本發(fā)明涉及高比例分布式電源配電網(wǎng)運行控制，具體涉及一種高比例分布式電源配電網(wǎng)的優(yōu)化控制方法和系統(tǒng)。

背景技術：

1、隨著分布式電源的發(fā)展，特別是光伏、燃氣輪機、混合熱聯(lián)供等的快速發(fā)展，傳統(tǒng)配電網(wǎng)正逐步轉變?yōu)榫哂幸欢煽匦缘闹鲃优潆娋W(wǎng)。在光伏發(fā)電技術成熟、經(jīng)濟成本降低因素的推動下，中低壓配電網(wǎng)中分布式光伏并網(wǎng)數(shù)量迅速增長，容量大幅度增加。光伏發(fā)電等分布式電源對配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行的研究也引起了越來越多研究人員的關注。

2、高比例分布式光伏并網(wǎng)改變了傳統(tǒng)配電網(wǎng)的潮流走向，反送潮流有時大于常規(guī)潮流，局部區(qū)域存在線路和變壓器反向重載甚至過載的可能。同時光伏與負載的時序特性決定了光伏輸出高峰期與負荷重載期的不匹配，高比例分布式光伏接入帶來了“鴨型曲線”現(xiàn)象，網(wǎng)絡最低負荷時段由夜間改為白天，網(wǎng)絡過電壓風險升高。另外，光伏發(fā)電功率受光照強度、溫度等因素影響較大，其出力具有間歇性、隨機性的特點，使得網(wǎng)絡中電壓波動問題明顯。因此，研究高比例光伏配電網(wǎng)的動態(tài)優(yōu)化控制方法，對促進光伏的接入和消納，提高電力系統(tǒng)靈活應變能力有重要的意義。

3、目前，針對分布式電源的智能配電網(wǎng)的協(xié)調優(yōu)化控制問題，主要是基于神經(jīng)網(wǎng)絡模型的預測來進行優(yōu)化控制的，然而，現(xiàn)有預測方法大多采用單一模型進行預測，預測性能十分有限，且忽略了多層級的配電網(wǎng)結構下的分布式電源功率的關聯(lián)關系，導致預測準確度低。

4、對于高比例、大規(guī)模的分布式電源配電網(wǎng)來講，由于分布式電源規(guī)模龐大和模型復雜度高等原因導致的計算速度、指令下發(fā)等過程難以滿足實時調控的需求；若直接基于預先得到的預測結果進行調控，可能會產(chǎn)生極端或突發(fā)情況下的預測調控量與實際不匹配的問題，調控準確度低。

技術實現(xiàn)思路

1、為了克服上述高比例分布式電源配電網(wǎng)中分布式電源出力的預測準確度低和調控準確度低的問題，本發(fā)明提供一種高比例分布式電源配電網(wǎng)的優(yōu)化控制方法和系統(tǒng)。

2、一方面，本發(fā)明提供一種高比例分布式電源配電網(wǎng)的優(yōu)化控制方法，應用于集中控制平臺，所述方法包括：

3、基于各層級的分布式電源發(fā)電功率的關聯(lián)關系，對每個分布式電源的歷史發(fā)電數(shù)據(jù)進行多層級預測，獲得每個所述分布式電源在下一日的出力預測值；

4、針對每個所述分布式電源，基于歷史潮流數(shù)據(jù)和最優(yōu)潮流優(yōu)化模型，確定下一日的出力調節(jié)值；

5、將每個所述分布式電源的出力調節(jié)值和出力預測值作為集中控制指令發(fā)送給對應的分布式電源，以使每個所述分布式電源在下一日內的各控制時段基于獲取的實時出力量測值、所述出力調節(jié)值和所述出力預測值，對各所述控制時段的出力值進行控制。

6、可選的，所述分布式電源的各層級包括臺區(qū)、饋線和變壓器。

7、可選的，所述基于各層級的分布式電源發(fā)電功率的關聯(lián)關系，對各層級的多個分布式電源的歷史發(fā)電數(shù)據(jù)進行多層級預測，獲得每個分布式電源在下一日內的出力預測值，包括：

