CN116826744A - 交直流混合配电网灵活组网优化调度方法、系统及设备 - Google Patents
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Abstract
一种交直流混合配电网灵活组网优化调度方法、系统及设备,该方法先构建以正常运行条件下的网络有功损耗最小为目标、包含考虑VSC的灵活组网约束、网络重构约束的灵活组网优化调度模型,再求解得到光伏有功出力以及网络潮流结果。本发明综合网络重构与VSC能够实现交流配电网和直流配电网动态拓扑与灵活组网方面的优势,通过网络重构与VSC结合灵活改变网络拓扑,可大大减小系统有功损耗,提高交直流混合配电网运行的经济性。
Description
技术领域
本发明属于交直流混合微电网技术领域,具体涉及一种交直流混合配电网灵活组网优化调度方法、系统及设备。
背景技术
直流配电网因其在节能和换流等方面的优势受到各国的关注,目前世界各国均对直流配电网进行了相关研究,同时,由于全面建设直流配电网取代交流配电网需要极大的工作量和经济上的浪费,因此,未来的电网发展中,直流配电网无法取代交流配电网的主体地位,发展交直流配电网将成为一种主要趋势。此外,智能电网的建设给光伏并网发电的发展带来了前所未有的契机,当今以光伏并网发电技术为代表的新能源发电技术得到了电力行业越来越多的关注,然而这些新能源发电设备接入配电网后通常会改变原系统的潮流特性,对系统网络损耗产生较大影响。配电网网损是电力系统运行中一项重要的综合性经济技术指标,它能够高度反映供电企业的经济效益和技术水平。随着我国电能生产规模日益扩大,国民经济总消耗中的能源消耗所占比例也逐渐增大,研究如何降低配电网网络损耗,使能源得到高效利用已成为研究人员研究的重要课题。因此,为了提高系统的稳定性与效率,实现高渗透率可再生能源的充分消纳,研究新能源接入后交直流配电网的优化运行方法不仅具有理论意义,而且具有实际运用价值。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题,提供一种综合网络重构与VSC实现动态灵活组网、降低有功损耗的交直流混合配电网灵活组网优化调度方法、系统及设备。
为实现以上目的,本发明的技术方案如下:
第一方面,本发明提出一种交直流混合配电网灵活组网优化调度方法,包括:
S1、构建灵活组网优化调度模型,该模型以正常运行下的网络有功损耗最小为目标,约束条件包括考虑VSC的灵活组网约束、网络重构约束;
S2、求解上述模型,得到光伏有功出力以及网络潮流结果。
所述模型的目标函数为:
;
上式中,、、分别为配电网中交流支路、直流支路、时段集合,、分别为t时段交流支路、直流支路的电流,、分别为交流支路、直流支路的电阻。
所述考虑VSC的灵活组网约束包括:
VSC灵活组网约束:
;
;
;
;
上式中,、分别为t时段交流侧有功、无功功率,为t时段直流侧有功功率,为交流线路电流,、分别为VSC的等效电阻、电抗,为t时段VSC的无功出力,、分别为VSC的无功出力最小、最大值,、分别为VSC等值内电势幅值、直流母线电压幅值,为常数,为调制系数;
交流侧灵活组网约束:
;
;
;
;
;
上式中,、分别为t时段交流支路传输的有功、无功功率,其中k为VSC与交流配电网的耦合节点,、分别为交流支路的电阻、电抗,为t时段交流支路的电流,、分别为t时段交流节点k上的有功、无功功率,、分别为t时段交流节点k上光伏发出的有功、无功功率,、分别为t时段交流节点k上负荷的有功、无功功率,为t时段交流节点j上的电压幅值;
直流侧灵活组网约束:
;
;
;
上式中,为t时段直流支路传输的有功功率,其中h为VSC与直流配电网的耦合节点,为直流支路的电阻,为t时段直流支路的电流,为t时段直流节点上的有功功率,为t时段直流节点上光伏发出的有功功率,为t时段直流节点上负荷的有功功率,为t时段直流节点h的电压幅值。
