[发明专利]一种基于模型预测控制的配电网有功无功协调调控方法

说明书

本发明公开了一种基于模型预测控制的配电网有功无功协调调控方法，步骤包括：1)根据优化目标和约束条件建立日前优化调控模型；2)对日前优化调控模型进行求解，制定日前配电网有功无功调控计划；3)以日前配电网有功无功调控计划为基准值，基于当前时刻配电网运行状态量测值，考虑当前和未来的运行约束条件，建立日内滚动校正阶段的预测模型和有功无功协调优化调控模型，求解未来有限时段的日内有功无功控制指令序列；4)执行第一个时刻的日内有功无功控制指令，时间窗口后移一个时间间隔，重复日内滚动校正优化过程。该方法在保证系统运行安全性的前提下降低系统运行成本，减少系统网络损耗，实现主动配电网运行效益的最大化。

技术领域

本发明属于配电网运行优化领域，涉及一种基于模型预测控制的配电网有功无功协调调控方法。

背景技术

随着大量分布式电源、柔性负荷、储能装置、无功补偿装置等设备接入配电网，传统配电网正在逐步演变为具有众多可调可控资源的主动配电网。分布式电源，尤其是可再生能源，其发电出力具有随机性，间歇性和波动性，且其预测精度较低，预测误差随时间增大而增大，给电网的调控带来极大挑战。主动配电网迫切需要寻求能更好应对可再生能源出力不确定性的调控方法，而模型预测控制(model predictive control，MPC)是解决这一问题的有效途径。

现有的研究虽然通过模型预测控制有效提升了配电网在应对可再生能源不确定性方面的能力，但皆只考虑了主动配电网的有功调度。配电网中有功功率和无功功率耦合性较强，基于传统有功无功解耦理论来分别对配电网进行有功优化和无功优化分析，是不够完整和全面的。从配电网运行经济性考虑，调节无功能降低网络损耗，间接提高经济效益；从配电网运行安全性考虑，通过调整配电网中的有功资源，也可起到调整系统电压，保证系统安全运行的作用。因此，无论从主动配电网运行的安全性还是经济性角度考虑，都有必要研究主动配电网的有功无功协调调度，在保证安全稳定的情况下实现主动配电网运行效益的最大化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：现有基于模型预测控制的主动配电网优化调度方法均只针对有功调度，并未考虑配电网中无功功率变化的影响，对于有功无功耦合性较强的配电网来说，不够完整和全面。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于模型预测控制的配电网有功无功协调调控方法，包括以下步骤：

步骤10)，日前阶段，建立配电网日前优化调控模型，该模型以配电网运行成本最小为优化目标，以潮流约束、配电网运行安全约束、分布式电源有功无功协调出力约束、柔性负荷约束以及无功补偿设备约束为约束条件；

步骤20)，对配电网日前优化调度模型进行求解，得到日前配电网有功无功调控计划，并将该计划提前下达；

步骤30)，日内阶段，每隔固定时间间隔，利用步骤20)求解得到的日前配电网有功无功调控计划，基于当前时刻配电网运行状态量测值，考虑当前和未来的运行约束条件，建立日内滚动校正阶段有限时段的预测模型和有功无功协调优化调控模型，对日前预测误差造成的日内实际计划偏离现象进行修正，求解未来有限时段的日内有功无功控制指令序列；

步骤40)，执行第一个时刻的日内有功无功控制指令，时间窗口后移一个时间间隔，重复日内滚动校正优化过程。

作为本发明的进一步向限定方案，步骤10)中，配电网日前优化调控阶段模型为：

minF^DA(U^DA)

s.t.G^DA(U^DA)≤0