【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請(qǐng)涉及電網(wǎng)優(yōu)化領(lǐng)域，具體地涉及一種基于納什均衡的交直流混聯(lián)臺(tái)區(qū)去中心化無(wú)功優(yōu)化方法。
技術(shù)介紹
1、當(dāng)前低壓配電臺(tái)區(qū)中，由于新型直流負(fù)荷、分布式能源(如風(fēng)電、光伏等)以及儲(chǔ)能設(shè)備的滲透率迅速增加，低壓配電網(wǎng)電力電子化和交直流混聯(lián)的程度日益增加，交直流柔性互聯(lián)的混合配電臺(tái)區(qū)兼具交流和直流配電線路的優(yōu)點(diǎn)；另一方面，由于分布式能源大容量、高比例接入，其出力的隨機(jī)性和波動(dòng)性加劇了配電臺(tái)區(qū)運(yùn)行的功率損耗，限制了以可再生能源為主體的新型配電網(wǎng)向安全可控、靈活高效發(fā)展趨勢(shì)的轉(zhuǎn)變。
2、現(xiàn)有技術(shù)中，將交直流混聯(lián)配電臺(tái)區(qū)集成為低壓有源配電網(wǎng)絡(luò)，是提高分布式能源效益的主要解決方案之一：交流臺(tái)區(qū)末端通過(guò)直流線路和智能軟開關(guān)(soft?openpoint,sop)互聯(lián)，光伏、柔性直流負(fù)荷、無(wú)功電源等接入直流線路，通過(guò)互聯(lián)通道充分利用分布式光伏出力的優(yōu)勢(shì)。近幾年關(guān)于交直流柔性混聯(lián)配電臺(tái)區(qū)的研究，主要集中于交直流電壓、功率潮流等的控制方案和配電臺(tái)區(qū)運(yùn)行策略。控制方案強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)電壓和頻率的瞬時(shí)運(yùn)行條件，而運(yùn)行策略的主要目標(biāo)是分布式能源的小時(shí)級(jí)的最佳運(yùn)行。
3、由于電壓無(wú)功優(yōu)化是配電系統(tǒng)的主要問(wèn)題之一，旨在確定分布式能源和無(wú)功補(bǔ)償器等各種無(wú)功電源的最佳分配比例，以便在滿足網(wǎng)絡(luò)約束的同時(shí)優(yōu)化特定的目標(biāo)函數(shù)，為減小混合臺(tái)區(qū)網(wǎng)絡(luò)的功率損耗，往往采取電壓無(wú)功優(yōu)化方法。目前的普遍方法主要為充分合作的集中式優(yōu)化方法，即對(duì)交直流混合臺(tái)區(qū)的整體性能指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化協(xié)調(diào)，例如最小化現(xiàn)有配電臺(tái)區(qū)整體系統(tǒng)的總運(yùn)營(yíng)成本。需要注意的是，雖然全局最優(yōu)是通過(guò)充分合作的
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)的目的是提出一種基于納什均衡的交直流混聯(lián)臺(tái)區(qū)去中心化無(wú)功優(yōu)化方法，用于在多個(gè)交直流混聯(lián)的低壓配電臺(tái)區(qū)內(nèi)協(xié)調(diào)相關(guān)無(wú)功電源分配比例。提出的去中心化協(xié)調(diào)電壓無(wú)功優(yōu)化方法可以在有效地減少網(wǎng)絡(luò)的功率損耗的同時(shí)，使交直流線路參與者的隱私得到保護(hù)，為新型交直流配電網(wǎng)的發(fā)展提供支撐。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)所采用的解決方案為基于納什均衡的交直流混聯(lián)臺(tái)區(qū)去中心化無(wú)功優(yōu)化方法，其包括以下步驟：
3、s1、將交直流混聯(lián)配電臺(tái)區(qū)劃分為n個(gè)獨(dú)立優(yōu)化的區(qū)域；
4、s2、構(gòu)建各區(qū)域的目標(biāo)函數(shù)和相關(guān)約束形成去中心化電壓無(wú)功優(yōu)化模型；
5、s21、將劃分區(qū)域各自線路的有功功率損耗最小化作為各區(qū)域的目標(biāo)函數(shù)；