所述网络重构约束包括:
总网络重构约束:
;
;
;
;
上式中,为0-1变量,其为1时表示节点i为节点j的父节点,为0时表示节点j为节点i的父节点,为线路的状态变量,、分别为线路集合、节点集合,为可提供电压支持的节点的集合;
交流侧网络重构约束:
;
;
;
;
;
上式中,、分别为 t时段交流节点i、j上的电压幅值,、分别为t时段交流支路传输的有功、无功功率,、分别为交流支路的电阻、电抗,为t时段交流支路的电流,为交流支路的连接状态,为一个很大的数;
直流侧网络重构约束:
;
;
;
;
上式中,、分别为t时段直流节点m、n的电压幅值,为直流支路的电阻,为t时段直流支路传输的有功功率,为直流支路的电流,为直流支路的连接状态。
所述约束条件还包括潮流平衡约束、光伏约束;
所述潮流平衡约束包括:
交流侧潮流约束:
;
;
;
;
;
上式中,、分别为t时段交流节点j上的有功、无功功率,、分别为t时段交流支路传输的有功、无功功率,、分别为t时段交流节点j上光伏发出的有功、无功功率,、分别为t时段交流节点j上负荷的有功、无功功率;
直流侧潮流约束:
;
;
;
上式中,为t时段直流节点n的有功功率,为t时段直流支路传输的有功功率,为t时段直流节点n上光伏发出的有功功率,为t时段直流节点n上负荷的有功功率;
所述光伏约束包括:
;
上式中,为t时段节点i上光伏发出的有功功率,为t时段光伏的有功功率最大值。
所述S2包括:
先对模型中的非线性约束条件进行凸松弛处理,再采用GUROBI求解器求解处理后的模型,得到光伏有功出力以及网络潮流结果。
第二方面,本发明提出一种交直流混合配电网灵活组网优化调度系统,包括灵活组网优化调度模型构建模块、灵活组网优化调度模型求解模块,所述灵活组网优化调度模型构建模块包括目标函数构建单元、考虑VSC的灵活组网约束构建单元、网络重构约束构建单元;
所述目标函数构建单元用于构建灵活组网优化调度模型的网络有功损耗最小目标函数;
所述灵活组网优化调度模型求解模块用于求解灵活组网优化调度模型,得到光伏有功出力以及网络潮流结果。
所述目标函数构建单元用于构建如下目标函数:
;
上式中,、、分别为配电网中交流支路、直流支路、时段集合,、分别为t时段交流支路、直流支路的电流,、分别为交流支路、直流支路的电阻。
所述考虑VSC的灵活组网约束构建单元用于构建如下约束:
VSC灵活组网约束:
;
;
;
;
上式中,、分别为t时段交流侧有功、无功功率,为t时段直流侧有功功率,为交流线路电流,、分别为VSC的等效电阻、电抗,为t时段VSC的无功出力,、分别为VSC的无功出力最小、最大值,、分别为VSC等值内电势幅值、直流母线电压幅值,为常数,为调制系数;
交流侧灵活组网约束:
;
;
;
;
;
上式中,、分别为t时段交流支路传输的有功、无功功率,其中k为VSC与交流配电网的耦合节点,、分别为交流支路的电阻、电抗,为t时段交流支路的电流,、分别为t时段交流节点k上的有功、无功功率,、分别为t时段交流节点k上光伏发出的有功、无功功率,、分别为t时段交流节点k上负荷的有功、无功功率,为t时段交流节点j上的电压幅值;
直流侧灵活组网约束:
;
;
;
上式中,为t时段直流支路传输的有功功率,其中h为VSC与直流配电网的耦合节点,为直流支路的电阻,为t时段直流支路的电流,为t时段直流节点上的有功功率,为t时段直流节点上光伏发出的有功功率,为t时段直流节点上负荷的有功功率,为t时段直流节点h的电压幅值;
所述网络重构约束构建单元用于构建如下约束:
总网络重构约束:
;
;
;
;
上式中,为0-1变量,其为1时表示节点i为节点j的父节点,为0时表示节点j为节点i的父节点,为线路的状态变量,、分别为线路集合、节点集合,为可提供电压支持的节点的集合;
交流侧网络重构约束:
;
;
;
;
;
