本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)，具體涉及配電網(wǎng)分布式能源無(wú)功優(yōu)化調(diào)控方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、隨著全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和可再生能源技術(shù)的快速發(fā)展，分布式能源系統(tǒng)(如分布式光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等)在電網(wǎng)中的比重日益增加。這些分布式能源不僅為電網(wǎng)提供了多樣化的能源供應(yīng)，還提高了能源利用效率，降低了環(huán)境污染。然而，分布式能源的隨機(jī)性和波動(dòng)性給電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了挑戰(zhàn)，特別是在無(wú)功功率管理方面。

2、在配網(wǎng)系統(tǒng)中，無(wú)功功率的平衡對(duì)于維持電壓穩(wěn)定、減少能量損耗和提高系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性至關(guān)重要。配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)電壓安全裕度是指配電網(wǎng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓與其允許運(yùn)行范圍之間的相對(duì)距離或裕量，用于評(píng)估配電網(wǎng)在正常運(yùn)行或故障情況下保持電壓穩(wěn)定的能力。具體來(lái)說(shuō)，它反映了節(jié)點(diǎn)電壓距離其上限或下限電壓的接近程度，從而衡量了電壓的安全程度。在配電網(wǎng)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)允許運(yùn)行的電壓范圍，當(dāng)節(jié)點(diǎn)電壓在這個(gè)范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)，可以認(rèn)為配電網(wǎng)是安全的；而當(dāng)節(jié)點(diǎn)電壓接近或超出這個(gè)范圍時(shí)，就可能出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定或設(shè)備損壞等問(wèn)題，影響配電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

3、然而，在分布式能源廣泛接入的配網(wǎng)系統(tǒng)中，如何同時(shí)考慮系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和電壓安全裕度，實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率的優(yōu)化調(diào)控是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。一方面，無(wú)功功率的優(yōu)化調(diào)控需要保證電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定，減少或消除含高比例分布式資源的配電網(wǎng)因源荷頻繁快速的隨機(jī)波動(dòng)造成的電壓越限問(wèn)題；另一方面，還需要考慮配電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，降低運(yùn)營(yíng)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，有必要針對(duì)上述問(wèn)題，提出一種配電網(wǎng)分布式能源無(wú)功優(yōu)化調(diào)控方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)第一方面提供一種配電網(wǎng)分布式能源無(wú)功優(yōu)化調(diào)控方法，所述策略包括：

3、確定負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度；

4、確定分布式節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度，其中所述分布式節(jié)點(diǎn)包括分布式光伏節(jié)點(diǎn)和分布式電動(dòng)汽車(chē)節(jié)點(diǎn)；

5、以最小化配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化調(diào)控運(yùn)行成本和節(jié)點(diǎn)的實(shí)際電壓裕度相對(duì)于節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度的偏離值最小為目標(biāo)函數(shù)，建立考慮運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和電壓安全裕度的配網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化調(diào)控模型，所述節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度包括所述負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度和所述分布式節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度；

6、根據(jù)目標(biāo)函數(shù)分量和可松弛變量確定隸屬函數(shù)，基于所述隸屬函數(shù)優(yōu)化所述配網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化調(diào)控模型；

7、根據(jù)優(yōu)化后的所述配網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化調(diào)控模型獲得所述配電網(wǎng)分布式能源無(wú)功優(yōu)化調(diào)控方法。

8、在一些實(shí)施方式中，所述確定負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度，具體包括：

9、根據(jù)臨界負(fù)荷點(diǎn)與理想運(yùn)行點(diǎn)的負(fù)荷參數(shù)之差確定每一時(shí)刻的理想負(fù)荷裕度指標(biāo)；

10、根據(jù)所述負(fù)荷節(jié)點(diǎn)一段時(shí)間周期內(nèi)的所述理想負(fù)荷裕度指標(biāo)的平均值確定所述負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度，即根據(jù)確定，其中，是負(fù)荷節(jié)點(diǎn)i的理想電壓安全裕度，t為時(shí)間周期。

11、在一些實(shí)施方式中，所述確定分布式節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度，其中所述分布式節(jié)點(diǎn)包括分布式光伏節(jié)點(diǎn)和分布式電動(dòng)汽車(chē)節(jié)點(diǎn)中，確定分布式光伏節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度，具體包括：

