[发明专利]一种考虑不确定性预算的三相不平衡配电网鲁棒动态重构方法

说明书

本发明公开了一种考虑不确定性预算的三相不平衡配电网鲁棒动态重构方法，本发明弥补了当前配电网重构技术对于配电网注入功率波动性和不确定性考虑的不足，建立了三相不平衡配电网鲁棒动态重构模型，考虑了注入功率多时段动态变化情况下不确定性对重构的影响，通过控制不确定性预算改变不确定集合范围，并分析了对鲁棒重构方案保守性和鲁棒性控制效果，为分布式电源高渗透率接入下智能配电网的重构技术提供理论支持。

技术领域

本发明涉及配电网技术领域，尤其是一种考虑不确定性预算的三相不平衡配电网鲁棒动态重构方法。

背景技术

随着可再生能源技术的快速发展，以风电和光伏为主的大量分布式电源(distributed generators，DG)接入配电系统，可以有效提高配电网的供电可靠性。但其灵活接入特点及其出力间歇性和波动性将大大增加配电网运行的不确定性因素，传统配电网重构技术面临巨大挑战。为此，需要在对配电网三相不平衡运行合理建模的基础上考虑DG和负荷注入功率的不确定性对重构的影响，从而提高配电网运行的安全性与经济性。

不同于输电网，中低压配电网线路不再进行三相整体循环换位，且用户侧负荷不均衡现象普遍存在，因此建立基于三相模型的配电网潮流计算、优化调度、分析决策模型已逐渐成为研究的主流。另外，配电网中线路电阻和电抗数值接近，有功功率和无功功率耦合性较强，传统的基于有功无功解耦的分析决策理论也难以在配电网中直接应用。综上，如何在三相有功无功耦合的模型基础上解决主动配电网的双向潮流、过电压、弃风(光)、支路功率拥塞、线路损耗等问题是配电网的运行管理中面临的挑战。

分布式电源出力的不确定性，反映到配电网重构模型计算中即线路潮流的不确定性。配电网不确定性潮流计算主要有概率潮流、模糊潮流和区间潮流。基于不确定潮流计算的配电网重构模型则主要分为模糊数模型、概率模型以及鲁棒模型。相比于概率模型和模糊数模型，以区间方法来描述配电网注入功率的不确定性，无需获得参数的先验具体分布，只需关注不确定变量的上下界信息，更具工程应用价值。但当前研究仍存在以下不足：由于实际网络中负荷和DG出力具有时变特性，若将现有的配电网鲁棒静态重构策略用于优化调整不同时刻的网络拓扑，不仅必须快速完成每一时刻的优化计算及网络重构以满足实时性要求，而且还需频繁地操作开关，影响配电网运行的安全性和经济性。此外，当前鲁棒重构模型均未考虑配电网三相不平衡运行的现状，将配电网简化为理想的三相平衡系统进行研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种考虑不确定性预算的三相不平衡配电网鲁棒动态重构方法，能够解决当前各相功率不平衡、线路参数不对称以及考虑注入功率不确定性问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种考虑不确定性预算的三相不平衡配电网鲁棒动态重构方法，包括如下步骤：

(1)在对每个时段内风力发电机组、光伏发电机组和负荷注入功率进行预测的基础上，并采用不确定性预算思想对注入功率的不确定集进行区间建模；

(2)基于Distflow支路潮流模型对三相线路参数不对称、三相功率不平衡的含分布式电源的配电网进行建模，建立考虑注入功率不确定性的配电网动态重构数学模型；

(3)使用最佳等距分段线性逼近的方法将步骤(1)得到的动态重构数学模型进行精度可控的高效线性化，并根据多面体形式的不确定集建立两阶段鲁棒动态重构模型；

(4)将步骤(3)得到的两阶段鲁棒优化模型分解为主问题与子问题，使用KKT条件和bigM方法将子问题转化为单一目标的优化问题，并进行迭代求解得到鲁棒动态重构方案。

优选的，步骤(1)具体为：

(a)建立风电机组注入功率不确定集模型；风电机组一天内出力的间歇性主要由当地风速变化造成，以Weibull分布为例模拟风速的概率密度函数表述如下：