上式中,、分别为 t时段交流节点i、j上的电压幅值,、分别为t时段交流支路传输的有功、无功功率,、分别为交流支路的电阻、电抗,为t时段交流支路的电流,为交流支路的连接状态,为一个很大的数;
直流侧网络重构约束:
;
;
;
;
上式中,、分别为t时段直流节点m、n的电压幅值,为直流支路的电阻,为t时段直流支路传输的有功功率,为直流支路的电流,为直流支路的连接状态。
所述灵活组网优化调度模型构建模块还包括潮流平衡约束构建单元、光伏约束构建单元;
所述潮流平衡约束构建单元用于构建如下约束:
交流侧潮流约束:
;
;
;
;
;
上式中,、分别为t时段交流节点j上的有功、无功功率,、分别为t时段交流支路传输的有功、无功功率,、分别为t时段交流节点j上光伏发出的有功、无功功率,、分别为t时段交流节点j上负荷的有功、无功功率;
直流侧潮流约束:
;
;
;
上式中,为t时段直流节点n的有功功率,为t时段直流支路传输的有功功率,为t时段直流节点n上光伏发出的有功功率,为t时段直流节点n上负荷的有功功率;
所述光伏约束构建单元用于构建如下约束:
;
上式中,为t时段节点i上光伏发出的有功功率,为t时段光伏的有功功率最大值。
第三方面,本发明提出一种交直流混合配电网灵活组网优化调度设备,包括处理器以及存储器;
所述存储器用于存储计算机程序代码,并将所述计算机程序代码传输给所述处理器;
所述处理器用于根据所述计算机程序代码中的指令执行前述的交直流混合配电网灵活组网优化调度方法。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1、本发明提出的一种交直流混合配电网灵活组网优化调度方法先构建灵活组网优化调度模型,再求解得到光伏有功出力以及网络潮流结果,该方法立足于优化混合交直流配电网有功网损问题,充分考虑了交流配电网、直流配电网潮流分布对网络有功网损的影响,提出考虑网络重构与VSC的混合交直流配电网灵活组网优化调度模型,该模型以正常运行下的网络有功损耗最小为目标,通过网络重构与VSC结合灵活改变网络拓扑,可大大减小系统有功损耗,提高交直流混合配电网运行的经济性。
2、本发明提出的一种交直流混合配电网灵活组网优化调度方法中网络重构约束采用考虑多时段内源荷资源随时间变化的动态网络重构,与静态网络重构相比,该动态网络重构能够根据各时段源荷资源实际情况改变网络拓扑,使网络适应实际情况,在减少有功网损方面更有优势。
附图说明
图1为交直流混合配电网的结构示意图。
图2为实施例1采用的改进的IEEE 33节点系统的网络拓扑图。
图3为实施例1中改进的IEEE 33节点系统的负荷、光伏预测曲线。
图4为实施例1中网络拓扑重构后的系统图。
图5为实施例1中网络重构前、后各系统各时段有功损耗图。
图6为实施例1中各支路各时段松弛误差图。
图7为实施例2所述系统的框架图。
图8为实施例3所述设备的结构图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式以及附图对本发明作进一步详细的说明。
本发明针对的交直流混合配电网拓扑如图1所示,主要包括3个部分:交流配电网、直流配电网和柔性换流站,柔性换流站通常为电压源型换流器(VSC)。
本发明提出的灵活组网优化调度模型综合了网络重构与VSC能够实现交流配电网和直流配电网动态拓扑以及在灵活组网方面的优势,强调交流侧和直流侧灵活组网与两侧网络重构相结合实现的灵活拓扑,通过构建动态灵活组网减少有功网损。
实施例1:
本实施例以图2所示的改进的IEEE 33节点系统(电压等级为12.66kV,光伏安装于节点5、9、17、23、27,每台装机容量为300kW,负荷、光伏预测曲线如图3所示)为对象,实施交直流混合配电网灵活组网优化调度方法,具体按照以下步骤进行:
