[发明专利]数据驱动的多智能软开关分区协同自适应电压控制方法

权利要求书

1.一种数据驱动的多智能软开关分区协同自适应电压控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)根据选定的有源配电网，输入系统基本参数信息，包括：智能软开关的接入位置、容量和有功/无功出力功率上限，节点电压参考值，控制误差精度，控制器伪雅可比矩阵初始值，起始时刻为t₀，优化控制总时长为T，当前时刻t＝t₀，预测域时间间隔ΔT＝sΔt，控制域时间间隔Δt，控制时移步数k＝1；

2)依据步骤1)给出的有源配电网，在优化时段[t，t+sΔt]内，调节智能软开关有功传输功率及两端口无功出力水平，分别获取配电网各个节点电压和有功无功功率量测的变化量，计算有源配电网节点间伪电气距离，以各个智能软开关接入节点为聚类中心，采用聚类密度峰方法进行节点聚类，确定各智能软开关的有效调节区域；

3)依据步骤2)确定的各智能软开关的有效调节区域，定义靠近源节点的区域为上游区域，靠近支路末端的区域为下游区域，判断各区域的电压控制误差和相邻分区的边界迭代收敛误差的最大值是否满足精度要求，若满足则转到步骤6)，若不满足则转到下一步；

其中所述的各区域的电压控制误差和相邻分区的边界迭代收敛误差表示为：

式中，R₁表示各区域的电压控制误差，X[t]和X[t-Δt]表示t时刻和t-Δt时刻智能软开关出力，Y^ref表示各区域电压和净负荷参考向量，表示t+Δt时刻各区域电压和净负荷估计向量，R₂表示相邻分区的边界迭代收敛误差，r_p表示边界功率迭代收敛误差，r_v表示边界电压迭代收敛误差，和分别表示t时刻区域a、区域b的边界线路l传输的有功功率，和分别表示t时刻区域a、区域b的线路l传输的无功功率，分别表示t时刻区域a、区域b的边界节点m、边界节点n的电压；

4)在控制时段[t，t+Δt]内，以上游区域电压偏差和网络损耗最小为目标，建立上游区域数据驱动的智能软开关自适应电压控制模型，采用梯度下降法求解智能软开关自适应电压控制模型得到智能软开关自适应电压控制策略，并下发到上游区域智能软开关，获取各区域节点电压量测，将边界节点电压量测与边界支路有功、无功功率量测作为边界信息传递给下游区域；其中，

所述的以上游区域电压偏差和网络损耗最小为目标J′(X_a[t],X′_a[t])表示为：

式中，X_a[t]和X_a[t-Δt]分别表示t时刻和t-Δt时刻区域a中智能软开关出力向量，X′_a[t]表示辅助变量，表示区域a中边界节点n的电压参考值，和分别表示t-Δt时刻下游区域b传递的边界有功和无功功率，表示t+Δt时刻区域a的边界节点n的电压估计值，λ表示权重系数，表示区域a中电压和净负荷参考向量，表示t+Δt时刻区域a中电压和流入功率估计值向量，和分别表示t+Δt时刻区域a中节点电压和流入功率估计值，和分别表示区域a中节点电压和净负荷参考值；

所述的上游区域数据驱动的智能软开关自适应电压控制模型表示为：

式中，Y_a[t]和分别表示t时刻区域a的电压和流入功率的量测值和估计值向量，X_a[t]和X_a[t-Δt]分别表示t时刻和t-Δt时刻区域a中智能软开关出力向量，Φ_a[t]和Φ_a[t-Δt]分别表示t时刻和t-Δt时刻区域a伪雅可比矩阵，μ代表权重系数；

5)以下游区域电压偏差和网络损耗最小为目标，建立下游区域数据驱动的智能软开关自适应电压控制模型，采用梯度下降法求解下游区域数据驱动的智能软开关自适应电压控制模型得到智能软开关自适应电压控制策略，并下发到下游区域智能软开关，将边界节点电压量测与边界支路有功、无功功率需求作为边界信息传递给上游区域；其中，

所述的以下游区域电压偏差和网络损耗最小为目标表示为：

式中，X_b[t]和X_b[t-Δt]分别表示t时刻和t-Δt时刻区域b中智能软开关出力向量，X′_b[t]表示拓展变量，表示区域b中节点m的电压参考值，表示t+Δt时刻区域b中节点m的电压估计值，λ表示权重系数，和分别表示t-Δt时刻上游区域a传递的边界有功和无功功率，表示区域b中电压和净负荷参考向量，表示t+Δt时刻区域b中电压和流入功率的估计值向量，和分别表示t+Δt时刻区域b中节点电压和流入功率估计值，和分别表示区域b中节点电压和净负荷参考值。

所述的下游区域数据驱动的智能软开关自适应电压控制模型表示为：

式中，表示t+Δt时刻区域b中电压和流入功率的估计值向量，Y_b[t]和分别表示t时刻区域b的电压和流入功率的量测值和估计值向量，X_b[t]和X_b[t-Δt]分别表示t时刻和t-Δt时刻区域b中智能软开关出力向量，Φ_b[t]和Φ_b[t-Δt]分别表示t时刻和t-Δt时刻区域b伪雅可比矩阵，μ代表权重系数；

6)更新控制时刻t＝t+Δt，时移步数k＝k+t，判断控制域时移步数k是否达到设定值s，若否，则返回步骤4)；若达到，则进入步骤7)；

7)判断当前时刻t是否达到控制总时长T，若否，则令k＝t，返回步骤2)，若达到，则自适应电压控制过程结束。