[发明专利]一种计及信息失效的柔性配电系统分散控制策略优化方法

说明书

本发明提出一种计及信息失效的柔性配电系统分散控制策略优化方法，建立柔性配电信息物理系统,分析柔性配电信息物理系统的结构与控制方式；考虑分布式电源出力的随机性，采用自适应模糊聚类方法描述分布式电源的多场景运行特性；考虑通信系统故障场景不确定性，采用故障树分析方法计算信息链路有效性；以离线分布式电源出力上限、离线FMSS各端口传输功率为决策变量，以降低失负荷风险、减小电压偏差为目标，计及分布式电源出力与故障场景的不确定性，建立基于概率场景的分散控制与集中优化相结合的分布式资源分散控制策略优化模型；采用智能优化算法与二阶锥优化方法相结合对步骤4建立的控制策略优化模型求解。

技术领域

本发明属于柔性配电系统领域，特别涉及一种计及信息失效的柔性配电系统分散控制策略优化方法。

背景技术

以柔性多状态开关(Flexible multi-state switch,FMSS)互联多条中压馈线形成的柔性交直流配电系统，不仅能够通过灵活、精确的功率调节达到均衡馈线潮流、平抑电压波动、提高分布式电源接纳能力的目的，而且可以利用端口换流器的故障穿越技术和配电网保护的协调配合，实现敏感和重要负荷的不间断供电，提高了供电可靠性。它克服了传统配电网在解决电能质量、状态优化、故障处理、经济运行等问题上分而治之导致的系统复杂性和技术局限性，提供了一种综合性、智能化的解决方案。多端互联的交直流配电网依据FMSS端口、设备、网络多级的信息实现多时间尺度控制，一旦通信故障将给系统运行带来很大风险，为此，研究通信设备随机故障下的应急运行控制策略对保证系统安全运行具有重要意义。

针对柔性配电系统信息失效后的应急控制策略目前的研究较少，但是针对传统配电网信息失效的应急控制策略已有初步研究。IEEE 1547-2003分布式电源(Distributedgeneration,DG)接入电力系统标准规定，当通信故障导致DG失去联系，文献1采取失联DG脱网的应急控制策略。基于该导则，当通信设备故障，有可能导致多个分布式电源信息中断，等效于多电源同时退出运行。但这种“一刀切”的策略不能保证对DG的发电和调控能力已经产生依赖的电网正常运行，甚至有可能引发更大的状态安全风险。针对这一问题，有学者提出DG通信中断后应由集中式控制转入分散式就地控制，如文献2，并为各DG设置统一的注入上限，当发生通信故障，即按照预先设置的限值出力。仿真结果表明，分散式就地控制能够有效提高系统可靠性。文献3针对严重通信故障下分布式电源的差异化分散控制策略进行了研究，以系统状态脆弱性最小为目标，考虑了运行场景的不确定性，建立了分布式资源差异化分散式控制策略优化模型，仿真验证了通信网瘫痪下分布式电源差异化的注入上限能有效降低系统的脆弱性。但仅考虑了通信网瘫痪的单一故障场景，优化结果不具有普适性。在此基础上，文献4针对通信设备随机故障，研究了部分分布式电源失联、系统集中-分散控制并存状态下分布式电源的就地控制策略优化问题，但仅考虑了单一运行场景下的就地控制策略，而分布式电源出力具有随机性，受光照、风速等随机因素影响较大，只考虑单一运行场景优化所得的策略用于其他运行场景时误差较大，无法保证系统安全运行。若针对每种运行场景分别设置离线控制策略，通信故障的分布式资源无法获知当前系统全局的运行状态，也就是说无法判断处于哪种运行场景从而执行对应场景的离线控制策略，因此，当分布式资源检测到自身通信故障后，只能采取同一种控制策略。

柔性配电网与主动配电网的通信系统类似，因此对于信息失效特征的处理方式可以采用相同的方法。但二者在物理系统设备特性(如文献5)、控制对象(如文献6)和拓扑结构等方面都有一定的差异，因此通信设备故障后的优化控制问题也有所差异。

文献1：Systems P.IEEE Standard for Interconnecting DistributedResources with Electric Power Systems[C]//IEEE Std 1547-2003.IEEE,2003.