1、输入改进的IEEE 33节点系统的线路参数(包括线路元件的阻抗值)、负荷水平、网络拓扑连接关系、VSC运行参数、光伏的接入位置和装机容量,基于输入的上述参数构建灵活组网优化调度模型,该模型以正常运行下的网络有功损耗最小为目标:
式(1)
上式中,、、分别为配电网中交流支路、直流支路、时段集合,、分别为t时段交流支路、直流支路的电流,、分别为交流支路、直流支路的电阻。
模型的约束条件包括考虑VSC的灵活组网约束、网络重构约束、潮流平衡约束、光伏约束。
所述考虑VSC的灵活组网约束用于使VSC灵活连接交、直流配电网实现交直流灵活组网,包括:
VSC灵活组网约束:
式(2)
式(3)
式(4)
式(5)
上式中,、分别为t时段交流侧有功、无功功率,为t时段直流侧有功功率,为交流线路电流,、分别为VSC的等效电阻、电抗,为t时段VSC的无功出力,、分别为VSC的无功出力最小、最大值,、分别为VSC等值内电势幅值、直流母线电压幅值,为常数,为调制系数;
交流侧灵活组网约束:
式(6)
式(7)
式(8)
式(9)
式(10)
上式中,、分别为t时段交流支路传输的有功、无功功率,其中k为VSC与交流配电网的耦合节点,、分别为交流支路的电阻、电抗,为t时段交流支路的电流,、分别为t时段交流节点k上的有功、无功功率,、分别为t时段交流节点k上光伏发出的有功、无功功率,、分别为t时段交流节点k上负荷的有功、无功功率,为t时段交流节点j上的电压幅值;
直流侧灵活组网约束:
式(11)
式(12)
式(13)
上式中,为t时段直流支路传输的有功功率,其中h为VSC与直流配电网的耦合节点,为直流支路的电阻,为t时段直流支路的电流,为t时段直流节点上的有功功率,为t时段直流节点上光伏发出的有功功率,为t时段直流节点上负荷的有功功率,为t时段直流节点h的电压幅值。
所述网络重构约束用于根据源荷资源动态修改交直流混合配电网的拓扑结构,包括:
总网络重构约束:
式(14)
式(15)
式(16)
式(17)
上式中,为0-1变量,其为1时表示节点i为节点j的父节点,为0时表示节点j为节点i的父节点,为线路的状态变量,、分别为线路集合、节点集合,为可提供电压支持的节点的集合;
交流侧网络重构约束:
式(18)
式(19)
式(20)
式(21)
式(22)
上式中,、分别为 t时段交流节点i、j上的电压幅值,、分别为t时段交流支路传输的有功、无功功率,、分别为交流支路的电阻、电抗,为t时段交流支路的电流,为交流支路的连接状态,为一个很大的数;
直流侧网络重构约束:
式(23)
式(24)
式(25)
式(26)
上式中,、分别为t时段直流节点m、n的电压幅值,为直流支路的电阻,为t时段直流支路传输的有功功率,为直流支路的电流,为直流支路的连接状态。
所述潮流平衡约束包括:
交流侧潮流约束:
式(27)
式(28)
式(29)
式(30)
式(31)
上式中,、分别为t时段交流节点j上的有功、无功功率,、分别为t时段交流支路传输的有功、无功功率,、分别为t时段交流节点j上光伏发出的有功、无功功率,、分别为t时段交流节点j上负荷的有功、无功功率;
直流侧潮流约束:
式(32)
式(33)
式(34)
上式中,为t时段直流节点n的有功功率,为t时段直流支路传输的有功功率,为t时段直流节点n上光伏发出的有功功率,为t时段直流节点n上负荷的有功功率。
所述光伏约束包括:
式(35)
上式中,为t时段节点i上光伏发出的有功功率,为t时段光伏的有功功率最大值。
2、将构建的模型中的非线性约束条件进行凸松弛处理,转化为含整数变量的二阶锥规划问题(MISOCP)模型,包括:
利用二阶锥规划(SOCP)将模型转化,对优化模型中的二次项和乘积项进行线性化,采用变量 和 替换模型中节点电压和支路电流的平方项得:
式(37)
式(38)
式(39)
式(40)
式(41)
式(42)
式(43)
式(44)
式(45)
式(46)
式(47)
将式(31)、(34)进一步松弛,转化为二阶锥约束:
