[发明专利]考虑节点注入功率不确定性的主动配电网鲁棒重构方法

说明书

本发明公开了一种考虑节点注入功率不确定性的主动配电网鲁棒重构方法，在利用仿射数对分布式电源出力和负荷需求不确定性进行合理分析与建模基础上，建立了以综合考虑网络开关动作次数最少与网络有功损耗最低为目标函数，以兼顾网络安全运行为约束条件的主动配电网鲁棒重构模型。本发明弥补了当前配电网重构方案中忽略分布式电源出力间歇性以及电动汽车充电的不足，可为主动配电网下一步安全评估提供支撑。

技术领域

本发明涉及一种考虑节点注入功率不确定性的主动配电网鲁棒重构方法，属于主动配电网优化运行与控制技术领域。

背景技术

高渗透率光伏电站和风机等分布式电源(distributed generation,DG)的发电并网以及电动汽车(electric vehicles,EV)等主动负荷的规模化接入与应用，使得传统的单向辐射状配电网逐步转变为含多能源供电系统，必要时辅助以弱环状拓扑结构运行的主动配电网(active distribution network,ADN)。与此同时，分布式电源和主动负荷易导致配电网注入功率呈现较强的不确定性，传统配电网网络重构技术面临巨大挑战，研究不确定性对网络重构的影响是亟待解决的难题。为此，需要对多类型分布式电源和负荷其注入功率的不确定性进行合理分析与建模，并在网络重构模型中予以考虑，进一步提高主动配电网安全经济运行的可靠性。

一般而言，分布式电源出力和负荷需求的不确定性问题，反映到具体的配电网重构模型计算中即线路潮流所具备的不确定性。目前针对配电网的不确定性潮流计算主要有概率潮流、模糊潮流和区间潮流，而基于不确定潮流计算的配电网重构优化模型则主要分为概率模型、模糊数模型以及鲁棒模型，其中，相比于概率模型和模糊数模型而言，配电网鲁棒重构优化模型中以区间方法来描述配电网注入功率的不确定性问题，无需获得参数的先验具体分布情况，只需关注各不确定变量的上下界信息即可，故其工程应用价值更大。

目前国内外在考虑节点注入功率不确定性的主动配电网鲁棒重构技术方面已经开展了诸多研究工作，但大多数研究工作中在对网络中注入功率区间数的选取具有一定主观能动性，没有对其上下限进行合理建模分析，且所建立的主动配电网鲁棒重构模型中没有考虑到一类重要的负荷-电动汽车的充电负荷建模问题。此外，在对模型中非线性变量进行线性化松弛操作时所采用的分段线性方法精度较低。

发明内容

本发明为克服传统配电网重构技术以及现有主动配电网鲁棒重构技术的不足之处，对主动配电网鲁棒重构模型进行更为精准化地分析与表述，对模型中光伏发电、风机发电以及电动汽车充电等不确定性物理量的上下限进行合理地选取，并以仿射数的形式添加到主动配电网鲁棒模型中，为使线性松弛后的数学模型尽可能精确，引入基于最佳等距思想的分段线性逼近方法对原目标函数进行线性松弛。本发明可用于弥补当前配电网重构方案中忽略分布式电源出力间歇性以及电动汽车充电的不足，可为主动配电网下一步安全评估提供支撑。

为了解决上述技术问题，本发明提供了考虑节点注入功率不确定性的主动配电网鲁棒重构方法，包括以下步骤：

(1)采用仿射数对节点注入功率的不确定性问题进行合理地建模与分析，该节点注入功率的不确定问题包括光伏发电、风力发电和电动汽车随机充电；

(2)在步骤(1)的基础上，建立以综合考虑网络开关动作次数最少与网络有功损耗最低为目标函数，以兼顾网络安全运行为约束条件的主动配电网鲁棒重构模型，该约束条件包括节点注入功率平衡约束、支路最大容量约束和辐射状网络拓扑约束；

(3)引入基于最佳等距思想的分段线性逼近方法对主动配电网鲁棒重构模型的目标函数松弛为线性可解形式，并且根据对偶定理将主动配电网鲁棒重构模型进一步等效转化为双层混合整数线性规划问题；

(4)采用列约束生成算法对转化后的主动配电网鲁棒重构模型进行分解求解，获得主动配电网最优重构方案。

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：