[发明专利]一种基于直流潮流等值的分布式输配协同机组组合方法

说明书

本发明提供一种基于直流潮流等值的分布式输配协同机组组合方法，包括将输配联合系统分解为输电系统、边界系统和配电系统，并结合直流潮流等值算法建立输电系统子优化模型和配电系统子优化模型；对所述输电系统子优化模型和所述配电系统子优化模型进行优化；建立输电系统约束条件和配电系统约束条件，进而得到D‑TDCUC模型；采用交替方向乘子法对所述D‑TDCUC模型进行求解得到分布式输配协同机组组合结果。本发明将ADMM算法与直流潮流等值法相结合，消去了输电系统和各配电系统模型中的节点电压相角变量，减少了输电系统和配电系统模型的方程数量和变量数，提高了分布式算法每次迭代的计算速度，方便实际工程应用。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种基于直流潮流等值的分布式输配协同机组组合方法。

背景技术

随着可再生能源的广泛接入，配电系统的物理特性从纯被动变为主动。大量可再生能源接入配电系统使其有功和无功调节手段更加丰富，配电系统也将具有更强的支撑输电系统运行的能力，与此同时，可再生能源出力具有随机特性，配电系统需要输电系统的坚强支持。如果可再生能源的渗透率进一步提高，输电系统和部分配电系统之间会出现双向功率交换的情况，其运行控制将变得更加复杂。因此，输电系统和配电系统之间的联系变得更加紧密，传统的输配割裂管理模式面临严峻的挑战。按照现有输电系统和配电系统分别实施调度管理的两级模式，输配协同机组组合(Transmission-Distribution CoordinatedUnit Commitment,TDCUC)是一个面向输配两级控制中心的联合优化调度问题，需要采用分解协调(即分布式)的方式实现，因此，研究分布式输配协同机组组合(DistributedTransmission-Distribution Coordinated Unit Commitment,D-TDCUC)问题的数学建模和求解方法，支撑高比例可再生能源的接入，降低输配系统的综合运行成本，具有重要意义。

目前关于D-TDCUC问题的研究相对较少，主要是采用基于直流潮流模型的混合整数线性规划(Mixed-Integer Linear Programming,MILP)模型来描述。在分布式求解方面，主要采用了两种算法：(1)分析目标级联法，借助该方法将该问题分解成一个输电系统机组组合子问题和若干个配电系统机组组合子问题，各子问题在输电系统调度控制中心和配电系统调度控制中心中进行分布式求解。(2)Benders分解法，针对主动配电系统中含风电、光电和电动汽车的输配协同机组组合问题，电动汽车运行在V2G模式，用多场景模型描述风电和光电出力的随机性。采用该方法将其分解为输电系统机组组合主问题和若干个配电系统电动汽车充放电子问题。

此外，面向输电系统多个区域机组组合问题之间的分布式协同优化虽然并不是直接针对输配协同机组组合问题，但从数学优化的角度看，两者的数学本质是相似的。其模型主要是采用基于直流潮流模型的MILP模型来描述，求解方法包括了拉格朗日松弛法、辅助问题原理、交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM)和分析目标级联法。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下技术问题：

由于输电系统和配电系统的规模非常大，现有算法模型的等式约束(如潮流方程)和不等式约束(输电和配电线路传输功率限制)数目众多，且存在大量的电压相角作为中间变量，使得分布式求解单次迭代的计算时间较长，明显降低了分布式算法的计算速度，不利于工程实际应用。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于直流潮流等值的分布式输配协同机组组合方法，以克服现有方法分布式求解单次迭代的计算时间较长，明显降低了分布式算法的计算速度，不利于工程实际应用的技术缺陷。

为了实现本发明目的，本发明实施例提供一种基于直流潮流等值的分布式输配协同机组组合方法，包括如下步骤：

S100将输配联合系统分解为输电系统、边界系统和配电系统，并结合直流潮流等值算法建立输电系统子优化模型和配电系统子优化模型；