式(48)
式(49)
SOCP的处理实际上是为了模型的高效率求解而放宽了约束范围,会对模型产生一定误差,因此可以通过式(50)和式(51)定义松弛误差,即:
式(50)
式(51)。
3、采用GUROBI求解器求解处理后的模型,得到光伏有功出力、网络潮流结果以及有功功率损耗值。
本实施例完成求解后得到的网络拓扑重构如图4所示,各时段有功损耗之和为125.54kW。相比于不考虑网络重构(其有功损耗为733.78kW),本方法的有功损耗降低了82.89%。
系统各时段考虑网络重构前、后的有功损耗对比如图5所示。可以看出,系统各时段有功损耗曲线和负荷时序值相似,有功损耗随着负荷的增加而增加,随着负荷的减小而减小。该结果表明,通过灵活改变拓扑大大减小了系统有功损耗,提高了交直流配电网运行的经济性。
为分析SOCP对模型处理的准确性,按照式(50)和式(51)的计算方法,求得每个时段下每条支路的松弛误差,结果如图6所示。从图6中可以看出松弛误差最大量级为10e-6,满足运行要求,可见SOCP对模型进行的松弛处理是可行的。
最后,比较本发明MISOCP方法与常规粒子群优化算法的结果,如表1所示:
表1 不同算法结果对比
从表1可以看出,由于粒子群优化算法的迭代过程具有一定随机性,其求解时间较长。通过与粒子群算法求解效果进行对比,可以发现本文发明方法对模型求解具有快速准确的优点。
实施例2:
如图7所示,一种交直流混合配电网灵活组网优化调度系统,包括灵活组网优化调度模型构建模块、灵活组网优化调度模型求解模块,所述灵活组网优化调度模型构建模块包括目标函数构建单元、考虑VSC的灵活组网约束构建单元、网络重构约束构建单元、潮流平衡约束构建单元、光伏约束构建单元。
所述目标函数构建单元用于构建如下灵活组网优化调度模型的网络有功损耗最小目标函数:
;
上式中,、、分别为配电网中交流支路、直流支路、时段集合,、分别为t时段交流支路、直流支路的电流,、分别为交流支路、直流支路的电阻。
所述考虑VSC的灵活组网约束构建单元用于构建如下约束:
VSC灵活组网约束:
;
;
;
;
上式中,、分别为t时段交流侧有功、无功功率,为t时段直流侧有功功率,为交流线路电流,、分别为VSC的等效电阻、电抗,为t时段VSC的无功出力,、分别为VSC的无功出力最小、最大值,、分别为VSC等值内电势幅值、直流母线电压幅值,为常数,为调制系数;
交流侧灵活组网约束:
;
;
;
;
;
上式中,、分别为t时段交流支路传输的有功、无功功率,其中k为VSC与交流配电网的耦合节点,、分别为交流支路的电阻、电抗,为t时段交流支路的电流,、分别为t时段交流节点k上的有功、无功功率,、分别为t时段交流节点k上光伏发出的有功、无功功率,、分别为t时段交流节点k上负荷的有功、无功功率,为t时段交流节点j上的电压幅值;
直流侧灵活组网约束:
;
;
;
上式中,为t时段直流支路传输的有功功率,其中h为VSC与直流配电网的耦合节点,为直流支路的电阻,为t时段直流支路的电流,为t时段直流节点上的有功功率,为t时段直流节点上光伏发出的有功功率,为t时段直流节点上负荷的有功功率,为t时段直流节点h的电压幅值。
所述网络重构约束构建单元用于构建如下约束:
总网络重构约束:
;
;
;
;
上式中,为0-1变量,其为1时表示节点i为节点j的父节点,为0时表示节点j为节点i的父节点,为线路的状态变量,、分别为线路集合、节点集合,为可提供电压支持的节点的集合;
交流侧网络重构约束:
;
;
;
;
;
上式中,、分别为 t时段交流节点i、j上的电压幅值,、分别为t时段交流支路传输的有功、无功功率,、分别为交流支路的电阻、电抗,为t时段交流支路的电流,为交流支路的连接状态,为一个很大的数;
直流侧网络重构约束:
;
;
;
;
上式中,、分别为t时段直流节点m、n的电压幅值,为直流支路的电阻,为t时段直流支路传输的有功功率,为直流支路的电流,为直流支路的连接状态。
