主动配电网分布式光伏最大准入容量确定方法及相关装置与流程

本发明属于配电网，具体涉及一种主动配电网分布式光伏最大准入容量确定方法及相关装置。

背景技术：

1、未来配电网中的分布式光伏将日益增加。然而，大规模分布式光伏的接入可能会对配电网潮流分布、电能质量等电气特性产生影响。为确保配电网的安全性，同时促进分布式光伏消纳，有必要对配电网中分布式光伏可接入的容量上限进行计算。将考虑“源荷”不确定性与主动管理措施，对分布式光伏功率与负荷功率联合典型场景下的分布式光伏最大准入容量进行建模与求解。

2、现有研究多在计算配电网分布式光伏最大准入容量时，并未考虑分布式光伏与负荷功率的不确定性。实际上，源荷不确定性会对分布式光伏准入容量造成影响，因此有必要进行源荷不确定性建模。大多数文献采用启发式算法对配电网分布式光伏最大准入容量进行求解，生成初始的各待选节点分布式光伏接入容量后，通过判断电气指标是否越限以及分布式光伏接入容量之和来确定适应度，迭代更新，直到满足收敛条件或达到迭代次数上限，该求解方法需要较长时间才能收敛，且启发式算法易陷入局部最优。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种主动配电网分布式光伏最大准入容量确定方法及相关装置，以解决现有技术中求解方法需要较长时间才能收敛，且启发式算法易陷入局部最优的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明第一方面，提供了一种主动配电网分布式光伏最大准入容量确定方法，包括：

4、确定主动配电网的分布式光伏准入容量求解模型；其中，所述分布式光伏准入容量求解模型包括，以分布式光伏准入容量最大为目标的目标函数，以及目标函数对应的约束条件；所述约束条件包括配电网主动管理策略、需求侧响应、配电网系统运行安全；所述主动管理策略包括储能运行约束，所述配电网系统运行安全包括配电网潮流方程约束、支路电流约束和电压偏差约束；

5、将所述储能运行约束、所述支路电流约束、所述电压偏差约束和网络重构后的所述配电网潮流方程约束，采用big-m法和凸松驰技术进行转化，得到转化后储能运行约束、转化后支路电流约束、转化后电压偏差约束和转化后配电网潮流方程约束；

6、基于各个转化后约束，确定分布式光伏准入容量求解模型的求解问题为混合整数二阶锥规划问题，求解所述混合整数二阶锥规划问题，得到分布式光伏最大准入容量。

7、进一步的，所述配电网主动管理策略还包括，无功补偿约束、储能投资约束和网络重构约束。

8、进一步的，所述配电网主动管理策略具体包括：

9、无功补偿约束：

10、

11、其中，为t时刻接在节点i上的投切电容器组发出的无功功率；为单个电容器提供的无功功率；为投入的电容器个数，上限为表示正整数集合；

12、储能投资约束：

13、

14、其中，b为安装储能的节点集合；对于安装于节点i上的储能，di为贴现率；为经济使用年限，为单位容量造价，为安装的储能模块数量，为单个储能模块的额定容量；为折算到每年的储能投资限值；

15、储能运行约束：

16、

17、

18、其中，和分别为储能i在t时刻的充、放电功率；0-1变量γi,t表征储能i在t时刻的充放电状态，1为放电，0为充电；pibes为储能i的额定功率；为储能i在t时刻的电量；和分别为储能i的充、放电效率；δt为相邻调度时刻之间的时长；si,max和si,min分别为储能i的荷电状态上、下限；和分别为储能i在调度初始时刻与末尾时刻的储能电量；

19、网络重构约束：

20、

21、-mαij,t≤fij,t≤mαij,t,ij∈ωb

22、

23、其中，ρ(i)为以节点i为末端的支路的首端节点集合；κ(i)为以节点i为始端的支路的末端节点集合；fki,t为t时刻从节点k流向节点i的虚拟功率；n为配电网节点集合；κ(1)为以首节点为始端的支路末端节点集合；f1j,t为t时刻从首节点流向节点j的虚拟功率；m为极大数；fij,t为t时刻从节点i流向节点j的虚拟功率；υ为任意实数；αij,t为t时刻支路ij状态变量，1表示连通，0表示断开；ωb为配电网支路集合；<·>为集合中元素个数。

