[发明专利]一种计及交流潮流的柔性配电网运行域观测方法

说明书

本发明涉及一种计及交流潮流的柔性配电网运行域观测方法，其技术特点是：基于所要观测的柔性配电网参数，计算柔性配电网的最大负荷能力；选择观测柔性配电网运行域在二维或三维子空间的断面，确定断面两个节点或三个节点的功率作为观测变量；设置逐点逼近法的步进值以及观测区间；根据最大负荷能力确定逐点逼近法的初始点；基于交流潮流计算模块和逐点逼近法计算一系列离散边界点；利用最小二乘法，将离散边界点拟合为近似的直线/平面或曲线/曲面，得到柔性配电网运行域断面。本发明可以观测到基于交流潮流的FDN运行域边界，相比于基于直流潮流的线性的域边界更加精确，同时基于最大负荷能力设置初始点，可以提高计算所观测边界的速度。

技术领域

本发明属于配电网调度与运行技术领域，尤其是一种计及交流潮流的柔性配电网运行域观测方法。

背景技术

柔性软开关(Soft Open Points,SOP)是一类电力电子设备的总称，SOP可以提供动态、连续的功率调节能力并且限制闭环运行配网的短路电流。有关文献提出了柔性配电网(Flexible Distribution Networks,FDN)的概念，其定义为含有多个SOP闭环运行的具有灵活功率调控能力的配电网。安全性是FDN运行的主要目标。配电安全域被定义为状态空间中所有满足安全准则的工作点的集合。相比于一次只对单一状态分析的“逐点法”，域方法有如下优点：1)离线计算全局的安全边界并且在线应用；2)可以量化工作点在域中的相对位置，因此时序问题可以通过分析工作点变化路径解决；3)边界可以由超平面联立表达，有利于解决FDN中的不确定性分析问题。

配电安全域方法自2012年首次提出后，其研究已经涉及到模型、算法、拓扑性质、应用等多个方面。相比于安全域，运行域是更侧重刻画配电网再正常运行状态下的极限能力边界，而安全域面向在N-1故障后的供电恢复场景。相关文献提出了风电场的运行域的概念，但是场景是110kV及以上输电网，其安全性问题与配电网有本质不同。有些文献提出了考虑分布式电源和微电网的配电网运行域，但是不能适用于柔性配电网，还有文献提出了柔性软开关SOP的运行域，但是这个域的对象是一个器件的控制理论，其基于SOP有功无功四象限运行的概念，与柔性配网整体调度运行的域方法完全不同。

专利文献(专利名称为一种配电网安全域的全维观测方法，申请号：201710706170.5)提出了配电安全域的全维观测方法，但其观测的边界本质是多个维度安全裕度的雷达图，不能反映网络结构对应的安全性。专利文献(名称为一种构建柔性配电网的安全域模型的方法，申请号：201710657597.0)能够构建了柔性配电网的安全域，但是该专利存在如下问题：1)所针对场景是FDN在N-1故障后的供电恢复场景，不能刻画FDN正常运行状态下的极限能力边界；2)没有计及精确的交流潮流计算，仅仅是基于直流潮流的线性方程的几何投影，边界精度较低，无法真正支撑域方法在FDN调度控制中的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种计及交流潮流的柔性配电网运行域观测方法，能够精确观测FDN在正常运行状态下的交流潮流运行域，为开发基于域的FDN安全高效运行方法、挖掘FDN的安全特征提供技术基础。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种计及交流潮流的柔性配电网运行域观测方法，包括以下步骤：

步骤1、基于所要观测的柔性配电网参数，计算柔性配电网的最大负荷能力，得到柔性配电网的最大负荷能力向量；

步骤2、选择观测柔性配电网运行域在二维或三维子空间的断面，确定二维或三维断面两个节点或三个节点的功率作为观测变量；

步骤3、设置逐点逼近法的步进值以及观测区间；

步骤4、根据最大负荷能力确定逐点逼近法的初始点；

步骤5、基于交流潮流计算模块和逐点逼近法计算一系列离散边界点；