6、交流區(qū)域的目標(biāo)函數(shù)：
7、直流區(qū)域的目標(biāo)函數(shù)：
8、式中，i為交直流混聯(lián)配電臺(tái)區(qū)劃分的區(qū)域序號(hào)，交流區(qū)域和直流區(qū)域的序號(hào)統(tǒng)一排序，i＝1,2,…,n；ai表示區(qū)域i為交流區(qū)域，di表示區(qū)域i為直流區(qū)域；表示當(dāng)區(qū)域i為交流區(qū)域時(shí)的目標(biāo)函數(shù)，表示當(dāng)區(qū)域i為直流區(qū)域時(shí)的目標(biāo)函數(shù)，pils為區(qū)域i的有功損耗；
9、s22、確定交流區(qū)域的優(yōu)化約束；
10、當(dāng)區(qū)域i為交流區(qū)域時(shí)，即區(qū)域i的優(yōu)化約束為：
11、
12、pils＝rili＝piι-piⅱ?????????????????????????(7)
13、
14、式中，k為屬于區(qū)域i的線路的節(jié)點(diǎn)序號(hào)，節(jié)點(diǎn)序號(hào)在交直流混聯(lián)配電臺(tái)區(qū)內(nèi)統(tǒng)一排序，k為區(qū)域i中節(jié)點(diǎn)序號(hào)的集合，k∈k；和為節(jié)點(diǎn)k處的有功和無(wú)功功率負(fù)載；和為節(jié)點(diǎn)k接入分布式能源的有功和無(wú)功出力；表示節(jié)點(diǎn)k接入的電容器等無(wú)功電源的無(wú)功出力；和為前端線路中流向交流區(qū)域的節(jié)點(diǎn)k的有功功率和無(wú)功功率；和為交流區(qū)域的節(jié)點(diǎn)k流向后端線路的有功功率和無(wú)功功率；用來(lái)標(biāo)識(shí)節(jié)點(diǎn)k是發(fā)送節(jié)點(diǎn)還是接收節(jié)點(diǎn)，當(dāng)節(jié)點(diǎn)k是發(fā)送節(jié)點(diǎn)時(shí)為1，當(dāng)節(jié)點(diǎn)k是接收節(jié)點(diǎn)時(shí)為-1；vk為節(jié)點(diǎn)k電壓的平方值；ri和xi為區(qū)域i線路的電阻和電抗；piι和為區(qū)域i線路首端輸入的有功和無(wú)功功率；li為區(qū)域i線路電流的平方值；||||2表示矩陣的2范數(shù)，piⅱ和為區(qū)域i線路末端輸出的有功和無(wú)功功率；pils和為區(qū)域i線路的有功和無(wú)功損耗；vk和為節(jié)點(diǎn)k電壓的平方值下限和上限；為區(qū)域i線路電流的平方值上限；mk、nk、αk、βk都為限定節(jié)點(diǎn)k接入的分布式能源無(wú)功出力的預(yù)定義參數(shù)；為節(jié)點(diǎn)k接入的分布式能源有功出力上限；和為k接入的電容器等無(wú)功電源的無(wú)功出力下限和上限；
15、s23、確定直流區(qū)域的優(yōu)化約束；
16、當(dāng)區(qū)域i為直流區(qū)域時(shí)，即區(qū)域i的優(yōu)化約束為：
17、
18、pils＝rili＝piι-piⅱ????????????????(18)
19、
20、其中，為前端線路中流向直流區(qū)域的節(jié)點(diǎn)k的有功功率；為直流區(qū)域的節(jié)點(diǎn)k流向后端線路的有功功率；
21、s3、采用納什均衡算法獨(dú)立求解每個(gè)區(qū)域的去中心化電壓無(wú)功優(yōu)化模型，得到各區(qū)域的最優(yōu)解；
22、s4、根據(jù)步驟s3中求得的無(wú)功優(yōu)化模型納什均衡解，對(duì)交直流混聯(lián)配電臺(tái)區(qū)中分布式能源的無(wú)功出力和無(wú)功電源的無(wú)功出力進(jìn)行分配，實(shí)現(xiàn)交直流混聯(lián)配電臺(tái)區(qū)的有功功率損耗最小。
23、優(yōu)選的，步驟s1具體為：
24、交直流混聯(lián)配電臺(tái)區(qū)中劃分出各自獨(dú)立的需要優(yōu)化的區(qū)域，包括交流區(qū)域和直流區(qū)域，其中：將首端連接配電網(wǎng)母線、末端連接sop的每條交流臺(tái)區(qū)線路都劃分為一個(gè)獨(dú)立的交流區(qū)域；將兩端均連接sop的每條直流線路都劃分為一個(gè)獨(dú)立的直流區(qū)域；劃分后得到的區(qū)域數(shù)量為n個(gè)，n為正整數(shù)。