12、根據(jù)臨界節(jié)點(diǎn)與理想運(yùn)行點(diǎn)的分布式資源出力參數(shù)之差確定每一時(shí)刻的分布式光伏理想出力裕度指標(biāo)；

13、根據(jù)所述分布式光伏節(jié)點(diǎn)一段時(shí)間周期內(nèi)的所述分布式光伏理想出力裕度指標(biāo)的平均值確定所述分布式光伏節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度，即根據(jù)確定，其中，是分布式光伏節(jié)點(diǎn)i的理想電壓安全裕度，t為時(shí)間周期。

14、在一些實(shí)施方式中，所述確定分布式節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度，其中所述分布式節(jié)點(diǎn)包括分布式光伏節(jié)點(diǎn)和分布式電動(dòng)汽車(chē)節(jié)點(diǎn)中，確定分布式電動(dòng)汽車(chē)節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度，具體包括：

15、當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)處于充電狀態(tài)時(shí)，根據(jù)充電樁當(dāng)前運(yùn)行點(diǎn)實(shí)際充電量與臨界運(yùn)行點(diǎn)充電需求差確定每一時(shí)刻的充電樁理想電量需求；

16、當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)處于放電狀態(tài)時(shí)，根據(jù)充電樁當(dāng)前運(yùn)行點(diǎn)實(shí)際放電量與臨界運(yùn)行點(diǎn)放電量之差確定每一時(shí)刻的充電樁理想電量出力；

17、根據(jù)確定所述分布式電動(dòng)汽車(chē)節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度，其中，是t時(shí)刻充電樁理想電量需求，是t時(shí)刻充電樁理想電量出力，t為時(shí)間周期。

18、在一些實(shí)施方式中，在所述以最小化配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化調(diào)控運(yùn)行成本和節(jié)點(diǎn)的實(shí)際電壓裕度相對(duì)于節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度的偏離值最小為目標(biāo)函數(shù)，建立考慮運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和電壓安全裕度的配網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化調(diào)控模型中，所述目標(biāo)函數(shù)為：

19、min?g＝g1+g2；

20、

21、其中，g1表示經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)函數(shù)分量，g2表示電壓安全裕度目標(biāo)函數(shù)分量，ploss,t表示線路損耗，ssop表示系統(tǒng)中sop裝機(jī)容量，表示光伏n有功無(wú)功聯(lián)合調(diào)壓成本，cp為光伏的上網(wǎng)電價(jià)，αpv為光伏換流器無(wú)功調(diào)節(jié)容量成本系數(shù)，表示儲(chǔ)能m有功無(wú)功聯(lián)合調(diào)壓成本，無(wú)功調(diào)節(jié)對(duì)換流器容量占用的成本和儲(chǔ)能的充電成本，ces為儲(chǔ)能系統(tǒng)向電網(wǎng)售電的價(jià)格，為現(xiàn)貨市場(chǎng)電價(jià)，αes為光伏換流器無(wú)功調(diào)節(jié)容量成本系數(shù)，ces,cha為儲(chǔ)能系統(tǒng)的充電損耗成本系數(shù)，closs、csop分別表示單位線路損耗成本系數(shù)、單位容量sop維護(hù)成本系數(shù)，mj,t表示節(jié)點(diǎn)j時(shí)刻t的實(shí)際電壓裕度，mf,j表示節(jié)點(diǎn)j的理想電壓裕度，表示n光伏并網(wǎng)環(huán)流器容量的平方，表示m逆變器容量的平方，ppv，n，t表示n光伏時(shí)刻t有功出力，表示n光伏時(shí)刻t初始無(wú)功出力值的平方，δqpv，i，tδqpv，i，t表示光伏i并網(wǎng)后t時(shí)刻光伏出力差值，δqes，m，t表示逆變器m并網(wǎng)后t時(shí)刻出力差值。

22、在一些實(shí)施方式中，在所述以最小化配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化調(diào)控運(yùn)行成本和節(jié)點(diǎn)的實(shí)際電壓裕度相對(duì)于節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度的偏離值最小為目標(biāo)函數(shù)，建立考慮運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和電壓安全裕度的配網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化調(diào)控模型中，所述考慮運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和電壓安全裕度的配網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化調(diào)控模型的約束條件為：