24、进一步的，所述需求侧响应包括：

25、电力价格型需求响应约束：

26、

27、ωi,t<0，λi,t>0

28、其中，pi,t为用户i在t时刻负荷，为t时刻电价，ωi,t为用户i在t时刻负荷电价关联系数；

29、负荷管理型需求响应约束：

30、

31、其中，分别为用户i在t时刻的实际负荷、刚性负荷、可平移负荷、可削减负荷；分别为用户i在t时刻的负荷上、下限；为用户i的可平移负荷总和；为用户i的可削减负荷最大值。

32、进一步的，所述配电网系统运行安全具体包括：

33、配电网潮流方程约束：

34、

35、其中，表示光伏t时刻注入节点i的有功功率，表示负荷t时刻流出节点i的无功功率，表示负荷t时刻流出节点i的有功功率；和分别为储能i在t时刻的充、放电功率；为t时刻接在节点i上的cb发出的无功功率；

36、考虑网络重构后，配电网潮流方程约束为：

37、

38、其中，ρ(i)、κ(i)分别为节点i的父节点集合与子节点集合；pij,t、qij,t和iij,t分别为t时刻从节点i流向节点j的有功功率、无功功率和电流；rij和xij分别为支路ij的电阻和电抗；ui,t为t时刻节点i处电压；uj,t为t时刻节点j处电压；iki，t为支路ki在t时刻的电流值，pki,t为t时刻从节点k流向节点i的有功功率；qki,t为t时刻从节点k流向节点i的无功功率；rki和xki分别为支路ki的电阻和电抗；

39、支路电流约束：

40、|iij,t|≤αij,tiij,max

41、其中，iij,max为流经支路ij的电流上限；iij,t为t时刻从节点i流向节点j的电流；

42、电压偏差约束：

43、(1-εlow)un≤ui,t≤(1+εup)un

44、式中：εlow和εup分别为节点电压偏差的下限和上限；un为标称电压。

45、进一步的，目标函数对应的约束条件还包括综合需求响应经济成本约束，综合需求响应经济成本约束包括：电力价格型需求响应措施承担的经济成本、负荷管理型需求响应措施承担的经济成本、电力公司因接入分布式光伏产生的经济收益。

46、进一步的，将所述储能运行约束、所述支路电流约束、所述电压偏差约束和网络重构后的所述配电网潮流方程约束，采用big-m法和凸松驰技术进行转化，得到转化后储能运行约束、转化后支路电流约束、转化后电压偏差约束和转化后配电网潮流方程约束，包括：

47、引入辅助变量和采用凸松驰技术，得到转化后配电网潮流方程约束：

48、

49、||[2pij,t 2qij,t lij,t-vi,t]t||2≤lij,t+vi,t

50、转化后支路电流约束为：

51、

52、转化后电压偏差约束为：

53、

54、转化后储能运行约束为：

55、

56、本发明第二方面，提供了一种主动配电网分布式光伏最大准入容量确定装置，包括：

57、模型构建模块，用于确定主动配电网的分布式光伏准入容量求解模型；其中，所述分布式光伏准入容量求解模型包括，以分布式光伏准入容量最大为目标的目标函数，以及目标函数对应的约束条件；所述约束条件包括配电网主动管理策略、需求侧响应、配电网系统运行安全；所述主动管理策略包括储能运行约束，所述配电网系统运行安全包括配电网潮流方程约束、支路电流约束和电压偏差约束；

58、约束转化模块，用于将所述储能运行约束、所述支路电流约束、所述电压偏差约束和网络重构后的所述配电网潮流方程约束，采用big-m法和凸松驰技术进行转化，得到转化后储能运行约束、转化后支路电流约束、转化后电压偏差约束和转化后配电网潮流方程约束；

59、问题确定模块，用于基于各个转化后约束，确定分布式光伏准入容量求解模型的求解问题为混合整数二阶锥规划问题，求解所述混合整数二阶锥规划问题，得到分布式光伏最大准入容量。

60、本发明第三方面，提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序以实现如上述的主动配电网分布式光伏最大准入容量确定方法。

61、本发明第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有至少一个指令，所述至少一个指令被处理器执行时实现如上述的主动配电网分布式光伏最大准入容量确定方法。

62、与现有技术相比较，本发明的有益效果如下：

63、本方案采用无功补偿、网络重构、储能调节等主动管理措施与负荷削减、负荷平移等需求侧管理措施，提出了考虑“源荷”不确定性的配电网分布式光伏最大准入容量优化模型，将其转化为混合整数二阶锥形式进行求解，通过松弛技术提高了问题的求解效率，为提高配电网光伏接入能力提供一定参考。本发明提供的一种主动配电网分布式光伏最大准入容量确定装置、电子设备和计算机可读存储介质同样解决了背景技术部分提出的问题。