所述潮流平衡约束构建单元用于构建如下约束:
交流侧潮流约束:
;
;
;
;
;
上式中,、分别为t时段交流节点j上的有功、无功功率,、分别为t时段交流支路传输的有功、无功功率,、分别为t时段交流节点j上光伏发出的有功、无功功率,、分别为t时段交流节点j上负荷的有功、无功功率;
直流侧潮流约束:
;
;
;
上式中,为t时段直流节点n的有功功率,为t时段直流支路传输的有功功率,为t时段直流节点n上光伏发出的有功功率,为t时段直流节点n上负荷的有功功率。
所述光伏约束构建单元用于构建如下约束:
;
上式中,为t时段节点i上光伏发出的有功功率,为t时段光伏的有功功率最大值。
所述灵活组网优化调度模型求解模块用于根据实施例1所述方法求解灵活组网优化调度模型,得到光伏有功出力以及网络潮流结果。
实施例3:
如图8所示,一种交直流混合配电网灵活组网优化调度设备,包括处理器以及存储器;
所述存储器用于存储计算机程序代码,并将所述计算机程序代码传输给所述处理器;
所述处理器用于根据所述计算机程序代码中的指令执行实施例1所述的交直流混合配电网灵活组网优化调度方法。
Claims (5)
1.一种交直流混合配电网灵活组网优化调度方法,其特征在于,
所述方法包括:
S1、构建灵活组网优化调度模型,该模型以正常运行下的网络有功损耗最小为目标,约束条件包括考虑VSC的灵活组网约束、网络重构约束,其中,所述模型的目标函数为:
;
上式中,、、分别为配电网中交流支路、直流支路、时段集合,、分别为t时段交流支路、直流支路的电流,、分别为交流支路、直流支路的电阻;
所述考虑VSC的灵活组网约束包括:
VSC灵活组网约束:
;
;
;
;
上式中,、分别为t时段交流侧有功、无功功率,为t时段直流侧有功功率,为交流线路电流,、分别为VSC的等效电阻、电抗,为t时段VSC的无功出力,、分别为VSC的无功出力最小、最大值,、分别为VSC等值内电势幅值、直流母线电压幅值,为常数,为调制系数;
交流侧灵活组网约束:
;
;
;
;
;
上式中,、分别为t时段交流支路传输的有功、无功功率,其中k为VSC与交流配电网的耦合节点,、分别为交流支路的电阻、电抗,为t时段交流支路的电流,、分别为t时段交流节点k上的有功、无功功率,、分别为t时段交流节点k上光伏发出的有功、无功功率,、分别为t时段交流节点k上负荷的有功、无功功率,为t时段交流节点j上的电压幅值;
直流侧灵活组网约束:
;
;
;
上式中,为t时段直流支路传输的有功功率,其中h为VSC与直流配电网的耦合节点,为直流支路的电阻,为t时段直流支路的电流,为t时段直流节点上的有功功率,为t时段直流节点上光伏发出的有功功率,为t时段直流节点上负荷的有功功率,为t时段直流节点h的电压幅值;
所述网络重构约束包括:
总网络重构约束:
;
;
;
;
上式中,为0-1变量,其为1时表示节点i为节点j的父节点,为0时表示节点j为节点i的父节点,为线路的状态变量,、分别为线路集合、节点集合,为可提供电压支持的节点的集合;
交流侧网络重构约束:
;
;
;
;
;
上式中,、分别为 t时段交流节点i、j上的电压幅值,、分别为t时段交流支路传输的有功、无功功率,、分别为交流支路的电阻、电抗,为t时段交流支路的电流,为交流支路的连接状态,为一个很大的数;
直流侧网络重构约束:
;
;
;
;
上式中,、分别为t时段直流节点m、n的电压幅值,为直流支路的电阻,为t时段直流支路传输的有功功率,为直流支路的电流,为直流支路的连接状态;
S2、求解上述模型,得到光伏有功出力以及网络潮流结果。
2.根据权利要求1所述的一种交直流混合配电网灵活组网优化调度方法,其特征在于,
所述约束条件还包括潮流平衡约束、光伏约束;
所述潮流平衡约束包括:
交流侧潮流约束:
;
;
;
;
;
