[发明专利]一种基于负荷聚合商优选分级的配电网多重阻塞控制方法

权利要求书

1.一种基于负荷聚合商优选分级的配电网多重阻塞控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1、获取电网系统中的多条输电线路的信息，计算输电线路的线路阻塞风险指标，根据线路阻塞风险指标建立综合负荷转移分布因子模型；

S2、获取参与阻塞管理的所有负荷聚合商和电网系统发送的需求响应时段信息，根据负荷聚合商可靠度指标与综合负荷转移分布因子模型，采用灰色定权聚类对负荷聚合商进行分级；

S3、获取所有负荷聚合商对应的阻塞管理成本信息，将阻塞管理支出费用最小作为优化目标函数建立配电网阻塞管理优化模型，所述配电网阻塞管理优化模型根据负荷聚合商的分级结果，采用机会约束生成输电线路阻塞管理方案；

所述线路阻塞风险指标包括线路阻塞概率和线路阻塞功率百分比，线路阻塞概率的计算公式如下所示：

其中，E(p_k,t)为t时刻第k个输电线路的阻塞概率期望值，m_c为所有光伏出力场景中第k个输电线路发生阻塞的场景总数，N_s为光伏出力的场景总数；

线路阻塞功率百分比的计算公式如下所示：

其中，E(P_k,t)为t时刻第k个输电线路的阻塞功率百分比期望值，为第s个发送阻塞的场景中输电线路k上实际流过的有功潮流，P_max,k为第k个输电线路的可传输有功功率上限，且满足

所述综合负荷转移分布因子模型中计算综合负荷转移分布因子，具体的计算公式如下所示：

ω_k,t＝E(p_k,t)×E(P_k,t)

其中，Z_i,t为综合负荷转移分布因子，ω_k,t为表征t时刻第k个输电线路的阻塞风险程度的权重因子，l_c为所有发生阻塞的输电线路的总数，L_k-i为负荷转移分布因子；

所述负荷转移分布因子表示将负荷波动转移至输电线路的途径，计算公式如下所示：

L_k-i＝-G_k-i

其中，G_k-i为发电转移分布因子，m和n分别是输电线路k两端的节点号，X_mi和X_ni分别为节点电抗矩阵X中对应位置元素，x_k为第k个输电线路的电抗；

所述负荷聚合商可靠度指标包括阻塞管理有效性、阻塞管理贡献度和阻塞管理违约风险，具体的计算公式如下所示：

A₁＝|Z_i,t|

A₂＝P_i^max

其中，A₁为阻塞管理有效性，A₂为阻塞管理贡献度，A₃为阻塞管理违约风险，P_i^max为第i个负荷聚合商上报的用电负荷最大变动量，M_i为第i个负荷聚合商参与需求响应的总次数，c_i为第i个负荷聚合商的历史违约次数；

所述灰色定权聚类基于灰类评估体系，所述灰类评估体系中设有被评估单元集、评估指标集和评估灰类集，被评估单元集具体为需要进行优选的负荷聚合商，评估指标集具体为负荷聚合商可靠度指标，评估灰类集包括多个相应指标的灰类；

所述灰类评估体系通过评估指标集和评估灰类集计算得到灰色定权聚类系数，所述灰色定权聚类系数具体通过灰类白化权函数和综合聚类权重计算得到，通过计算每个负荷聚合商的最大灰色定权聚类系数从而确定负荷聚合商所属的灰类，所述灰色定权聚类系数的计算公式如下所示：

其中，为被评价的第i个负荷聚合商在第k个灰类上的灰色定权聚类系数，F^k为样本值的符合度矩阵，具体包括每个样本的灰类白化权函数，W＝[w₁,w₂,…,w_m]^T为综合聚类权重向量；

所述灰类白化权函数的函数形式如下所示：

其中，j为评估指标集中的负荷聚合商可靠度指标，k为评估灰类集的灰类；

灰类白化权函数具体包括下限测度白化权函数、中测度白化权函数或上限测度白化权函数，下限测度白化权函数的判定公式如下所示：

记为

中测度白化权函数的判定公式如下所示：

记为

上限测度白化权函数的判定公式如下所示：

记为

所述综合聚类权重通过主观权值和客观权值计算得到，具体计算公式如下所示：

其中，w_i为综合聚类权重，w_i′为主观权值，通过建立负荷聚合商可靠度指标两两比较的判断矩阵，求取判断矩阵的最大特征值对应的特征向量计算得到，为客观权值，计算公式如下所示：

其中，n为被评价负荷聚合商的数量，h_i为第i个指标的熵值，r_ij为样本数据；f_ij为第i个指标下第j个被评价负荷聚合商的贡献度；

所述步骤S3中配电网阻塞管理优化模型通过随机模拟的粒子群算法求解，优化目标函数具体如下所示：

其中，ρ_i为参与阻塞管理的第i个负荷聚合商的报价，ΔP_i为第i个负荷聚合商在需求响应过程中实际完成的负荷变动量，N为实际参与阻塞管理的负荷聚合商的总数；

所述机会约束的类型包括功率平衡等式约束、负荷聚合商集群响应优先级约束、线路有功潮流约束和负荷聚合商可控负荷资源约束，功率平衡等式约束的计算公式如下所示：

P_i^L＝P_i^before+ΔP_i

其中，N_P和N_L分别为电网系统内光伏发电数目和负荷节点数目，P_G为阻塞管理完成后配电网从上级电网中获得的功率，P_i^PV为第i台光伏发电的实际出力，P_i^L为阻塞管理完成后节点负荷的大小，P_i^before为第i个负荷聚合商所在节点阻塞管理前的用电负荷；

负荷聚合商可控负荷资源约束的计算公式如下所示：

|ΔP_i|≤P_i^max

负荷聚合商集群响应优先级约束的计算公式如下所示：

其中，η(v_j)表示优先级为j的负荷聚合商集群参与阻塞管理的二进制量，η(ν_j)＝1表示参与阻塞管理，M_j-1表示优先级为j-1的负荷聚合商集群内的负荷聚合商的总数，P_real,k和P_max,k分别为第k条输电线路的实际功率和最大功率；

线路有功潮流约束的计算公式如下所示：

Pr(P_real,k≥-P_max,k)≥α

Pr(P_real,k≤P_max,k)≥α

其中，α为预设的机会约束置信水平。