[发明专利]基于凸差规划的配电网分布式电源最大接入能力计算方法

说明书

基于凸差规划的配电网分布式电源最大接入能力计算方法：输入配电网结构及参数，设置计算精度、初始惩罚系数及迭代次数；依据配电网结构及参数，考虑系统中分布式电源的接入能力最大，建立分布式电源最大接入能力计算模型；对最大接入能力计算模型中非线性约束条件，通过线性化和二阶锥松弛，转化为二阶锥规划模型，并求解，得到分布式电源最大接入能力计算模型的初始解；对二阶锥规划模型中引入凸差不等式并进行线性化，并更新目标函数，在目标函数中增加惩罚项，转化为凸差规划模型；凸差规划模型进行求解，并判断是否满足收敛条件；更新迭代的惩罚因子，再次求解；输出结果。本发明在计算速度上有较大地提升，可以快速获得分布式电源的最大接入方案。

技术领域

本发明涉及一种有源配电网中分布式电源最大接入能力计算方法。特别是涉及一种基于凸差规划的配电网分布式电源最大接入能力计算方法。

背景技术

新能源和可再生能源通过分布式的方式广泛、高密度地接入配电网中，在满足电网能量需求的同时，因其运行特性受环境影响较大且具有明显的随机性和波动性，给配电网的运行和控制带来了诸多问题，其中双向潮流和电压越限问题尤为严重。而且分布式电源的出力与负荷往往呈现负相关性，导致配电网电压和功率在一定范围内出现很大的波动。因此，分布式电源最大接入能力分析对于保证配电网的安全可靠运行，以及实现可再生能源利用率的最大化和效能的最优化具有重要的作用。

分布式电源接入配电网后，由于其不断向电网送电，会造成节点电压的升高或是支路容量的越限，从而限制了配电网对分布式电源的消纳能力。传统的配电网运行优化策略主要通过电容器组的投切和有载调压变压器分接头的调整等办法来解决，但受限于调节速度慢和难以实现连续调节的问题，无法进一步提高分布式电源的最大接入能力。智能软开关(Soft Open Point，SOP)是取代传统联络开关的一种新型智能配电装置，能够精准控制其传输的有功潮流，并为配电网提供一定的无功支撑，改善馈线电压水平，提高分布式电源的最大接入能力。考虑分布式电源的波动性以及智能软开关的调节作用，提出一种分布式电源最大接入能力分析方法，在保障配电网安全可靠运行的前提下，实现分布式电源的最大接入。

对于考虑分布式电源波动性和智能软开关调节作用的分布式电源最大接入能力分析问题，其数学本质是大规模非线性规划问题。对于这类非线性数学优化问题，已经提出和发展了多种优化方法，主要包括：1)传统数学优化方法，其中包括解析法、原始对偶内点法等；2)启发式算法，其中包括遗传算法、粒子群算法等。传统数学优化方法虽然理论上可进行全局寻优，但在实际处理大规模非线性问题时会存在“维数灾”问题，计算时间往往呈现爆炸式激增；启发式算法在时间复杂度方面要求有一个多项式时间界，计算速度较快，但只能得到局部最优解，无法保证解的全局最优性。所以传统数学优化方法、启发式算法对于求解这类问题，速度或精度不能同时满足要求。因此，需要一种准确、快速求解上述优化问题的模型与算法。

二阶锥规划是线性规划与非线性规划的推广，因凸锥所具有的优美的几何结构和特殊的处理方式，能够实现优化问题的快速收敛。为了实现分布式电源最大接入能力分析问题的准确求解，通过添加凸差不等式实现锥松弛的精准性，形成基于二阶锥的凸差规划方法。与其他常见算法相比，基于二阶锥的凸差规划方法在满足计算精度的前提下，大大地减轻了繁重的计算压力，在计算速度和内存占用上都有较大的优势。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种可以快速获得分布式电源的最大接入方案的基于凸差规划的配电网分布式电源最大接入能力计算方法。

本发明所采用的技术方案是：基于凸差规划的配电网分布式电源最大接入能力计算方法，包括如下步骤：

1)输入配电网结构及参数，包括线路参数、负荷水平、网络拓扑连接关系，分布式电源的接入位置，智能软开关的接入位置、容量及参数，分布式电源及负荷的日运行特性预测曲线，系统运行电压水平和支路电流限制，系统基准电压和基准功率，设置计算精度ε、初始惩罚系数ρ⁽¹⁾及迭代次数k＝1；