决混合整数非线性规划问题，将MINLP问题松弛下来，使其成为一个凸NLP问题)等技术进行凸松弛，保证了解的最优性。而后对有载调压变压器、步进式电压调节器、电容器组进行建模，并加入到配电网中。从而为实现不平衡系统的电压控制奠定了基础。
提出了一种McCormick envelopes和分支定界法相结合的算法。该算法可以有效解决由慢时间尺度中有载调压变压器、步进式电压调节器、电容器组等离散变量造成的混合整数问题，提高求解效率。
三相不平衡树状配电网双时标电压协调控制问题模型的构建与求解过程：建立基于模型预测控制的双时间尺度不平衡树状配电网电压控制数学模型。其中，在快时间尺度下，对分布式电源的有功功率和无功功率输出进行优化，使系统能够控制快速波动电压，同时捕获更多的可再生能源，目标函数由电压项、有功出力项、无功出力项、网损项四部分构成，约束条件主要为系统稳态运行约束、分布式电源出力约束和绝对值约束；在慢时间尺度下，调整有载调压变压器、步进式电压调节器、电容器组的分接头位置，以纠正长期电压偏差，同时减少动作次数，延长使用寿命，目标函数由电压项、有载调压变压器和步进式电压调节器分接头项、电容器组分接头项、网损项四部分构成，约束条件除上述约束外，还包括变压器和储能装置的分接头位置约束。求解时，快时间尺度问题没有离散决策变量，可直接求解；慢时间尺度问题由于离散决策变量的存在具有非凸性，通过McCormick envelopes将其转换成凸问题，利用分支定界法将离散变量转化为连续变量求解。
快时间尺度下的电压控制问题可以构建为如下形式：
构建的目标函数为：
min I1 (1)
Figure BDA0003354632680000091
其中，
Figure BDA0003354632680000092
为快时标下的预测次数，Ωb为全部节点的集合，Nc(i)为i节点子节点的集合，Φ为a、b、c三相的集合，v代表电压偏差绝对值，PG为分布式电源有功输出，qG代表无功功率变化绝对值，Isqr为支路电流平方项，R为支路电阻，WV、WP、WQ、WLOSS分别为对应项的权重系数。目标函数由电压项、有功出力项、无功出力项、网损项四部分构成，旨在减少电压偏差的同时，优化分布式电源出力，使其捕获更多的可再生能源，避免大幅度波动。
R为系统参数，v、PG、qG、Isqr可通过解优化问题求得。
上述目标函数对应的约束条件包括：
系统稳态运行约束
Figure BDA0003354632680000093
Figure BDA0003354632680000094
Figure BDA0003354632680000095
Figure BDA0003354632680000101
Figure BDA0003354632680000102
Figure BDA0003354632680000103
其中，Nc(i)为i节点子节点的集合，Np(i)为节点i父节点的集合，Nb(z)为z区域内的节点集合，NCB(z)为z区域内连接电容器组的节点集合，
Figure BDA0003354632680000104
为节点i通过导线连接的子节点的集合，
Figure BDA0003354632680000105
为节点i通过变压器连接的子节点的集合，QG为节点注入的无功功率，Vsqr为节点电压平方项，PD、QD分别为节点连接的有功、无功负载，
Figure BDA0003354632680000106
分别为从节点i流向节点j的某一相有功、无功功率，
Figure BDA0003354632680000107
分别为节点i、j之间的不平衡阻抗、电阻、电抗，
Figure BDA0003354632680000108
分别为节点i、j之间经处理后的等价电阻电抗，
Figure BDA0003354632680000109
为节点i、j之间有载调压变压器或步进式电压调节器的分接头位置，nCB,i为节点i的电容器组分接头位置，qCB为电容器组分接头动作一档无功功率的变化值，ΔVtap为变压器分接头动作一档电压的变化值。PD、QD、
Figure BDA00033546326800001010
Figure BDA00033546326800001011
qCB、ΔVtap为系统参数，
Figure BDA00033546326800001012
Vsqr、QG可通过解优化问题求得，在快时间尺度下ntap、nCB由系统状态决定，在慢时间尺度下ntap、nCB可通过求解优化问题获得。式(3)为节点的有功平衡，式(4)(5)分别为不连接电容器组和连接电容器组的节点的无功平衡。式(6)为通过导线相连的节点之间的电压降公式，由欧姆定律变形而来。式(7)为经二阶锥松弛之后的功率与电压电流的关系式。式(8)为变压器两侧电压的等式关系。