8、獲取預設歷史期間內各層級的分布式電源的歷史發(fā)電數(shù)據(jù)，所述歷史發(fā)電數(shù)據(jù)包括各層級的分布式電源的歷史出力數(shù)據(jù)和對應的歷史環(huán)境數(shù)據(jù)；

9、將各層級的分布式電源的歷史出力數(shù)據(jù)和對應的歷史環(huán)境數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)，并行輸入多個不同的神經(jīng)網(wǎng)絡模型，對應獲得每個神經(jīng)網(wǎng)絡模型的輸出數(shù)據(jù)；

10、對每個神經(jīng)網(wǎng)絡模型的輸出數(shù)據(jù)進行融合處理，獲得每個所述分布式電源在下一日內的出力預測值。

11、可選的，所述對每個神經(jīng)網(wǎng)絡模型的輸出數(shù)據(jù)進行融合處理，獲得每個所述分布式電源在下一日內的出力預測值，包括：

12、針對每個所述分布式電源，基于每個所述神經(jīng)網(wǎng)絡模型的預測誤差，確定每個所述神經(jīng)網(wǎng)絡模型對應的預測權重；基于每個所述神經(jīng)網(wǎng)絡模型的輸出數(shù)據(jù)和對應的預測權重，確定所述分布式電源在下一日內的出力預測值。

13、可選的，所述多個不同的神經(jīng)網(wǎng)絡模型包括支持向量機、遺傳算法優(yōu)化的反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡和徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡。

14、可選的，在所述基于歷史潮流數(shù)據(jù)和最優(yōu)潮流優(yōu)化模型，確定下一日的出力調節(jié)值之前，所述方法還包括：

15、以分布式電源的出力最大化、所述配電網(wǎng)的網(wǎng)絡電壓偏差最小化和所述配電網(wǎng)的網(wǎng)絡線損最小化為目標，確定目標優(yōu)化函數(shù)；

16、考慮所述配電網(wǎng)的運行安全性，每個所述分布式電源的出力范圍和每個分布式電源的出力調節(jié)比例，確定所述目標優(yōu)化函數(shù)的約束條件；

17、基于所述目標優(yōu)化函數(shù)和所述約束條件，構建所述最優(yōu)潮流優(yōu)化模型。

18、可選的，所述目標優(yōu)化函數(shù)的表達式為：

19、min?f(x)＝-α1·f1(x)/f10+α2·f2(x)/f20+α3·f3(x)/f30

20、

21、

22、

23、式中，f(x)表示優(yōu)化函數(shù)，分別表示分布式電源的出力初始值、配電網(wǎng)的網(wǎng)絡電壓偏差初始值、配電網(wǎng)的網(wǎng)絡線損的初始值，α1,α2,α3分別表示分布式電源的出力對應權重、配電網(wǎng)的網(wǎng)絡電壓偏差對應權重、配電網(wǎng)的網(wǎng)絡線損的對應權重，且其取值均為正；f1(x)、f2(x)、f3(x)分別表示分布式電源的出力、配電網(wǎng)的網(wǎng)絡電壓偏差、配電網(wǎng)的網(wǎng)絡線損，npv為配電網(wǎng)中分布式電源的數(shù)量，為第n個分布式電源的有功出力值，i為配電網(wǎng)的網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)量，ui表示網(wǎng)絡節(jié)點i的電壓幅值，uj表示網(wǎng)絡節(jié)點j的電壓幅值，表示網(wǎng)絡節(jié)點i的參考電壓幅值，表示網(wǎng)絡節(jié)點i的電壓幅值上限，表示網(wǎng)絡節(jié)點i的電壓幅值下限，b為網(wǎng)絡支路集合，下標i,j表示以網(wǎng)絡節(jié)點i和網(wǎng)絡節(jié)點j為首末端節(jié)點形成的支路，gij為網(wǎng)絡節(jié)點i,j之間的支路電導，θij為網(wǎng)絡節(jié)點i,j電壓的相角差。

