申请/专利权人：国家电网有限公司;国网山东省电力公司青岛供电公司

申请日：2021-11-15

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN114094623B

主分类号：H02J3/38

分类号：H02J3/38;H02J3/06;H02J3/46;G06Q10/04;G06Q50/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2022.03.15#实质审查的生效;2022.02.25#公开

摘要：一种基于交替方向乘子法的交直流混合配电网分布式优化调度方法，该方法建立了基于交替方向乘子法的交直流混合配电网分布式优化调度模型，分析了采用电压源换流器的交直流混合配电网的内部耦合关系，并将其分解为交流子系统、直流子系统和换流器子系统。针对这三个子系统，以经济运行成本最低为目标约束函数，分别建立了分布式优化运行模型，并基于交替方向乘子法进行交替迭代求解。本发明方法具有稳定性较好，能够收敛得到和集中式优化调度几乎相同的解。同时该方法有效减少系统的通信和存储需求，降低系统运行中数据泄露的风险，提高了计算速度和运算性能。本发明可用于交直流混合配电网中的电力优化调度，在满足配电网电力调度需求的基础上还能缩短调度时间，具有在交直流混合配电网调度中的工程应用价值和技术价值。

主权项：1.一种基于交替方向乘子法的交直流混合配电网分布式优化调度方法，所述的交直流混合配电网包括交流配电网、直流配电网和电压源型换流器，所述的交流配电网和上级电网相连接，并通过电压源型换流器和直流配电网连接，规定由交流配电网经电压源型换流器到直流配电网为功率传输的正方向，其特征在于，该方法包括下列步骤：步骤1交直流混合配电网的解耦和边界约束变量变量的选取：将直流配电网和电压源型换流器之间传输的交流有功功率作为二者之间的约束变量，将交流配电网和电压源型换流器之间传输的有功功率和无功功率作为二者之间的约束变量，得到下面的约束条件： 其中，表示交流配电网向电压源型换流器传输的交流有功功率；表示电压源型换流器从交流配电网接收到的交流有功功率；表示交流配电网向电压源型换流器传输的交流无功功率；表示电压源型换流器从交流配电网接收到的交流无功功率；表示电压源型换流器向直流配电网传输的直流有功功率；直流配电网从电压源型换流器接收到的直流有功功率；步骤2建立交流配电网的优化模型和约束条件：所述的交流配电网向上级电网购电或利用本地分布式电源发电进行供电，优化运行模型如下： 其中，ηgrid和ηAC分别表示交流配电网从上级电网购电的单位功率成本和交流配电网的分布式电源发电单位功率收益；Pgrid是交流配电网从上级电网的购电功率；CDG是分布式电源的成本函数；PDG是分布式电源的发电功率；λ1和λ2是增广拉格朗日乘子；ρ1是交流配电网和电压源型换流器之间有功缺额的惩罚系数，ρ2是交流配电网和电压源型换流器之间无功缺额的惩罚系数；所述的交流配电网的运行约束条件如下：1交流配电网的潮流约束平衡： 2上级电网和分布式电源的功率容量约束： 3母线电压的最值约束：Umin≤U≤Umax4线路容量的传输约束：|Sl|≤Slmax其中，P和Q分别是有功功率和无功功率；U和θ分别表示电压的幅值和相角；Sl和Slmax分别表示线路的传输容量和最大传输容量；Pmin和Pmax分别表示有功功率的最小值和最大值；Qmin和Qmax分别表示无功功率的最小值和最大值；Umin和Umax分别表示电压的最小值和最大值；步骤3建立直流配电网的优化模型和约束条件：所述的直流配电网通过电压源型换流器和交流配电网互联，实现功率传输，优化运行的目标函数如下： 其中，CDGPDG是直流配电网中分布式电源的发电成本；是直流配电网获得传输功率的成本，其余为约束变量之间的松弛惩罚函数项；λ3是增广拉格朗日乘子；ρ3是直流配电网和电压源型换流器之间有功缺额的惩罚系数；所述的直流配电网的运行约束条件如下： 其中，Pl是直流配电网系统的母线传输功率；Plmax是母线传输功率的最大值；步骤4建立电压源型换流器的优化模型和约束条件：所述的电压源型换流器的优化运行模型如下： 其中，表示交流配电网到电压源型换流器的传输成本，表示电压源型换流器到直流配电网的传输成本，两项的差值表示经过电压源型换流器的传输损耗费用；所述的电压源型换流器的运行约束条件如下： 其中，I、R、X分别表示电压源型换流器的等效电流、等效电阻和等效电抗；Qc是电压源型换流器的内部无功功率；Uc和UDC分别表示电压源型换流器的内部电压和直流侧电压；μ是直流电压利用率；M是电压源型换流器的调制度；步骤5模型求解：先检验三个子系统内部的经济成本是否达到最小值，若不满足则重新迭代计算，若满足则检验边界约束变量是否满足误差，其误差和收敛条件如下式所示： ε≤ε1其中，ε是计算的误差，ε1是设定的收敛误差值，若满足收敛条件，则计算停止得到收敛解。

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