分布式电源出力约束
Figure BDA0003354632680000111
Figure BDA0003354632680000112
其中，PG和
Figure BDA0003354632680000113
分别为分布式电源有功输出与有功出力上限，
Figure BDA0003354632680000114
和Q G分别为分布式电源无功输出的出力上下限。
Figure BDA0003354632680000115
Q G由每个时刻分布式电源具体状况决定。
绝对值约束
Figure BDA0003354632680000116
Figure BDA0003354632680000117
其中，Vref为电压基准值，通常设定为1。
慢时间尺度下的电压控制问题可以构建为如下形式：
目标函数
min I2 (13)
Figure BDA0003354632680000118
其中
Figure BDA0003354632680000119
为慢时标下的预测次数，
Figure BDA00033546326800001110
为电容器组的集合，Ωb为全部节点的集合，
Figure BDA00033546326800001111
为节点i通过变压器相连的子节点的集合，Nc(i)为节点i子节点的集合，Φ为a、b、c三相的集合，v代表电压偏差绝对值，δntap为有载调压变压器和步进式电压调节器分接头位置变化绝对值，δnCB为电容器组分接头位置变化绝对值，Isqr为支路电流平方项，R为支路电阻，Wv、Wtap、WCB、WLOSS分别为对应项的权重系数。目标函数由电压项、有载调压变压器和步进式电压调节器分接头项、电容器组分接头项、网损项四部分构成，旨在减少电压偏差的同时，减少调压装置与储能装置分接头的动作次数，延长使用寿命，提高经济性。
分接头位置约束
Figure BDA0003354632680000121
Figure BDA0003354632680000122
Figure BDA0003354632680000123
Figure BDA0003354632680000124
其中，
Figure BDA0003354632680000125
和n CB为电容器组分接头的上下限，
Figure BDA0003354632680000126
和n tap为变压器分接头的上下限，
Figure BDA0003354632680000127
和Δn CB为电容器组分接头一次性变化的上下限，
Figure BDA0003354632680000128
和Δn tap为变压器分接头一次性变化的上下限。ntap为有载调压变压器和步进式电压调节器分接头位置，nCB为电容器组分接头位置。
Figure BDA0003354632680000129
n CB、
Figure BDA00033546326800001210
n tap、
Figure BDA00033546326800001211
Δn CB、
Figure BDA00033546326800001212
Δn tap为系统参数，ntap和nCB可通过解优化问题求得。
绝对值约束
Figure BDA00033546326800001213
Figure BDA00033546326800001214
Figure BDA00033546326800001215
其中，Vref为电压基准值，通常设定为1，Vsqr为节点电压平方项。
分布式电源出力约束
Figure BDA0003354632680000131
其中，
Figure BDA0003354632680000132
和Q G分别为分布式电源无功出力的出力上下限。
Figure BDA0003354632680000133
Q G由每个时刻分布式电源的具体状况决定。
对于慢时间尺度，由于式(8)中的ntap为变量，将导致慢时间尺度问题为非凸问题，因此，对其进行如下处理。
在式(8)中,因为二次项(ΔVtapntap)2远比线性项ΔVtapntap小,忽略二次项后，可写为：
Figure BDA0003354632680000134
其中，离散变量
Figure BDA0003354632680000135
被视作连续变量，
Figure BDA0003354632680000136
是一个非线性项。使用McCormickenvelopes将非凸问题转化为凸问题：
Figure BDA0003354632680000137
Figure BDA0003354632680000138
其中，
Figure BDA0003354632680000139
和V电压幅值的最大最小值。式(20)约束了辅助变量
Figure BDA00033546326800001310
