一種主動配電網潮流計算的優化方法技術

本發明專利技術公開了一種主動配電網潮流計算的優化方法，包括以下步驟：S1：主動配電網的任何一個樹的樹支數；S2：主動配電網支路傳輸功率之和最小為目標，給定支路傳輸功率約束，呈輻射狀的網絡結構且滿足節點功率平衡；S3：以有功網損最小為目標函數；S4：等式約束為潮流約束和網絡輻射狀約束兩種約束；S5：不等式約束為節點電壓約束、有功、無功出力約束和支路電流約束三種約束組成；S6：在潮流方程中都與sij相乘，只有當sij＝1時，支路接入主動配電網計算。本發明專利技術能夠降低網損的同時保證系統的安全運行，提高電網控制、分布式發電接入，改善電網電壓質量。本發明專利技術使主動配電網復雜的潮流計算簡單化，方便易行，使主動配電網控制和調節方法更為科學。

【技術實現步驟摘要】
-種主動配電網潮流計算的優化方法
本專利技術涉及電力系統主動配電網的應用領域，尤其涉及一種主動配電網潮流計算 的優化方法。
技術介紹
[000引 主動配電網（Active distribution network，ADN)是由微電源、負荷、儲能系統和 控制裝置構成的系統。它對于大電網表現為一個單一可控的單元，可實現對負荷多種能源 形式的高可靠供給。而主動配電網的特點主要有兩個：一是含有本地發電裝置，多為容量較 小的分布式電源，分布式電源值istributed Generation Resource, DGR)通常指主要利用 可再生新能源且發電功率為幾kW至50MW小型模塊式、與環境兼容的獨立電源，可W滿足電 力系統和用戶特定要求。二是主動配電網是可控的，主動配電網的功能是將電源和用戶需 求有效連接起來，允許雙方共同決定如何最好地實時運行。要達到該一要求，控制水平要遠 高于傳統配電網的水平。 主動配電網系統可將多種類型的分布式發電單元組合在一起，有效發揮單一能源 系統的優點，實現多種能源互補，提高整個微電網系統的效率、能源利用率和供電可靠性。 主動配電網接入大電網并網運行，不僅可W充分利用主動配電網內部的綠色可再生能源， 還可W提高整個電網的安全性，是中國建成智能電網的重要環節。同時，主動配電網系統是 解決偏遠地區和海島供電的有效手段之一。 自1975年Merlin、Bach等利用數學規劃方法來處理潮流計算和網絡重構問題， 人們嘗試了不同的方法來解決配電潮流計算和網絡重構的問題。潮流計算和網絡重構是一 個多目標非線性混合優化問題，目前解決的算法主要有數學優化理論、最優流法、支路交換 法和人工智能算法等幾類。數學優化方法，是用數學模型對配電網重構問題進行描述，然后 通過特定的算法，得到不依賴配電網絡初始結構的優化結果，進而解決潮流計算繁瑣迭代 問題。該方法計算時間長，占用內存大，對于大規模配電網的求解，困難很大，因此一般先進 行化簡然后近似處理。啟發式方法，W直觀分析為依據，根據一定的原則，逐步迭代直至得 到滿意的重構結果，該方法主要有最優流模式算法和支路交換法。智能優化算法近些年發 展迅速，主要有人工神經網絡算法、模擬退火算法、禁忌搜索算法、蟻群算法、粒子群優化算 法、遺傳算法等，人工智能算法具有較好的全局搜索性能，不易陷入局部最優，但其缺點是 計算量大，計算時間長。目前，在相關主動配電網福射運行約束暗含在算法文獻中，還沒有 給出準確的數學描述及方法。
技術實現思路
為了解決上述問題，本專利技術提供，包括W下 步驟： Sl ;主動配電網可W看作是含有叫個節點M條支路的簡單系統圖，配電網的福射 運行要求全部節點連通且無閉環，因此歸結為樹的概念來說明此問題。電網絡理論中 樹的定義是；一個連通圖G的樹T包含G的全部節點和部分支路，而樹T本身是連通的且 不含回路。同時，一個具有rib個節點的連通圖，它的任何一個樹的樹支數為式（1): M =咕-1 (1) 主動配電網的網絡結構可按照樹的概念，形成福射狀運行結構。根據上述分析 可W得出；配電系統呈福射狀運行需滿足如下條件： ①網絡包含的支路數目為；M = Db-I ; ②網絡中所有節點必須是連通的。 但僅憑條件①作為主動配電網福射運行的判據，系統可能會出現孤島或環網，并 不能確定配電網呈福射運行。 S2 ;主動配電網支路傳輸功率之和最小為目標，滿足基爾霍夫第一定律，給定支路 傳輸功率約束，確定最終呈福射狀的網絡結構且滿足節點功率平衡，公式如（2)?（7):本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種主動配電網潮流計算的優化方法，其特征在于，包括以下步驟：S1：主動配電網的任何一個樹的樹支數為式(1)：M＝nb?1??????(1)主動配電網呈輻射狀運行需滿足如下條件：①網絡包含的支路數目為：M＝nb?1；②網絡中所有節點必須是連通的；S2：主動配電網支路傳輸功率之和最小為目標，給定支路傳輸功率約束，呈輻射狀的網絡結構且滿足節點功率平衡，公式如(2)～(7)：min v=Σ(ij)∈Ωlfij2---(2)]]>s.t.Σ(ji)∈Ωlfji-Σ(ij)∈Ωlfij+gi=di∀i∈Ωb---(3)]]>|fij|≤f‾ij·sij∀(ij)∈Ωl---(4)]]>0≤gi≤g‾i∀i∈Ωbs---(5)]]>sij∈{0,}∀(ij)∈Ωl---(6)]]>Σ(ij)∈Ωlsij=nb-1---(7)]]>其中，Ωb為系統的節點集合，Ωl是支路集合，是出力節點的集合，nb為總節點數，sij是0?1變量，為控制線路開斷的狀態變量，若線路斷開則為0，若閉合，則為1；fij是節點i和節點j之間的有功傳輸功率，gi是平衡節點i的有功出力，di是節點i的有功負載，是支路ij的支路傳輸最大功率，是平衡節點i的最大出力；S3：以有功網損最小為目標函數：min v=Σ(ij)∈Ωl(gijsij(Vi2+Vj2-2ViVjcosθij))---(8)]]>S4：等式約束為潮流約束和網絡輻射狀約束兩種約束：S4.1：潮流約束PSi-PDi-Σj∈Ωbi(sijPij)=0∀i∈Ωb---(9)]]>QSi-QDi-Σj∈Ωbi(sijQij)=0∀i∈Ωb---(10)]]>S4.2：網絡輻射狀約束：Σ(ij)∈Ωlsij=nb-1-Σj∈ΩbT(1-yi)---(11)]]>sij≤yi∀(ij)∈Ωl,∀j∈ΩbT---(12)]]>sji≤yi∀(ji)∈Ωl,∀j∈ΩbT---(13)]]>Σ(ij)∈Ωlsij+Σ(ji)∈Ωlsji≥2yj∀j∈ΩbT---(14)]]>yj∈{0,1}∀(j)∈ΩbT---(15)]]>其中：sij為線路的狀態變量，若線路閉合，取sij＝1，若線路斷開，則取sij＝0；聯絡點是不帶負荷的節點，是聯絡點的集合，式(12)～(15)既可保證含聯絡點的配電網沒有環網出現，也能保證聯絡點在網絡中不是終端節點；S5：不等式約束為節點電壓約束、有功、無功出力約束和支路電流約束三種約束組成：S5.1：節點電壓約束V‾≤Vi≤V‾∀i∈Ωb---(16)]]>S5.2：有功、無功出力約束：P‾Si≤PSi≤P‾Si∀i∈Ωbs---(17)]]>Q‾Si≤QSi≤Q‾Si∀i∈Ωbs---(18)]]>S5.3：支路電流約束：L‾ij≤sij·Iij≤I‾ij∀(ij)∈Ωl---(19)]]>其中：Ωb為系統的節點集合，Ωl是支路集合，是與節點i相連的節點集合，是出力接入點的集合，nb為總節點數，Vi為節點i電壓的幅值，和V分別為節點i電壓幅值的上下限，為滿足網絡供電要...