23、交流潮流方程約束，對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)i，ui,t表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)電壓，為可松弛變量，pi,t與qi,t表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)注入有功與無(wú)功功率，表示節(jié)點(diǎn)注入的分布式資源有功功率；對(duì)于每條線路li-j，gi-j和bi-j分別表示線路電導(dǎo)與電納，pi-j,t表示t時(shí)刻線路上流過(guò)的有功功率，θi-j,t表示t時(shí)刻線路首尾兩端相位差，記∈i為與節(jié)點(diǎn)i連接的所有節(jié)點(diǎn)集合，采用極坐標(biāo)形式潮流計(jì)算模型：

24、其中，ppv,i,t為t時(shí)刻分布式光伏節(jié)點(diǎn)i的光伏出力值，pload,i,t為t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)i的用戶負(fù)荷；

25、運(yùn)行安全約束：其中，ui,min、ui,max分別表示配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i的電壓上、下限；ii,min、ii,max分別表示配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)i的電流上、下限；iij,t、分別表示支路i-j上的電流以及允許的最大值；

26、光伏運(yùn)行約束：其中，ppv,i,t為t時(shí)刻光伏預(yù)測(cè)的有功功率；q0,t為t時(shí)刻光伏調(diào)壓前初始無(wú)功功率，以吸收為正；spv為光伏并網(wǎng)換流器容量，tanθi為光伏功率因數(shù)角；

27、

28、電動(dòng)汽車(chē)充電樁運(yùn)行約束：(pev,i,t)2+(qev,i,t)2＝(sev,con)2，其中：δpes,t為t時(shí)刻ev的放電功率，pc,max,t和pf,max,t分別為t時(shí)刻ev充、放電功率上限，pes,t和qes,t分別為t時(shí)刻ev發(fā)出或吸收的有功、無(wú)功功率，ses為逆變器額定容量，ec表示ev的最大容量，socmax和socmin和分別表示ev的最大最小荷電狀態(tài)；

29、sop運(yùn)行約束，設(shè)定sop向節(jié)點(diǎn)注入功率為正方向，建立sop運(yùn)行約束如下：其中：和分別為sop發(fā)出的有功功率和無(wú)功功率，和分別為sop兩端逆變器的損耗系數(shù)，和分別為sop兩端逆變器的有功損耗。

30、在一些實(shí)施方式中，在所述根據(jù)目標(biāo)函數(shù)分量和可松弛變量確定隸屬函數(shù)，基于所述隸屬函數(shù)優(yōu)化所述配網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化調(diào)控模型中，所述隸屬函數(shù)用分段線性函數(shù)表示為：

31、其中c0+σ0表示最高可接受的總調(diào)壓成本，也是優(yōu)化前的成本，優(yōu)化后的成本為c0，最大節(jié)約成本為σ0，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)取平均值得到；

32、其中：mi(i＝1，2，.....2l)為向量m中的第i個(gè)元素；mgi和分別為向量和mg中第i個(gè)元素；σg1i和σg2i分別表示對(duì)應(yīng)于理想負(fù)荷裕度下限和上限的負(fù)荷裕度模糊參數(shù)；

33、當(dāng)umin<ui，t≤umax時(shí)，即當(dāng)系統(tǒng)實(shí)際電壓在期望的理想負(fù)荷裕度范圍內(nèi)時(shí)，隸屬函數(shù)為1，兩邊向下傾斜部分表示實(shí)際電壓裕度超出理想負(fù)荷裕度范圍越多，越不可接受。

34、在一些實(shí)施方式中，所述根據(jù)目標(biāo)函數(shù)分量和可松弛變量確定隸屬函數(shù)，基于所述隸屬函數(shù)優(yōu)化所述配網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化調(diào)控模型，包括：

35、令η為所述隸屬函數(shù)中最小的隸屬變量，稱之為滿意度：η＝min{μ(g1),μ(g2)}；

36、將所述配網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化調(diào)控模型轉(zhuǎn)化為滿意度η最大化的單目標(biāo)非線性規(guī)劃模型，得到優(yōu)化后的所述配網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化調(diào)控模型，優(yōu)化后的所述配網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化調(diào)控模型的目標(biāo)函數(shù)為：min-η；

37、優(yōu)化后的所述配網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化調(diào)控模型增加以下約束條件：

38、f+(η-1)σi≤c0,i＝1……n；-u+(η-1)σi≤-umin；-u+(η-1)σi≤-umin；

39、0≤η≤1。

40、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)第二方面提供一種配電網(wǎng)分布式能源無(wú)功優(yōu)化調(diào)控裝置，所述裝置包括：

