[发明专利]基于异步ADMM的输配电网分解协调无功电压控制方法

说明书

本发明提出一种基于异步ADMM的输配电网分解协调无功电压控制方法，属于电力系统的运行控制技术领域。该方法对包含一个输电网和多个辐射状配电网的电力系统建立输电网与配电网协同的无功电压控制模型。考虑到不同配电网的计算能力及通信条件相差较大的实际情况，本发明提出了一种电力系统中输电网与配电网之间的异步分布式迭代求解算法，实现输配协同的无功电压控制模型的分解协调计算。本发明中的无功电压控制模型的分解协调控制方法，具有良好的收敛速度，可以消除输配边界功率不匹配、电压越限等安全问题。本发明方法能够对输电网与配电网进行协调无功电压控制，消除安全风险，同时本发明对电力系统的协调效率高，利于实际应用。

技术领域

本发明涉及一种基于异步ADMM(交替方向乘子法)的输配电网分解协调无功电压控制方法，属于电力系统的运行控制技术领域。

背景技术

随着配网侧灵活性资源的急剧增多，如可再生能源的大量接入、可调度负荷的大量增多，配电网在整个电网架构中发挥着越来越重要的作用，输电网与配电网之间呈现出愈加紧密的耦合关系。传统的输电网和配电网无功电压控制独立开展，其缺点在于可能引起输配边界功率不匹配、电压越限等安全问题。因此，需要协调输电网和配电网进行联合的无功电压控制。然而，由于输电网和配电网分别由不同的调控中心独立运行，不同调控中心之间存在信息隐私等问题导致难以采用集中式优化控制方法。因此，需要输电网和配电网分解无功电压控制问题并协调边界变量，以达到全局最优解。

此外，不同配电网的计算能力以及通信条件相差较大，使得同步分布式算法面临通信时延而导致的模型收敛时间过长的问题；而异步分布式算法则可有效解决该问题，其允许不同配电网有不同的更新频率，在一定条件设定下，仍能保证算法的收敛性与最优性。然而，目前尚缺乏高效的异步分布式算法。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种基于异步ADMM的输配电网分解协调无功电压控制方法。本发明将输电网的无功电压控制与配电网的无功电压控制分解到各个电网独立求解，并通过输配电网之间边界信息的交换迭代，以获得与集中式无功电压等同效果的控制方法，且允许不同配电网与输电网之间交换迭代的频率不一，以有效应对实际不同配电网的计算能力和通信条件不等所带来的通信时延问题。本发明方法能够对输电网与配电网进行协调无功电压控制，消除安全风险。

本发明提出一种基于异步ADMM的输配电网分解协调无功电压控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)设定电力系统中含有一个输电网和若干个配电网，其中所述若干个配电网成辐射状；建立输电网与配电网协同的无功电压控制模型，该无功电压控制模型由目标函数和约束条件构成；具体步骤如下：

1-1)确定无功电压控制模型的目标函数，表达式如下：

式中，P_i^G为发电机组i的有功出力，为输电网中平衡节点发电机组的编号集合；

1-2)确定无功电压控制模型的约束条件；具体如下：

1-2-1)输电网无功电压控制约束条件，具体包括：

1-2-1-1)输电网中极坐标潮流约束：