随后利用分支定界法进行求解，为了提高效率，采用邻近舍入策略和广度优先搜索，流程可见附图3。
附图3中符号的对应含义如下，为了表达方便,引入了由多步离散决策变量组成的辅助向量集n,n∈Rn且
Figure BDA00033546326800001311
辅助集合n被定义如下：
Figure BDA0003354632680000141
n*和f*为当前记录的最优解和对应的目标函数值，N(a,b)为搜索过程中一个约束集合为[a,b]的节点，Ω为未搜索的节点集合，
Figure BDA0003354632680000142
和n是n的上下限，
Figure BDA0003354632680000143
和n 0为未搜索的节点集合中的第一个点对应的上下限，n0-和n0+用于初始化Ω的辅助向量，
Figure BDA0003354632680000144
和
Figure BDA0003354632680000145
用于数学解释所设计的启发式策略的辅助变量。
如前文所说，本实施例将三相不平衡系统中的电压控制问题根据电压控制装置的不同时间特性分为了两个不同时间尺度下的优化问题。其中，快时间尺度下的优化问题，目标函数为式(1)(2)，包括电压偏差、有功出力惩罚、无功出力变化、网损；约束条件为式(3)-(12)，包括系统稳态运行约束、分布式电源出力约束和绝对值约束。慢时间尺度下的优化问题，目标函数为式(13)(14)，包括电压偏差、电容器组分接头变化、网损；约束条件为式(3)-(7)，(15)-(22)，(24)-(25)，包括系统稳态运行约束、分布式电源出力约束、绝对值约束、分接头位置约束。
附图4和5测试了本控制方法中模型预测控制(MPC)的表现，用于比较的方法为传统的定功率因数角控制(PFC)和基于一步优化的优化控制(OPC)。对于PFC控制，分布式电源的功率因数为
Figure BDA0003354632680000146
对于OPC，控制周期与MPC相同且也采用双时标控制。如附图4(a)和5(a)所示，MPC和OPC都能有效地对小幅的电压波动和偏差进行管理，相比较而言，PFC表现得明显弱于MPC和OPC。从附图4(b)和5(b)中可以看出，与其他算法相比，MPC所得到的电压分布更平滑，控制效果更好。
附图6将所提方法与只有快时间尺度和只有慢时间尺度进行比较。很明显单一时间尺度控制，如附图6(a)和6(b)，拥有的控制能力非常有限，不能很好地纠正由于分布式电源和负载波动所造成的电压偏差。相比较之下，从附图6(c)可以看出，双时标控制可以有效地控制电压。
在电压控制问题中，与有载调压变压器、步进式电压调节器、电容器组有关的离散控制变量使问题复杂化，造成了混合整数问题。为了简化问题，减轻计算负担，离散变量通常被视作连续变量，最后被四舍五入到临近的整数值上，即连续松弛法。附图7和8呈现了两种不同方法所得出的分接头位置及电容器组状态。结果说明，连续松弛法没能得出最优解。虽然两种方法的控制次数近似，但控制发生的时刻不同，所造成的电压控制结果也不同。定义电压控制效果参数为：
Figure BDA0003354632680000151
如附图9所示，所提方法的VPI小于连续松弛法的VPI，说明所提方法具有更好的控制效果。
以上两个优化问题可以实现不平衡树状配电系统的双时标集中式电压协调控制，其中，快时间尺度优化问题可求得分布式电源下一时刻的有功与无功出力，系统可据此对分布式电源的出力进行优化控制；慢时间尺度优化问题可求得下一时刻有载调压变压器、步进式电压调节器、电容器组的分接头位置数据，系统可据此对有载调压变压器、步进式电压调节器、电容器组的分接头进行控制。
实施例二：
本实施例提供了实现上述方法的系统，包括：
模型构建模块，用于构建基于模型预测控制的双时间尺度不平衡树状配电网电压控制数学模型；
双时标电压控制模块，用于基于已构建的模型，将电压控制问题划分为快时间尺度与慢时间尺度下的两个优化问题分别处理；
使用改进的分支定界法实现双时标电压控制。
本实施例执行的三相不平衡主动配电网双时标电压协调控制方法中，利用McCormick envelopes和分支定界法相结合的算法获取模型的输出结果，将混合整数问题中的离散决策变量转化为连续变量处理，实现了模型的凸化，在保证最优解准确的同时提高了模型输出过程的效率。
实施例三
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述实施例一中提出的三相不平衡主动配电网双时标电压协调控制方法中的步骤。
本实施例执行的三相不平衡主动配电网双时标电压协调控制方法中，利用McCormick envelopes和分支定界法相结合的算法获取模型的输出结果，将混合整数问题中的离散决策变量转化为连续变量处理，实现了模型的凸化，在保证最优解准确的同时提高了模型输出过程的效率。