上式中,、分别为t时段交流节点j上的有功、无功功率,、分别为t时段交流支路传输的有功、无功功率,、分别为t时段交流节点j上光伏发出的有功、无功功率,、分别为t时段交流节点j上负荷的有功、无功功率;
直流侧潮流约束:
;
;
;
上式中,为t时段直流节点n的有功功率,为t时段直流支路传输的有功功率,为t时段直流节点n上光伏发出的有功功率,为t时段直流节点n上负荷的有功功率;
所述光伏约束包括:
;
上式中,为t时段节点i上光伏发出的有功功率,为t时段光伏的有功功率最大值。
3.根据权利要求1或2所述的一种交直流混合配电网灵活组网优化调度方法,其特征在于,
所述S2包括:
先对模型中的非线性约束条件进行凸松弛处理,再采用GUROBI求解器求解处理后的模型,得到光伏有功出力以及网络潮流结果。
4.一种交直流混合配电网灵活组网优化调度系统,其特征在于,
所述系统包括灵活组网优化调度模型构建模块、灵活组网优化调度模型求解模块,所述灵活组网优化调度模型构建模块包括目标函数构建单元、考虑VSC的灵活组网约束构建单元、网络重构约束构建单元;
所述目标函数构建单元用于构建如下灵活组网优化调度模型的网络有功损耗最小目标函数:
所述目标函数构建单元用于构建如下目标函数:
;
上式中,、、分别为配电网中交流支路、直流支路、时段集合,、分别为t时段交流支路、直流支路的电流,、分别为交流支路、直流支路的电阻;
所述考虑VSC的灵活组网约束构建单元用于构建如下约束:
VSC灵活组网约束:
;
;
;
;
上式中,、分别为t时段交流侧有功、无功功率,为t时段直流侧有功功率,为交流线路电流,、分别为VSC的等效电阻、电抗,为t时段VSC的无功出力,、分别为VSC的无功出力最小、最大值,、分别为VSC等值内电势幅值、直流母线电压幅值,为常数,为调制系数;
交流侧灵活组网约束:
;
;
;
;
;
上式中,、分别为t时段交流支路传输的有功、无功功率,其中k为VSC与交流配电网的耦合节点,、分别为交流支路的电阻、电抗,为t时段交流支路的电流,、分别为t时段交流节点k上的有功、无功功率,、分别为t时段交流节点k上光伏发出的有功、无功功率,、分别为t时段交流节点k上负荷的有功、无功功率,为t时段交流节点j上的电压幅值;
直流侧灵活组网约束:
;
;
;
上式中,为t时段直流支路传输的有功功率,其中h为VSC与直流配电网的耦合节点,为直流支路的电阻,为t时段直流支路的电流,为t时段直流节点上的有功功率,为t时段直流节点上光伏发出的有功功率,为t时段直流节点上负荷的有功功率,为t时段直流节点h的电压幅值;
所述网络重构约束构建单元用于构建如下约束:
总网络重构约束:
;
;
;
;
上式中,为0-1变量,其为1时表示节点i为节点j的父节点,为0时表示节点j为节点i的父节点,为线路的状态变量,、分别为线路集合、节点集合,为可提供电压支持的节点的集合;
交流侧网络重构约束:
;
;
;
;
;
上式中,、分别为 t时段交流节点i、j上的电压幅值,、分别为t时段交流支路传输的有功、无功功率,、分别为交流支路的电阻、电抗,为t时段交流支路的电流,为交流支路的连接状态,为一个很大的数;
直流侧网络重构约束:
;
;
;
;
上式中,、分别为t时段直流节点m、n的电压幅值,为直流支路的电阻,为t时段直流支路传输的有功功率,为直流支路的电流,为直流支路的连接状态;
所述灵活组网优化调度模型求解模块用于求解灵活组网优化调度模型,得到光伏有功出力以及网络潮流结果。
5.一种交直流混合配电网灵活组网优化调度设备,其特征在于,
所述设备包括处理器以及存储器;
所述存储器用于存储计算机程序代码,并将所述计算机程序代码传输给所述处理器;
所述处理器用于根据所述计算机程序代码中的指令执行权利要求1-3任一项所述的交直流混合配电网灵活组网优化调度方法。
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