[发明专利]一种考虑控制自治性的主动配电网微电网化分区方法

说明书

本发明提供了一种考虑控制自治性和通信成本的主动配电网微电网化分区方法，包括：步骤1，建立主动配电网电力网络模型：基于主动配电网网络拓扑结构、主动配电网支路信息和节点信息，构建主动配电网电力网络模型；步骤2，建立主动配电网微电网化分区优化目标函数：综合考虑控制自治性和通信成本因素建立主动配电网微电网化分区目标函数，目的是使目标函数达到最小值，也就是使考虑控制自治性和通信因素的总成本最小；步骤3，给定主动配电网微电网化分区优化约束：给定配电网分区自治性约束、电网潮流约束、网络节点电压约束、分布式电源出力约束；步骤4，对给定的电网潮流约束进行松弛处理：利用二阶锥规划松弛，凸化电网潮流约束；步骤5，用优化求解器求解主动配电网微电网化优化分区问题：针对二阶锥规划松弛处理之后的约束，优化求解器计算比较所有情况的优化目标函数，得到使优化目标函数最小的解。

技术领域

本发明涉及配电网控制分区领域，具体涉及一种考虑控制自治性和通信成本的主动配电网微电网化分区方法。

背景技术

主动配电系统控制技术是实现海量接入多类型DG、多元复合储能、多样化负荷、及其他设备主动协调管控的有效解决方案之一，也是提高系统安全性、可靠性、运行效率的关键技术。然而，间歇式新能源的不确定性、并网逆变器参与调控的需求、负荷的多样化发展趋势、以及用户对高品质供电的要求等，均给主动配电系统的运行控制带来了极大的挑战。

对于主动配电网来说，通信和控制是至关重要的。通信和控制设计在电力系统中存在两种重要的通信和控制策略，即集中式和分散式。在集中场景下，所有可控设备从中心控制中心接收控制命令。尽管安装通信和控制中心的成本较低，但这种方案具有较长的通信介质长度，较大的延迟和较低的可靠性。另一种方式是将分布式电源，存储设备，可控负载等可控设备分组形成多个微电网，构建通信区域，使各区域具有自己的控制中心，包括电压和频率控制单元。对主动配电系统进行分区聚类划分，将单个DG控制转变为对耦合分区内多个DG的集群控制，可以有效避免控制维度灾，并降低控制的复杂度。因此开展主动配电网微电网化分区研究，为主动配电网微电网化分区提供依据，具有非常重要的现实意义。目前仍未见针对于主动配电网控制而进行分区的研究，尚处于起步阶段。要实现主动配电网分区，需要解决以下问题：1)主动配电网依据哪些因素分区；2)怎样对配电网的分区效果进行评估，了解分区结果是否理想。

发明内容

为了弥补现有技术的缺乏，本发明提供了一种考虑控制自治性和通信成本的主动配电网微电网化分区方法。

一种考虑控制自治性和通信成本的主动配电网微电网化分区方法，包括以下步骤：步骤1：建立主动配电网电力网络模型；步骤2：建立主动配电网微电网化分区优化目标函数；步骤3：给定主动配电网微电网化分区优化约束；步骤4：对电网潮流约束进行松弛处理；步骤5：用优化求解器求解主动配电网微电网化分区问题。

更进一步的，所述步骤2具体为：

所述步骤2包含以下三个步骤，如下：

步骤2-1：建立通信相关成本优化目标函数(C₁)：使通信线路长度和控制中心的成本达到最小值，其计算公式如下式：

C₁＝α_L×L_C+α_N×N_C

式中，L_C是通信线路的总长度，N_C是控制中心的个数，系数α_L和α_N是通信线路的成本以及安装通信和控制中心的成本，它们的单位分别是元/km和元/ 个；

步骤2-2：建立控制自治性相关优化目标函数(C₂)：用成本来衡量分区的控制自治性，使分区之间的潮流交换最小，获得各分区最大的独立运行能力，计算公式如下式：