25、優(yōu)選的，步驟s3中具體包括以下步驟：
26、s31、用邊界信息分配法描述步驟s2中的去中心化電壓無(wú)功優(yōu)化模型；
27、s32、根據(jù)每個(gè)區(qū)域接收到的邊界變量采用納什均衡算法獨(dú)立求解每個(gè)區(qū)域的去中心化電壓無(wú)功優(yōu)化模型，得到獨(dú)立變量和以及新的邊界變量和并根據(jù)每個(gè)區(qū)域得到的新的邊界變量來(lái)更新其它區(qū)域接收到的邊界變量其中，為交流區(qū)域i接收到的其他區(qū)域的邊界變量，為直流區(qū)域i接收到的其他區(qū)域的邊界變量，為交流區(qū)域i優(yōu)化模型中優(yōu)化約束的獨(dú)立變量，為直流區(qū)域i優(yōu)化模型中優(yōu)化約束的獨(dú)立變量，為交流區(qū)域i發(fā)送給其他區(qū)域的邊界變量，為直流區(qū)域i發(fā)送給其他區(qū)域的邊界變量；
28、s33、判斷步驟s32求解后的目標(biāo)函數(shù)是否滿足設(shè)定的迭代停止標(biāo)準(zhǔn)：若滿足，則說(shuō)明每個(gè)區(qū)域根據(jù)納什均衡解可以讓目標(biāo)函數(shù)達(dá)到最優(yōu)，迭代停止；若不滿足，則返回步驟s32，根據(jù)更新后的每個(gè)區(qū)域接收到的邊界變量的變量繼續(xù)求解。
29、優(yōu)選的，步驟s31用邊界信息分配法描述步驟s2中的去中心化電壓無(wú)功優(yōu)化模型，具體為本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于納什均衡的交直流混聯(lián)臺(tái)區(qū)去中心化無(wú)功優(yōu)化方法，其特征在于，其包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于納什均衡的交直流混聯(lián)臺(tái)區(qū)去中心化無(wú)功優(yōu)化方法，其特征在于：步驟S1具體為：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于納什均衡的交直流混聯(lián)臺(tái)區(qū)去中心化無(wú)功優(yōu)化方法，其特征在于：步驟S3中具體包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于納什均衡的交直流混聯(lián)臺(tái)區(qū)去中心化無(wú)功優(yōu)化方法，其特征在于：步驟S31用邊界信息分配法描述步驟S2中的去中心化電壓無(wú)功優(yōu)化模型，具體為：
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于納什均衡的交直流混聯(lián)臺(tái)區(qū)去中心化無(wú)功優(yōu)化方法，其特征在于：步驟S33中迭代停止標(biāo)準(zhǔn)為：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于納什均衡的交直流混聯(lián)臺(tái)區(qū)去中心化無(wú)功優(yōu)化方法，其特征在于，其包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于納什均衡的交直流混聯(lián)臺(tái)區(qū)去中心化無(wú)功優(yōu)化方法，其特征在于：步驟s1具體為：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于納什均衡的交直流混聯(lián)臺(tái)區(qū)去中心化無(wú)功優(yōu)化方法，其特征在于：步驟s3中具體包...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃新平，趙騫，陳建華，馬蕊，郭靜蓉，羅婧，何湘凌，秦亮，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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