24、可選的，所述考慮所述配電網(wǎng)的運行安全性，每個所述分布式電源的出力范圍和每個分布式電源的出力調節(jié)比例，確定所述目標優(yōu)化函數(shù)的約束條件，包括：

25、通過潮流功率約束、分布式電源的電壓幅值約束和支路功率約束，來滿足所述配電網(wǎng)的運行安全性；

26、將每個所述分布式電源的出力預測值作為對應分布式電源的出力上限，以確定每個分布式電源的出力范圍約束；

27、以每個所述分布式電源的出力調節(jié)比例相等作為出力調節(jié)比例約束。

28、可選的，所述潮流功率約束的公式如下：

29、

30、其中，分別為網(wǎng)絡節(jié)點i處所接分布式電源的有功出力和無功出力，分別為網(wǎng)絡節(jié)點i處負荷的有功功率和無功功率，ui為網(wǎng)絡節(jié)點i的電壓幅值，uj為網(wǎng)絡節(jié)點j的電壓幅值，i為配電網(wǎng)的網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)量，gij,bij分別為網(wǎng)絡節(jié)點i,j之間支路的導納矩陣中的元素，θij為網(wǎng)絡節(jié)點i,j電壓的相角差；

31、每個所述分布式電源的電壓幅值約束的公式如下：

32、ui,min≤ui≤ui,max

33、其中，ui,min為網(wǎng)絡節(jié)點i的電壓幅值下限，ui,max網(wǎng)絡節(jié)點i的電壓幅值上限；

34、所述支路功率約束的公式如下：

35、

36、

37、

38、其中，為支路l的視在功率，分別為支路l流過的有功功率和無功功率，為支路l的視在功率上限；

39、每個所述分布式電源的出力范圍約束的公式如下：

40、

41、

42、其中，分別為網(wǎng)絡節(jié)點i處所接分布式電源的有功出力的最小值和有功出力最大值；

43、所述出力調節(jié)比例約束的公式如下：

44、

45、其中，為優(yōu)化后網(wǎng)絡節(jié)點i處所接分布式電源的出力調節(jié)值，ε為配電網(wǎng)中分布式電源的最大出力調整比例，rqcr為預設的分布式電源的出力調整比例，即分布式電源的實際有功功率調整值與其所能發(fā)出的最大有功功率值的比值；r表示網(wǎng)絡節(jié)點集合。

46、可選的，所述歷史潮流數(shù)據(jù)包括歷史出力數(shù)據(jù)和歷史負荷數(shù)據(jù)，所述基于歷史潮流數(shù)據(jù)和最優(yōu)潮流優(yōu)化模型，確定下一日的出力調節(jié)值，包括：

47、基于序列二次規(guī)劃算法，將所述最優(yōu)潮流優(yōu)化模型轉化成對應的二次規(guī)劃子問題；

48、在所述序列二次規(guī)劃算法的每次迭代過程中，基于所述歷史出力數(shù)據(jù)和所述歷史負荷數(shù)據(jù)，利用可信賴域指導搜索出當前迭代的對應位移，以確定新的迭代點，直到達到迭代終止條件，獲得全局最優(yōu)迭代點；

49、基于所述全局最優(yōu)迭代點，確定下一日的出力調節(jié)值。

50、另一方面，本發(fā)明還提供一種高比例分布式電源配電網(wǎng)的優(yōu)化控制方法，應用于分布式電源，所述方法包括：

51、日前接收集中控制平臺下發(fā)的集中控制指令，所述集中控制指令包括當前分布式電源在下一日內的出力調節(jié)值和出力預測值，所述出力調節(jié)值為所述集中控制平臺在日前基于所述配電網(wǎng)的歷史潮流數(shù)據(jù)和最優(yōu)潮流優(yōu)化模型獲得的，所述出力預測值為所述集中控制平臺在日前基于各層級的分布式電源出力的關聯(lián)關系，對各層級的分布式電源的歷史發(fā)電數(shù)據(jù)進行多層級預測獲得的；

