[发明专利]计及不同主体的含PET交直流混合微网双层控制方法

说明书

本发明公开了一种计及不同主体的含PET交直流混合微网双层控制方法，所述方法包括：建立交直流混合微网的双层优化模型，包括含PET交直流混合微网模型、双层优化调度模型；通过KKT将双层优化模型等效转化为单层模型进行求解；在微网中DG出力最大值大于或者小于负荷值时，采用双层优化方法，解决不同主体的利益冲突问题，减少上级电网负荷节点的功率波动以降低系统运行成本。本发明解决了含PET的交直流混合系统在微网中DG出力与负荷值不匹配时的优化调度问题，引入了双层优化方法，计及了不同的主体的利益，并通过Karush‑Kuhn‑Tucker方法对研究不同主体利益诉求的含PET交直流混合微网优化调度具有重要意义。

技术领域

本发明涉及交直流混合微网领域，尤其涉及一种计及不同主体的含PET(电力电子变压器)交直流混合微网双层控制方法。

背景技术

经济社会发展离不开持续有效的能源供给。预计到2035年，中国能源需求将占世界能源需求总量的24％，并继续保持高速增长，能源紧缺和经济发展间的矛盾日益尖锐，能源问题成为中国可持续发展的首要问题。全力提升能源利用效率是实现可持续发展的必经之路，而分布式能源已成功实现商业化利用，并且是综合效率最高的一种利用方式，因此大力发展分布式能源对提高我国能源利用效率意义重大。

分布式能源接入电网分为交流接入和直流接入两种类型。直流接入相比交流接入方式，不需要直流和交流之间的变换，可以节省其之间的换流过程，一方面节约了换流设备的成本，与原有结构相比减少了损耗；另一方面，直流接入电网不需要再考虑交流接入方式中相位与频率的同步，理论上可使系统的可控性和可靠性得以增强。由于上述原因，直流接入方式逐渐得到了越来越多的关注，被认为是分布式能源理想的接入形式。然而，考虑到电力系统的历史发展，在现阶段，电网的主要形式还是交流网，想在短期内把电网全部改为直流不太可能，分布式能源并网的主要形式还是交流形式，因此，交直流并存的混合结构将会是以后很长一段时期的主要系统形式。

对于大规模的分布式能源接入电力系统，并不是简单的将其和系统相连便可以实现，由于分布式能源受太阳能、风能各种条件的约束，其发电具有间歇性，大量接入会对电力系统造成扰动，而以目前电网的柔性调控和互联互济能力，还不足以很好地解决上述问题，因此阻碍了分布式能源的大规模接入，造成了弃风弃光现象。电力电子变压器(PowerElectronic Transformer,PET)具有灵活的功率调控能力，可将PET应用于含分布式能源的交直流混合系统中来解决上述问题。PET是在高频变压器的基础上，增加了电力电子变换电路，通过电力电子器件与高频变压器相结合来实现其功能，由于PET同时具有交流接口和直流接口，使其具有变压、隔离和能量传输功能，可以作为“电能路由器”，实现对端口处的能量协调管理。基于PET等柔性设备构建的交直流混合系统，可改善电网结构，提高可再生能源接入灵活性；增强电网应对不确定性的快速调控能力，实现多类型可再生能源协调互补消纳；减少变换环节，提高能源利用效率。

当前国内外团队针对交直流混合系统的优化运行，已提出了一系列的优化方法，然而，交直流混合系统面临的运行方式、网络约束与控制对象更为复杂，优化调度受到大量不确定性、多维优化变量和运行约束的影响，且彼此具有明显的多时间尺度差异性，增加了系统整体的优化运行难度，相关问题还远没有得到完全解决。尽管新型电力电子设备的应用，为可再生能源的充分消纳和高效利用提供了新的调控手段，但当前还缺乏将此类设备用于系统级优化调度的模型，其柔性调节能力无法得到充分利用。

发明内容

本发明提供了一种计及不同主体的含PET交直流混合微网双层控制方法，当PET各个端口为不同主体时，各个主体均以自身利益最大化为目标，系统无法进行整体的优化调度以协调各主体运行的经济性，本发明引入双层优化方法，并通过Karush-Kuhn-Tucker方法进行求解，解决了PET不同端口主体产生利益冲突时的优化问题，详见下文描述：

一种计及不同主体的含PET交直流混合微网双层控制方法，所述方法包括：