[发明专利]基于电力电子变压器的交直流配电网日前优化调度方法

权利要求书

1.一种基于电力电子变压器的交直流配电网日前优化调度方法，其特征在于，首先建立基于PET的交直流混合配电网运行优化的数学模型，然后求解基于PET的交直流混合配电网运行优化的数学模型，所述建立基于PET的交直流混合配电网运行优化的数学模型，包括：以使交直流混合配电网总损耗最小，即线路损耗和PET损耗之和最小为目标函数，以交直流电网潮流约束、PET稳态运行约束、系统安全运行约束、分布式电源运行约束、储能装置运行约束和交流配电网三相电压不平衡约束为约束条件；其中，

所述的交直流电网潮流约束，包括：

(a)交流配电网潮流约束

对交流配电网中节点j的约束：

对交流配电网中支路ij的约束：

式中：为A、B、C三相；集合u_ac(j)为交流配电网中以j为末端节点的支路的首端节点集合；集合v_ac(j)为电网中以j为首端节点的支路的末端节点集合；为t时刻i节点的各相电压幅值；分别为t时刻支路ij首端三相有功功率和无功功率；分别为t时刻支路jk首端三相有功功率和无功功率；和分别为t时刻节点j的三相有功功率和无功功率净注入值；分别为t时刻节点j上所连接的三相变电站有功输出、三相分布式电源有功功率、三相储能放电功率、三相储能充电功率、三相负荷有功功率；分别为t时刻节点j上所连接的三相变电站无功输出、三相分布式电源无功功率、三相静止无功补偿装置连续补偿功率、三相负荷无功功率；分别为计及三相线路自阻抗和互阻抗的支路电阻和电抗；

(b)直流配电网潮流约束

对直流配电网中节点j的约束：

对直流配电网中支路ij的约束：

式中：集合u_dc(j)为直流配电网中以j为末端节点的支路的首端节点集合；集合v_dc(j)为直流配电网中以j为首端节点的支路的末端节点集合；为t时刻i节点的电压；为t时刻j节点的电压；为t时刻支路ij首端有功功率；为t时刻支路jk首端有功功率；为t时刻节点j的有功功率净注入值；分别为t时刻节点j上所连接的分布式电源有功功率、储能放电功率、储能充电功率、负荷有功功率；r_ij为直流线路电阻；

所述的PET稳态运行约束表示如下：

其中，

c1∈{中压交流端口，低压交流端口}

c2∈{中压直流端口，低压直流端口}

式中：为A、B、C三相；为t时刻PET的c1端口的各相有功功率，为t时刻PET的c1端口的各相无功功率；为t时刻PET的c1端口的各相有功损耗；为t时刻PET的c2端口的有功功率，为t时刻c2端口的有功损耗；为损耗系数；分别为c1、c2端口的容量限制；

所述的系统安全运行约束表示如下：

(a)交流配电网运行安全约束：

建立交流线路节点电压和支路电流的机会约束如下：

式中：分别为交流节点i各相电压幅值上下限值；为交流支路ij各相电流幅值上限值；和分别为t时刻节点i各相电压和支路ij电流幅值；P_r()表示不等式约束成立的概率；p_U、p_I分别为电压、电流的预设的置信水平值；

(b)直流配电网运行安全约束：

建立直流线路节点电压和支路电流的机会约束如下：

式中：分别为交流节点i电压幅值上下限值；为交流支路ij电流幅值上限值；和分别为t时刻节点i电压和支路ij电流幅值；P_r()表示不等式约束成立的概率；p_U、p_I分别为电压、电流的预设的置信水平值；

所述的储能装置运行约束包括：

(a)储能的电量约束如下：

式中：为t时刻直流节点i上所连接的储能的电量；和分别为t时刻直流节点i上所连接的储能的充电功率和放电功率；η_charge和η_discharge分别为充电效率、放电效率；Δt为调度时间间隔；为直流节点i上所连接的储能的本周期初始电量；为t+1时刻直流节点i上所连接的储能的电量；为T时刻直流节点i上所连接的储能的电量，T为一个调度周期；

(b)充放电功率约束和调度周期内充放电次数约束如下：

式中：和分别为直流节点i上所连接的储能的充放电功率；和分别为直流节点i上所连接的储能的充放电功率上限；为二进制变量，1表示t时刻直流节点i上所连接的储能充电，0表示不充电；为二进制变量，1表示t时刻节点i上所连接的储能放电，0表示不放电；为二进制变量，1表示t+1时刻直流节点i上所连接的储能充电，0表示不充电；为二进制变量，1表示t+1时刻节点i上所连接的储能放电，0表示不放电；T为一个调度周期；考虑到任何一个时刻储能的充放电不能同时进行，引入约束，即表示任何一个时刻储能只能处于充电、放电、不充不放3种状态之一，而不存在既充电又放电的物理不可行现象；λ^max表示充放电次数的上限；

(c)储能荷电状态约束如下：

式中：为直流节点i上所连接的储能电量；为直流节点i上所连接的储能电量限值，考虑到储能装置的使用寿命，将其实际使用范围设定为20％至90％。