[发明专利]一种混合交直流配电网协调优化方法

说明书

本发明涉及一种基于二阶段随机规划的混合交直流配电网协调优化方法，建立了考虑风电出力不确定性的混合交直流配电网两阶段随机规划调度模型。首先，建立混合配电网中交流网络、直流网络及电压源型换流器的潮流模型；然后，结合场景生成及削减技术构建描述风电实时出力不确定特性的精简场景集；最后，建立基于二阶段随机规划的混合交直流配电网优化模型，将上述非线性优化问题转化为混合整数二阶锥规划问题进行求解。本发明可以应用于含风电机组、换流站及储能装置的混合交直流配电网调度决策制定，有利于提高不确定运行环境下调度方案的有效性。

技术领域

本发明涉及混合交直流配电网协调优化技术领域，更具体地说，涉及一种混合交直流配电网协调优化方法。

背景技术

目前，对于分布式电源出力不确定性导致的配电网运行损耗增加及运行可靠性降低的问题，需研究不确定运行条件下融合多种主动调控措施的混合配电网协调优化方法。仅考虑分布式电源出力的日前预测值制定配电网调度计划，其系统决策有效性受到质疑，此外，作为未来智能配电网发展的新趋势，混合交直流配电网中不同类型无功电压设备，交/直流换流站及储能系统的有效统筹协调控制有待进一步探究，以促进配电网的可再生能源消纳和灵活可靠供电。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种基于二阶段随机规划的混合交直流配电网协调优化方法，将混合交直流配网中的无功电压设备、交/直流换流站及储能系统进行协调优化调度，结合二阶段随机规划模型得出的调度决策，提高不确定运行环境下调度方案的有效性和可靠性，并提高其对可再生能源的消纳水平。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

设计一种基于二阶段随机规划的混合交直流配电网协调优化方法，该方法包括以下步骤：

步骤1)，建立混合配电网中交流网络、直流网络及电压源型换流器的潮流模型；

步骤2)，结合场景生成及削减方法构建描述风电实时出力不确定特性的精简场景集；

步骤3)，结合步骤1)和2)构造的混合配电网潮流模型和风电精简场景集，建立基于二阶段随机规划的混合交直流配电网优化模型；

步骤4)，结合线性化方法和二阶锥松弛方法，将步骤3)中混合交直流配电网基于二阶段随机规划的非线性优化转化为混合整数二阶锥规划；

步骤5)，在Matlab平台下采用CPLEX求解器求解步骤4)中基于混合整数二阶锥规划的调度模型得出其调度方案，提高不确定运行条件下混合交直流配电网调度决策的有效性。

在上述方案中，所述步骤1)具体包括以下步骤：

步骤1-1)，建立混合交直流配电网中交流网络的潮流模型，

公式(1)中，上标AC表示交流支路集合，下标AC表示交流网络中节点集合；t为调度时刻；k(i,；)表示支路k以节点i为起点；l(:,i)表示支路l以节点i为末节点；r_l和x_l为支路l的电阻和电抗；和分别为节点i的注入有功功率和无功功率；和分别为支路k的线路电流，传输的有功功率和无功功率；和分别为节点j和i的电压；和分别表示节点i的电压下限和上限值；表示交流支路k的最大传输功率；

步骤1-2)，建立混合交直流配电网中直流网络的潮流模型，

公式(2)中，上标DC表示直流支路集合；下标DC表示直流网络中节点集合；表示节点i的注入有功功率；和分别表示支路k的线路电流和传输有功功率；和分别表示节点i的电压下限和上限值；分别表示直流支路k的最大传输功率；