[发明专利]考虑可靠性指标的交直流混合配电网最优潮流控制方法

权利要求书

1.一种考虑可靠性指标的交直流混合配电网最优潮流控制方法，其特征是，它包括以下内容：

1)快速潮流计算：

基于功率平衡建立节点总数是N∈[3,9999]的交直流混合配电网功率平衡方程：

公式(1)中，j＝1,2,...,N是节点序号；P_js为注入j节点的电源或负荷有功功率的代数和，Q_js为注入j节点的电源或负荷无功功率的代数和；P_j为其他节点注入j节点有功功率的代数和、Q_j为其他节点注入j节点无功功率的代数和；

公式(1)的求解方法采用牛顿拉夫逊法：对功率平衡方程进行泰勒级数展开并略去二次以上各项，得到交直流混合配电网潮流计算的牛顿拉夫逊法修正方程，矩阵形式表示如公式(2)；

公式(2)中，J为修正方程的系数矩阵，ΔP为各节点有功功率的不平衡量，ΔQ为各节点无功功率的不平衡量，ΔV为各节点电压幅值的修正量，Δθ为各节点电压相角的修正量；J矩阵中(2k₁-1)行(2k₁-1)列元素、2k₂行2k₂列的元素全部设置为数字1，其中，k₁＞0、k₂＞0分别是所有节点电压幅值和节点电压相角为固定值的节点编号；

2)优化建模：

依据公式(3)，将同一等级的电力电子变换器按额定容量比例分配，均衡电力电子变换器的热应力以优化其寿命；依据公式(4)进行计算，以均衡电力电子变换器热应力的可靠性指标；

①考虑可靠性指标的优化策略，

公式(3)、(4)中，为第i个电力电子变换器分配的有功功率基准值，P_ci为第i个电力电子变换器有功功率实际值，P_i^c为第i个电力电子变换器有功功率归一化值，C_i为第i个电力电子变换器的额定容量，P_c为同一级别电力电子变换器的有功功率总和，N^c为同一级别电力电子变换器的个数，P_de为电力电子变换器可靠性指标值，P_max、P_min分别为归一化后的电力电子变换器有功功率上限、下限值，N_pmax、N_pmin分别为超出归一化后的电力电子变换器功率上限、下限的个数；

②目标函数，

考虑可靠性指标和电压裕度指标，将目标函数中增加惩罚项，建立考虑可靠性指标的目标函数：

min{P_loss+M_vV_de+M_p∑P_de} (5)

公式(5)中，P_loss为交直流混合配电网总的有功功率损耗值，V_de为电压裕度指标，M_v＞0、M_p＞0为惩罚因子；公式(6)中，V_max、V_min分别为电压裕度上限、下限值，N_vmax、N_vmin分别为超出电压裕度上限、下限的个数；V_j是第j个节点电压幅值；

③约束条件，

等式约束：公式(1)；不等式约束：包括电源容量、功率上下限约束以及所有调控变量的上下限约束；

3)最优潮流控制：

针对公式(5)中最小化的目标函数，依据公式(7)进行决策变量的迭代求解，公式(7)中，优化的决策变量包括直流电源节点电压、有功功率，直流-直流变换器负载有功功率及出口侧电压，交流电源节点功率、电压幅值和无功功率补偿；z＞0是迭代次数，a＞0是第z次迭代中决策变量的个数，b＞0是第z次迭代中候选解的个数；p＝1,2,…,a是决策变量序号，q＝1,2,…,b是候选解序号，x_z,p,q为第z次迭代在第q个候选解中第p个决策变量的值，为第z次迭代在第q个候选解中第p个决策变量的新值，x_z,p,best为第z次迭代中b个候选解中第p个决策变量的最佳值，x_z,p,worst为第z次迭代中b个候选解中第p个决策变量的最差值，r_1,z,p、r_2,z,p为第z次迭代中第p个决策变量在[0,1]范围内设定的两个随机数，x_best为最佳解决方案的趋势，x_worst为最差解决方案的趋势，