实施例四
本实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行所述程序时实现如上述实施例一提出的三相不平衡主动配电网双时标电压协调控制方法中的步骤。
本实施例执行的三相不平衡主动配电网双时标电压协调控制方法中，利用McCormick envelopes和分支定界法相结合的算法获取模型的输出结果，将混合整数问题中的离散决策变量转化为连续变量处理，实现了模型的凸化，在保证最优解准确的同时提高了模型输出过程的效率。
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、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、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和光学存储器等)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、设备(系统)、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。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.三相不平衡主动配电网双时标电压协调控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
构建基于模型预测控制的双时间尺度不平衡树状配电网电压控制数学模型；
基于已构建的模型，将电压控制问题划分为快时间尺度与慢时间尺度下的两个优化问题分别处理；
使用改进的分支定界法实现双时标电压控制。
2.如权利要求1所述的三相不平衡主动配电网双时标电压协调控制方法，其特征在于：所述将电压控制问题划分为快时间尺度与慢时间尺度两个优化问题分别处理的过程包括：
在快时间尺度下，对分布式电源的有功功率和无功功率输出进行优化，使系统能够控制快速波动电压，同时捕获更多的可再生能源；
在慢时间尺度下，调整变压器、电容器组分接头位置，以纠正长期电压偏差，同时减少动作次数，延长使用寿命。
3.如权利要求2所述的三相不平衡主动配电网双时标电压协调控制方法，其特征在于：快时间尺度下的优化问题，其目标函数包括电压偏差、有功出力惩罚、无功出力变化和网损，基于快时间尺度下的目标函数获得分布式电源下一时刻的有功与无功出力，系统依据快时间尺度下目标函数的输出结果对分布式电源的出力进行优化控制。
4.如权利要求2所述的三相不平衡主动配电网双时标电压协调控制方法，其特征在于：慢时间尺度下的优化问题，其目标函数包括电压偏差、电容器组分接头变化、网损，基于慢时间尺度下的目标函数获得下一时刻有载调压变压器、步进式电压调节器和电容器组的分接头位置数据，系统依据慢时间尺度下目标函数的输出结果对有载调压变压器、步进式电压调节器和电容器组的分接头进行控制。
5.如权利要求3所述的三相不平衡主动配电网双时标电压协调控制方法，其特征在于：在快时间尺度下，约束条件包括系统稳态运行约束、分布式电源出力约束和绝对值约束。
6.如权利要求4所述的三相不平衡主动配电网双时标电压协调控制方法，其特征在于：在慢时间尺度下，约束条件包括系统稳态运行约束、分布式电源出力约束、绝对值约束和分接头位置约束。
7.如权利要求1所述的三相不平衡主动配电网双时标电压协调控制方法，其特征在于：所述使用改进的分支定界法实现双时标电压控制过程中，基于慢时间尺度中有载调压变压器、步进式电压调节器和电容器组的离散变量造成的混合整数问题，将混合整数问题中的离散决策变量转化为连续变量处理，实现模型的凸化，在保证最优解准确的同时提高获取输出结果的效率。
8.三相不平衡主动配电网双时标电压协调控制系统，其特征在于：包括：
模型构建模块，用于构建基于模型预测控制的双时间尺度不平衡树状配电网电压控制数学模型；
双时标电压控制模块，用于基于已构建的模型，将电压控制问题划分为快时间尺度与慢时间尺度下的两个优化问题分别处理；
使用改进的分支定界法实现双时标电压控制。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的三相不平衡主动配电网双时标电压协调控制方法中的步骤。
10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的三相不平衡主动配电网双时标电压协调控制方法中的步骤。
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