【技術特征摘要】
1. 一種主動配電網潮流計算的優化方法，其特征在于，包括以下步驟： 51 :主動配電網的任何一個樹的樹支數為式（1): M = nb-l (1) 主動配電網呈輻射狀運行需滿足如下條件： ① 網絡包含的支路數目為：M = nb-l ; ② 網絡中所有節點必須是連通的； 52 :主動配電網支路傳輸功率之和最小為目標，給定支路傳輸功率約束，呈輻射狀的網 絡結構且滿足節點功率平衡，公式如（2)?（7):其中，Qb為系統的節點集合，Q1是支路集合，是出力節點的集合，nb為總節點數， Sij是0-1變量，為控制線路開斷的狀態變量，若線路斷開則為0,若閉合，則為I 是節點 i和節點j之間的有功傳輸功率，gi是平衡節點i的有功出力，Cli是節點i的有功負載，.? 是支路ij的支路傳輸最大功率，5是平衡節點i的最大出力； 53 :以有功網損最小為目標函數：^G{0，1} V(J)GQir (15) 其中：Sij為線路的狀態變量，若線路閉合，取Sij = 1，若線路斷開，則取Sij = O ;聯絡點 是不帶負荷的節點，^^是聯絡點的集合，式（12)?（15)既可保證含聯絡點的配電網沒有 環網出現，也能保證聯絡點在網絡中不是終端節點； ...

【專利技術屬性】
技術研發人員：沈鑫，閆永梅，曹敏，張林山，丁心志，王昕，王恩，
申請(專利權)人：云南電網公司電力科學研究院，
類型：發明
國別省市：云南;53