[发明专利]基于凸差规划的配电网分布式电源最大接入能力计算方法

摘要

基于凸差规划的配电网分布式电源最大接入能力计算方法：输入配电网结构及参数，设置计算精度、初始惩罚系数及迭代次数；依据配电网结构及参数，考虑系统中分布式电源的接入能力最大，建立分布式电源最大接入能力计算模型；对最大接入能力计算模型中非线性约束条件，通过线性化和二阶锥松弛，转化为二阶锥规划模型，并求解，得到分布式电源最大接入能力计算模型的初始解；对二阶锥规划模型中引入凸差不等式并进行线性化，并更新目标函数，在目标函数中增加惩罚项，转化为凸差规划模型；凸差规划模型进行求解，并判断是否满足收敛条件；更新迭代的惩罚因子，再次求解；输出结果。本发明在计算速度上有较大地提升，可以快速获得分布式电源的最大接入方案。

主权项

1.基于凸差规划的配电网分布式电源最大接入能力计算方法，其特征在于，包括如下步骤：1)输入配电网结构及参数，包括线路参数、负荷水平、网络拓扑连接关系，分布式电源的接入位置，智能软开关的接入位置、容量及参数，分布式电源及负荷的日运行特性预测曲线，系统运行电压水平和支路电流限制，系统基准电压和基准功率，设置计算精度ε、初始惩罚系数ρ⁽¹⁾及迭代次数k＝1；2)依据配电网结构及参数，考虑系统中分布式电源的接入能力最大，建立分布式电源最大接入能力计算模型，包括：设定分布式电源接入容量最大为目标函数，分别考虑配电网潮流约束、配电网运行约束、智能软开关运行约束、分布式电源运行约束；3)对所述的分布式电源最大接入能力计算模型中非线性约束条件，通过线性化和二阶锥松弛，转化为二阶锥规划模型，采用数学解算器进行计算求解，得到分布式电源最大接入能力计算模型的初始解x⁽¹⁾；4)对所述的二阶锥规划模型中引入凸差不等式并进行线性化，并更新目标函数，在目标函数中增加惩罚项，转化为凸差规划模型；包括：(1)构建凸函数f_t,ij(x)和g_t,ij(x)：f_t,ij(x)＝(l_t,ij+u_t,i)²g_t,ij(x)＝(l_t,ij‑u_t,i)²+(2P_t,ij)²+(2Q_t,ij)²式中，l_t,ij为t时段流过支路ij的电流幅值的平方项；u_t,i为t时段节点i的电压幅值的平方项；P_t,ij为t时段流过支路ij的有功功率；Q_t,ij为t时段流过支路ij的无功功率；将配电网潮流约束等式等价为两个凸差不等式：f_t,ij(x)‑g_t,ij(x)≥0f_t,ij(x)‑g_t,ij(x)≤0将凸差不等式f_t,ij(x)‑g_t,ij(x)≥0等价为二阶锥约束：||[2P_t,ij 2Q_t,ijl_t,i‑u_t,i]^T||₂≤l_t,i+u_t,i将凸函数g_t,ij(x)围绕初始解x^(k)局部线性化展开：将凸差不等式f_t,ij(x)‑g_t,ij(x)≤0收紧为：再引入辅助变量s_t,ij,1≥0，松弛为：(2)构建凸函数和式中，和分别为t时段智能软开关中位于节点i和节点j端换流器注入的有功功率；和分别为t时段智能软开关中位于节点i和节点j端换流器注入的无功功率；和分别为t时段智能软开关中位于节点i和节点j端换流器的有功损耗，和分别为对应的损耗系数；将智能软开关运行约束等式和等价为四个凸差不等式：将凸差不等式和等价为二阶旋转锥约束：将凸函数和围绕点x^(k)局部线性化对应展开为和引入辅助变量s_t,ij,2≥0和s_t,ij,3≥0，将凸差不等式和松弛为：(3)更新目标函数，即在目标函数中增加惩罚项：式中，N_N为系统的节点总数；为节点i上接入的分布式电源容量；ρ^(k)为第k次迭代的惩罚因子；N_T为优化计算的总时段数；Ω_b为系统支路的集合5)采用数学解算器对凸差规划模型进行求解，得到各位置分布式电源的最大接入容量和智能软开关传输的有功功率值以及智能软开关两端的无功出力值，并判断是否满足收敛条件，若满足，转到步骤7)，否则进入下一步骤；6)更新第k+1次迭代的惩罚因子ρ^(k+1)，步骤5)中对凸差规划模型进行求解的结果作为凸差规划模型的初始解，设置迭代次数k＝k+1，返回步骤5)；7)输出步骤5)的求解结果。