41、負(fù)荷節(jié)點(diǎn)理想電壓安全裕度確定模塊，用于確定負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度；

42、分布式節(jié)點(diǎn)理想電壓安全裕度確定模塊，用于確定分布式節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度，其中所述分布式節(jié)點(diǎn)包括分布式光伏節(jié)點(diǎn)和分布式電動(dòng)汽車(chē)節(jié)點(diǎn)；

43、配網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化調(diào)控模型確定模塊，用于以最小化配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化調(diào)控運(yùn)行成本和節(jié)點(diǎn)的實(shí)際電壓裕度相對(duì)于節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度的偏離值最小為目標(biāo)函數(shù)，建立考慮運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和電壓安全裕度的配網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化調(diào)控模型，所述節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度包括所述負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度和所述分布式節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度；

44、配網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化調(diào)控模型優(yōu)化模塊，用于根據(jù)目標(biāo)函數(shù)分量和可松弛變量確定隸屬函數(shù)，基于所述隸屬函數(shù)優(yōu)化所述配網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化調(diào)控模型；

45、無(wú)功優(yōu)化調(diào)控策略確定模塊，用于根據(jù)優(yōu)化后的所述配網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化調(diào)控模型獲得所述配電網(wǎng)分布式能源無(wú)功優(yōu)化調(diào)控方法。

46、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)第三方面提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被所述處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述處理器執(zhí)行如下步驟：

47、確定負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度；

48、確定分布式節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度，其中所述分布式節(jié)點(diǎn)包括分布式光伏節(jié)點(diǎn)和分布式電動(dòng)汽車(chē)節(jié)點(diǎn)；

49、以最小化配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化調(diào)控運(yùn)行成本和節(jié)點(diǎn)的實(shí)際電壓裕度相對(duì)于節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度的偏離值最小為目標(biāo)函數(shù)，建立考慮運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和電壓安全裕度的配網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化調(diào)控模型，所述節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度包括所述負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度和所述分布式節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度；

50、根據(jù)目標(biāo)函數(shù)分量和可松弛變量確定隸屬函數(shù)，基于所述隸屬函數(shù)優(yōu)化所述配網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化調(diào)控模型；

51、根據(jù)優(yōu)化后的所述配網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化調(diào)控模型獲得所述配電網(wǎng)分布式能源無(wú)功優(yōu)化調(diào)控方法。

52、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)第四方面提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)，使得所述處理器執(zhí)行如下步驟：

53、確定負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度；

54、確定分布式節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度，其中所述分布式節(jié)點(diǎn)包括分布式光伏節(jié)點(diǎn)和分布式電動(dòng)汽車(chē)節(jié)點(diǎn)；

55、以最小化配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化調(diào)控運(yùn)行成本和節(jié)點(diǎn)的實(shí)際電壓裕度相對(duì)于節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度的偏離值最小為目標(biāo)函數(shù)，建立考慮運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和電壓安全裕度的配網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化調(diào)控模型，所述節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度包括所述負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度和所述分布式節(jié)點(diǎn)的理想電壓安全裕度；

56、根據(jù)目標(biāo)函數(shù)分量和可松弛變量確定隸屬函數(shù)，基于所述隸屬函數(shù)優(yōu)化所述配網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化調(diào)控模型；

57、根據(jù)優(yōu)化后的所述配網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化調(diào)控模型獲得所述配電網(wǎng)分布式能源無(wú)功優(yōu)化調(diào)控方法。

58、采用本發(fā)明實(shí)施例，具有如下有益效果：

59、本發(fā)明提出一種配電網(wǎng)分布式能源無(wú)功優(yōu)化調(diào)控方法，首先計(jì)算配電網(wǎng)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)和分布式資源節(jié)點(diǎn)理想電壓安全裕度，然后建立同時(shí)考慮配電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和電壓安全裕度的配網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化調(diào)控模型，最后匯總目標(biāo)函數(shù)和變量的隸屬函數(shù)，建立基于隸屬函數(shù)的配網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化調(diào)控模型，最大限度的保證每個(gè)目標(biāo)函數(shù)結(jié)果最優(yōu)，即可獲得對(duì)應(yīng)于關(guān)注目標(biāo)的無(wú)功優(yōu)化策略。