[发明专利]基于模型预测控制的主动配电网动态虚拟集群划分方法

权利要求书

1.一种基于模型预测控制的主动配电网动态虚拟集群划分方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，构建基于MPC的主动配电网动态虚拟集群划分优化模型，包括集群划分优化目标函数以及优化约束，其中目标函数包括滚动优化目标函数和反馈校正目标函数，优化约束为集群供电率约束；

步骤2，基于配电网结构利用枚举法确定所有可能的集群划分方案，并剔除不可行方案；

步骤3，分别以滚动优化时间周期和反馈校正时间周期作为时间段划分依据，获取未来时间段内各时间周期的主动配电网潮流、分布式能源出力及负荷信息；

步骤4，以滚动优化时间周期作为时间段划分依据，结合集群供电率约束和滚动优化目标函数，进行集群供电率约束校验、滚动优化，确定未来第一个滚动优化时间周期内的集群划分方案；

步骤5，以反馈校正时间周期作为时间段划分依据，结合反馈校正目标函数，在未来第一个滚动优化时间周期内对滚动优化得到的集群划分方案在每个反馈校正时间周期进行一次反馈校正，确定未来第一个滚动优化时间周期内每个反馈校正时间周期的集群划分方案；

步骤6，重复步骤3-5，完成后续时间的集群划分。

2.根据权利要求1所述的基于模型预测控制的主动配电网动态虚拟集群划分方法，其特征在于，步骤1中，基于MPC的主动配电网动态虚拟集群划分优化模型具体为：

(1)滚动优化目标函数C_roll，表示为：

式中，t₀为集群划分滚动优化的初始时刻，ΔT为一定时间周期，M为时间周期个数，C₁为集群供电独立性目标函数，C₂为集群间功率不平衡目标函数，C₃为控制维度目标函数，C₄为集群划分结果变化目标函数，分别描述如下：

a、集群供电独立性目标函数

首先定义供电率g如下：

式中，P_DGi为节点i的DG发电量，P_Ldi为节点i的有功负荷，N为节点个数；

然后定义集群供电独立性目标函数为：

式中，N_p为集群数；g_p为第p个集群的供电率，W₁为供电独立性权重系数，用于统一供电独立性和通信成本的量纲；

b、集群间功率不平衡目标函数C₂

定义功率不平衡目标函数为：

式中，P_q、Q_q是第q条集群间线路上的有功还有无功；k为集群间线路数量；W_2P、W_2Q分别为集群间有功功率交换权重系数和无功功率交换权重系数；

c、控制维度目标函数C₃

定义控制维度目标函数为：

C₃＝W₃*max(n_p)p＝1,2，...，N_p 式(5)

式中，W₃为控制维度权重系数；n_p为第p个集群的节点数；

d、集群划分结果变化目标函数C₄

定义集群划分结果变化目标函数为：

式中，W₄为集群划分结果变化权重系数；k_max为集群间线路最大可能值；num_q(t)为t时刻第q条集群间线路的编号；

(2)虚拟集群划分反馈校正目标函数C_fd

定义虚拟集群划分反馈校正目标函数为：

相比于式(6)，式(7)为集群划分相比于上个反馈校正周期Δt的变动，而式(6)为相比于上个滚动优化周期ΔT的变动，在各个阶段，通过对比目标函数的大小，来从各个可能的集群划分方案中选出最优的集群划分方案；

(3)集群划分优化约束

定义供电约束如下：

g_p≥g_min, p＝1,2,...,N_p 式(8)

式中，g_p为第p个集群的供电率，g_min为集群供电率下限。