[发明专利]一种基于多端SOP的柔性互联配电网多级动态重构方法

说明书

本发明提供一种基于多端SOP的柔性互联配电网多级动态重构方法，该方法考虑多端SOP的潮流分布改善能力，建立考虑多端SOP的重构级别决策模型，对各变电站、各变压器子区域系统的重构级别变量进行优化决策；基于级别识别结果，以弃光、失负荷、网损、开关动作成本最小为优化目标建立多级动态重构模型；针对多端SOP柔性互联馈线参与的多级重构进行网架拓扑更新，提出SOP多端多级动态重构分布式优化框架，通过多端SOP有功功率传输约束对各端进行协调，并利用交替方向乘子法进行全局协调与迭代求解，实现SOP多端多级动态重构的分布式优化求解。通过本发明，可以减小柔性互联配电网集中式动态重构模型的求解难度。

技术领域

本发明涉及配电网动态重构领域，具体是一种基于多端SOP的柔性互联配电网多级动态重构方法。

背景技术

在“双碳”目标及新型电力系统建设背景下，传统配电网网架结构已经无法满足新型配电系统灵活互联的形态特征需求，连接不同变电站供电馈线的多端SOP和联络开关并存是传统配电网向新型配电系统高级形态演变的必然发展阶段。多端SOP能够实时精准控制来自不同变电站的馈线传输有功并提供无功支撑，相比于传统变电站级联络开关显著提高了变电站级潮流转移能力，增强了网架结构灵活性。同时，应源侧低碳化发展，大量分布式光伏散式接入配电网。然而，高比例分布式光伏与负荷需求的差异化分布导致了配电网的源-荷不平衡发展，带来弃光、失负荷问题。多端SOP与开关重构的潮流分布改善能力是解决上述挑战的一条有效路径，但包含多端SOP的大规模配电网全局动态重构仍然面临时间复杂性和空间复杂性并存的问题，多条馈线柔性互联也无法契合传统多级动态重构方法在变电站层级的重构模型降维。因此，对馈线联络开关、变压器联络开关与多端SOP进行协调优化，研究适用于多端SOP柔性互联的大规模配电网多级动态重构方法具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是柔性互联配电网多级动态重构方法，该方法通过多端SOP和联络开关的协调优化来响应各层级净负荷灵活性需求，通过SOP多端多级重构的分布式优化实现全局动态重构模型的降维求解，可以应用于源-荷不平衡发展下的柔性互联配电网优化运行。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种基于多端SOP的柔性互联配电网多级动态重构方法，包括以下步骤：

(1)考虑多端SOP的潮流分布改善能力，建立考虑多端SOP的重构级别决策模型，对各变电站、各变压器子区域系统的重构级别变量进行优化决策，并基于重构时段划分得到分时段重构级别识别结果；

(2)基于步骤(1)得到的分时段重构级别识别结果，以弃光、失负荷、网损以及开关动作成本最小为优化目标建立多级动态重构模型；

(3)针对非多端SOP柔性互联馈线参与的子区域多级动态重构模型，采用商业求解器CPLEX直接进行求解，获得对应子区域的开关动作方案；

(4)针对多端SOP柔性互联馈线参与的多级动态重构模型进行网架拓扑更新，建立包含多端SOP的大规模子区域系统动态重构分布式优化问题，提出SOP多端多级动态重构分布式优化框架，通过多端SOP有功功率传输约束对各端进行协调，并利用交替方向乘子法对SOP多端多级动态重构进行全局协调与迭代求解，从而实现SOP多端多级动态重构问题的分布式优化求解，获得对应区域的开关动作方案；

(5)综合步骤(3)和步骤(4)的优化结果，得到全网的全时段开关动作方案，通过联络开关和多端SOP的协调优化减小源-荷不平衡发展下的弃光、失负荷量。

进一步的，所述步骤(1)的考虑多端SOP的重构级别决策模型中，各变电站子区域和变压器子区域在各时段所需的重构级别根据自身净负荷特征进行决策，使得不同变电站、变压器的实际重构级别将存在一定差异，针对净负荷的空间灵活性需求，通过优先实施馈线级重构来弥补SOP潮流调整能力的不足。

进一步的，所述考虑多端SOP的重构级别决策模型的目标函数如下：