[发明专利]一种基于指数罚函数的配电网分层调度优化方法

权利要求书

1.一种基于指数罚函数的配电网分层调度优化方法，其特征在于：具体实施步骤如下：

步骤1，将含多微电网的配电网进行分层，梳理分层调度系统框架，包括配电网和微电网的目标函数和约束条件；

所述步骤1中，配电网的目标函数为配电网内部负荷的用电成本、网损成本和与微电网的交易收益之和；

式中，为配电网向所有微电网的总购电功率与售电功率，且为配电网向所有微电网的购电电价与售电电价，为配电网内部的总负荷，为配电网的总网损，为配电网向配电网内部负荷的售电电价；

所述步骤1中，配电网层约束条件具体地，若配电网向主网购电，配电网向主网的购电功率等于配电网向微电网的售电功率与配电网的总负荷、总网损之和；若配电网向主网售电，配电网向主网的售电功率等于配电网向微电网的购电功率与配电网的总负荷、总网损之差；

在当前情况下，考虑主网运行安全与降压变压器的物理约束，不允许配电网经由降压变压器向主网提供电能，因此，

式中，表示配电网与主网之间传输线路的最大传输功率；

考虑配电网安全的线路潮流和节点电压约束，

式中，与分别为配电网节点a，b之间传输功率的上、下限，与分别为配电网节点c电压的上、下限；

配电网与微电网i的最大交换功率不能超过配电网与微电网之间输电线路的最大传输功率和微电网i的最大外受功率；

式中，q_dm,i为配电网与微电网i交换功率，为配电网向微电网i的购电功率与售电功率，为配电网与微电网i之间输电线路的最大传输功率，为微电网i考虑其安全运行的最大外受功率；

所述步骤1中，微电网以经济性最优为目标，优化和配电网、新能源、储能以及负荷之间的交易，其目标函数为

maxC_mic,i (9)

F_S,i＝p_S,iq_S,i,* (11)

F_G,i＝p_G,iq_G,i (12)

式中，下标为i的变量表示与微电网i相关，为微电网i向内部负荷的售电功率，分别表示微电网i向配电网的购电电价和售电电价，分别表示微电网i向配电网的购电功率和售电功率，p_S,i表示储能单位运行成本，q_S,i,*表示储能充/放电功率，p_G,i表示新能源单位出力成本，q_G,i表示微电网i的新能源出力，F_S,i和F_G,i分别表示微电网i的储能运行成本和新能源出力成本；

所述步骤1中，微电网层约束条件具体地包括：

微电网i功率平衡约束：

式中，q_S,i,dch和q_S,i,ch为微电网i中储能放电和充电功率；

微电网潮流约束与电压约束：

式中，与分别为微电网i中节点z与节点u之间传输功率的上、下限，与为节点z上运行的上、下限；

微电网i中新能源j的出力约束：

式中，与为微电网i中新能源j的最大功率与最小功率；

微电网i中储能的功率约束：

式中，和分别为微电网i中储能放电和充电功率的最大值；

同一时间段内同一储能不能同时进行充电与放电，则qS,i,dch与q_S,i,ch满足

q_S,i,dchq_S,i,ch＝0 (20)

步骤2，选取层间的一致性变量；

所述步骤2中，配电网通过输电线路与微电网群相连进行功率交换，配电网向微电网群的售电功率和购电功率为和微电网i向配电网的售电功率和购电功率为和定义和所有微电网向配电网的购电功率为共享变量，和所有微电网向配电网的售电功率为共享变量；

配电网层和微电网层独立优化，保证配电网向各个微电网的售电功率等于各个微电网向配电网的购电功率，引入一致性约束条件为

步骤3，提出指数罚函数方法；

所述步骤3中，引入指数罚函数：

式中，和是乘子，和是惩罚参数，e是欧拉常数，和的初始值为任意正数，按下式更新：

惩罚参数和给任意值；

步骤4，运用指数罚函数方法对分层系统进行一致性建模，对配电网调度分层系统进行协调优化；

所述步骤4中，考虑一致性约束(21)-(22)，则配电网层的优化模型变为min f_d(r_d)+π_dm

s.t.g_d(r_d)≤0 (29)

h_d(r_d)＝0

式中，min f_d(r_d)+π_dm代表公式(1)，g_d(r_d)≤0代表公式(2)-(3)，(5)-(8)，h_d(r_d)＝0代表公式(4)，再运用层内优化，使得系统达到最优。