[发明专利]一种考虑电价型需求响应的交直流配合电网优化调度方法

摘要

一种考虑电价型需求响应的交直流配合电网优化调度方法，属于电力系统安全经济运行技术领域，包括利用价格弹性系数进行配电网电价型需求响应建模；确定交直流混合配电网优化调度的目标函数；确定交流配电网约束条件；确定直流配电网约束条件；确定VSC换流站约束条件；判断所有约束条件是否都为线性化约束条件；模型中存在非线性化约束条件则将非线性约束进行二阶锥松弛及线性转化并返回上一步。本发明在输配分离的电力市场环境下，实现确保系统安全运行的同时最大化配电网主体的总收益；采用二阶锥松弛和线性化技术将交直流混合配电网非线性化问题转化为混合整数二阶锥凸优化问题，以快速求解，便于在实际电力系统中应用。

主权项

1.一种考虑电价型需求响应的交直流配合电网优化调度方法，其特征是：包括以下步骤，以下步骤公式中字母和符号的含义为：为时刻t节点电流i的有功负荷预测值，为时刻t节点电流i的无功负荷预测值，为需求响应DR实施后时刻t节点电流i的有功负荷，为DR实施后时刻t节点电流i的无功负荷，α_kt为电价档位的标识，η_kt为时刻t档位k下的负荷响应率，K为电价的分档数，Ω^L为交直流配电网内的交直流负荷节点集合，Γ为交流配电网的关口数集合，为时刻t从上级电网的购电价，为时刻t向上级电网的售电价，c_kt为时刻t档位k下向用户的售电价，为时刻t关口j向上级电网的购电量，为时刻t关口j向上级电网的售电量，P_ijt为节点i流向节点j的三相有功功率，Q_ijt为节点i流向节点j的三相无功功率，为节点j处三相负荷的有功功率，为节点j处三相负荷的无功功率，为节点j处分布式电源DG的有功功率，为节点j处DG的无功功率，为节点j处ESS的放电功率，为节点j处储能系统ESS的充电功率，V_it为节点i的三相电压幅值，r_ij为支路ij的三相电阻，x_ij为支路ij的三相电抗，u(j)为以j为末端节点的支路首端节点集合，v(j)为以j为首端节点的支路末端节点集合，下角标t代表时刻，N^dc为直流网络节点集合，为直流支路ij的载流量上限值，为时刻t直流支路ij流过的有功功率，为直流网络节点导纳矩阵中对应节点i和j的元素值，为节点j处ESS的放电功率，为节点j处ESS的充电功率，为节点i处的换流站模型VSC输入的单相有功功率，为节点i处的换流站模型VSC输入的输出的直流功率，为节点i处的VSC输入的基波相电压，为节点i处的VSC输出的直流电压，M_it为时刻t节点i处的VSC换流站的调制度，μ为直流电压利用率，为时刻t换流站i的无功功率，为换流站i的无功调节上限，为换流站i的载流量上限，V^ref为参考电压，为支路ij的最大载流量限值，ε为节点电压允许偏差量；步骤一、对配电网电价型需求响应建模电价型需求响应模型中，电网电价与用户用电量成反比，得到电价型需求响应实施后配电网的有功、无功负荷为：步骤二、建立交直流混合配电网优化调度的目标函数交直流混合配电网优化调度的目标函数根据电力市场的实时电价，将配电网主体总收益取最大值，得到：步骤三、构建交流配电网支路潮流模型，确定交流配电网约束条件三相平衡交流配电系统，配电网支路潮流模型为：交流配电网约束条件包括对用户用电量的约束，用户电费支出的约束，关口功率限制约束，分布式电源DG运行约束，节点电压安全约束，线路载流量约束，储能系统ESS运行约束以及交流配电网三相支路潮流约束；步骤四、确定直流配电网约束条件包括直流网络节点潮流约束，直流线路载流量约束，步骤五、确定电压源型换流器VSC换流站约束条件包括VSC换流站内部损耗约束，VSC换流站的内部损耗与阻抗Z^VSC等效，与所述步骤三中配电网支路潮流模型等效，且输入VSC的三相有功功率与VSC输出的直流功率相等，VSC换流站电压关系约束，VSC输入的相电压与输出的直流电压的数学模型关系为：换流站载流量约束，换流站无功调节量约束，步骤六、判断优化调度模型中步骤三、步骤四以及步骤五中的约束条件是否均为线性化约束条件；步骤三～步骤五中的约束条件均为线性约束条件，电网优化调度结束；步骤三～骤五中的约束条件存在非线性约束条件，进入下一步线性转化；步骤七、交直流混合配电网优化调度模型中的非线性约束的二阶锥松弛及线性转化包括对VSC换流站内部损耗约束进行二阶锥松弛转化，对交流配电网支路载流量约束进行线性化转化以及对VSC换流站载流量约束进行线性化转化。