一种基于SNOP的配电环网潮流优化控制策略的制作方法

本发明涉及配电系统领域，特别涉及配电环网潮流优化控制策略领域。

背景技术：

随着高渗透率、大容量的分布式电源以及电动汽车等新型负荷的大规模接入，传统配电网面临着巨大的压力和挑战。基于联络开关的传统配电网的潮流优化控制策略由于开关动作次数以及调节连续性等弊端的限制，无法及时有效的保证配电环网的潮流控制效果。智能软开关(softnormallyopenpoint,snop)是安装于传统联络开关处的电力电子装置，具有高度自我优化的能力，凭借强大的潮流调节能力，能够有效提高系统运行稳定性、增强输电能力。但由于snop的实现成本较高，单纯用于配电网潮流控制时无法体现其应用优势。

本发明提出一种基于snop的配电环网潮流优化控制策略，基于连续的时间序列，综合考虑系统网络损耗、负荷节点电压偏差以及snop内部功率损耗，在增强配电网对分布式电源接纳能力的同时，提高系统运行的整体经济性。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是：基于snop的配电环网的潮流优化的控制策略。采取的技术方案具体内容如下：

1.基于snop的配电环网的最优潮流综合考虑系统网络损耗、节点电压偏差以及snop内部的功率损耗，属于多目标优化问题。

2.为了将多目标函数优化问题变为单一目标函数优化问题，此发明专利采用权重法，将系统网络损耗、节点电压偏差以及snop内部的功率损耗三个目标函数乘以不同的权重后求和，以实现统一的建模。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

本发明专利所公开的控制策略，与传统配电网的潮流优化模型相比，具有显著区别：

1.传统配电网模型的建立基于单一的时间断面，而本发明专利中所公开的控制策略在时间尺度上进行扩展，基于连续的时间序列，可以实现对配电环网潮流的实时优化。

2.传统配电网模型常忽略snop本身损耗以网络损耗最小或节点电压偏差最小等为目标函数，建立单一目标的模型。而本发明专利所公开的方法中综合考虑网络损耗最小、节点电压偏差最小以及snop内部功率损耗最小，并利用权重法将多目标多函数优化问题转化为多目标单函数优化问题，以实现网络损耗、节点电压偏差、snop内部功率损耗的统一建模。

3.本发明专利所公开的基于snop的配电环网潮流优化控制策略，考虑了snop内部的功率损耗，并将snop内部功率损耗最小作为目标函数之一，提高了系统运行的整体经济性，凸显了基于snop的配电环网结构的优越性。

附图说明

附图1为基于snop的配电环网潮流控制的功率注入模型。

具体实施方式

1.基于snop的配电环网的最优潮流综合考虑网络损耗、节点电压偏差以及snop内部的功率损耗，属于多目标优化问题。

1)网络有功功率损耗最小

式中，rl、pl、ql、vl表示支路l的阻抗、有功功率、无功功率和电压；l表示网络中总的支路数。

2)节点电压偏差最小

式中，vi表示节点i电压的标幺值，n表示网络中总的节点数。

3)snop内部的功率损耗最小

其中，

式中，m表示vsc的编号，m＝1表示vsc1即连接到馈线1的vsc，m＝2表示vsc2即连接到馈线2的vsc，psnop,loss表示snop的内部功率损耗，表示连接到馈线m的vsc的交流电流，分别表示由vsc注入馈线的有功功率和无功功率，vm表示交流侧终端电压，a^m、b^m、c^m表示系数。

通常，a^m、b^m系数很难获得，而只有在额定情况下的无负载损耗系数c^m可由生产商提供，故通常取一线性函数来近似此二次函数模型：

式中，表示额定条件下功率损耗，是额定条件下vsc的交流电流。

2.为了将多目标优化问题变为单一目标优化问题，此发明专利采用权重法，将网络损耗、节点电压偏差以及snop内部的功率损耗三个目标函数乘以不同的权重后求和，以实现统一的建模，即

式中，α、β、γ为权重系数。

3.基于snop的配电环网的潮流优化控制策略需考虑如下的运行约束条件：

1)snop运行约束条件

式中，分别表示snop两端输出的有功功率和无功功率，分别表示snop两端输出的无功功率上限，分别表示连接馈线1和馈线2的vsc的额定功率。

2)系统运行约束条件

|sl|≤|sl,max|,l∈l

式中，ui、分别表示节点电压、节点最小电压及节点的最大电压，sl、sl,max分别表示支路实际容量及支路上的最大容量。

4.利用罚函数将具体实施方法3中的约束条件包含到目标函数中，化简优化模型后，可采用无约束优化方法直接求解转换后的目标函数(带有惩罚项)。

其数学模型为：

式中，k1、k2表示罚系数，fsnop表示snop的运行约束，fsystem表示系统的运行约束。