52、針對日內的各控制時段，在所述控制時段獲取實時出力量測值，并基于所述實時出力量測值、所述出力預測值和所述出力調節(jié)值對所述控制時段的出力值進行控制。

53、可選的，所述基于所述實時出力量測值、所述出力預測值和所述出力調節(jié)值對所述控制時段的出力值進行控制，包括：

54、比較所述實時出力量測值和所述出力預測值；

55、若所述實時出力量測值不小于所述出力預測值，或者，所述實時出力量測值小于所述出力預測值且所述實時出力量測值大于等于預測的調節(jié)后出力值，則利用所述出力調節(jié)值對所述控制時段的出力值進行控制調整；

56、若所述實時出力量測值小于預測的調節(jié)后出力值，則將所述實時出力量測值作為所述控制時段的出力值；

57、其中，所述預測的調節(jié)后出力值為利用所述出力調節(jié)值對所述出力預測值進行調整后獲得的。

58、另一方面，本發(fā)明還提供一種高比例分布式電源配電網(wǎng)的優(yōu)化控制系統(tǒng)，包括：

59、集中控制平臺和各層級的多個分布式電源，所述集中控制平臺與每個所述分布式電源之間通信連接；

60、所述集中控制平臺，用于基于各層級的分布式電源發(fā)電功率的關聯(lián)關系，對每個分布式電源的歷史發(fā)電數(shù)據(jù)進行多層級預測，獲得每個所述分布式電源在下一日的出力預測值；基于歷史潮流數(shù)據(jù)和最優(yōu)潮流優(yōu)化模型，確定每個所述分布式電源在下一日的出力調節(jié)值；將每個所述分布式電源的出力調節(jié)值和出力預測值作為集中控制指令發(fā)送給對應的分布式電源；

61、所述分布式電源，用于針對日內的各控制時段，在所述控制時段獲取實時出力量測值，基于所述實時出力量測值和日前接收的所述出力預測值和所述出力調節(jié)值，對所述控制時段的出力值進行控制。

62、另一方面，本發(fā)明還提供一種電子設備，包括：至少一個處理器和存儲器；所述存儲器和處理器通過總線相連；

63、所述存儲器，用于存儲一個或多個程序；

64、當所述一個或多個程序被所述至少一個處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)上述中任意一項所述的高比例分布式電源配電網(wǎng)的優(yōu)化控制方法。

65、另一方面，本發(fā)明還提供一種可讀存儲介質，其上存有執(zhí)行程序，所述執(zhí)行程序被執(zhí)行時，實現(xiàn)上述中任意一項所述的高比例分布式電源配電網(wǎng)的優(yōu)化控制方法。

66、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：

67、本發(fā)明提供一種高比例分布式電源配電網(wǎng)的優(yōu)化控制方法，通過在日前進行多層級預測，獲得每個分布式電源在下一日的出力預測值，考慮各層級的分布式電源出力之間的關聯(lián)關系，提升預測準確度。同時，通過目標優(yōu)化控制模型獲得出力調節(jié)值，以使分布式電源能夠預先獲取該出力預測值和出力調節(jié)值，實現(xiàn)大計算量和控制指令交互的提前完成，以降低實時控制過程的計算和網(wǎng)絡帶寬壓力；在實時調控時，每個分布式電源通過實時獲取各自的出力量測值，再基于預先接收到的出力預測值和出力調節(jié)值進行各自當前出力的實時控制調整即可，實現(xiàn)分布式電源的本地快速控制，且保證調節(jié)效果。本方案將分布式電源的提前集中預測優(yōu)化和本地實時控制相結合，平衡了處理速率和控制效果，可實施性強。