行比较，比较结果见表8。
[0171] 表8不同求解方法计算性能比较
[0172]
【主权项】
1. 基于锥优化的交直流混合结构有源配电网运行优化方法，其特征在于，包括如下步 骤： 1) 根据选定的交直流混合结构有源配电网，输入系统基本参数信息，包括：线路参数、 负荷水平、网络拓扑连接关系，系统运行电压水平和各支路电流限制，分布式电源接入位 置、类型和容量，电压源换流器接入位置与容量，系统基准电压和基准功率； 2) 依据步骤1)给出的交直流混合结构有源配电网，同时考虑交流网络损耗、直流网络 损耗及电压源换流器的运行损耗，建立交直流混合结构有源配电网运行优化问题的数学模 型，包括：选取根节点为平衡节点，设定有源配电网运行的总损耗最小为目标函数，分别考 虑交直流混合结构有源配电网的潮流约束、运行约束及电压源换流器的运行约束和电压源 换流器控制方式约束； 3) 将步骤2)所建立的交直流混合结构有源配电网运行优化问题的数学模型中目标函 数和约束条件的绝对值项进行线性化；根据锥优化的标准形式对绝对值项线性化后的目标 函数和约束条件进行锥模型转化； 4) 对步骤3)转化得到的线性化的目标函数，以及转化为线性约束、二阶锥约束和二阶 旋转锥约束的约束条件，采用CLPEX求解器进行求解； 5) 输出步骤4)的求解结果，包括电压源换流器传输的最优功率值、网络潮流结果以及 目标函数值。2. 根据权利要求1所述的基于锥优化的交直流混合结构有源配电网运行优化方法，其 特征在于，步骤2)所述的有源配电网运行总损耗最小为目标函数表示为 minf Ploss，ac+Ploss，dc+Ploss，VSC 式中，交流网络损耗Plciss，a。、直流网络损耗Plciss，d。与电压源换流器的运行损耗Plciss，VSC分 别用下式表示式中，\a。为系统中交流网络的节点数，NNid。为系统中直流网络的节点数，Nvsc为系统 中接入的电压源换流器个数；Q(i)为交流节点i的相邻节点的集合；Q(i')为直流节点 i'的相邻节点的集合；交流节点i和交流节点j是交流支路ij两端的节点，直流节点i' 和直流节点j'是直流支路i'j'两端的节点；r^a。为交流支路ij的电阻；r1( 。为直 流支路i'j'的电阻；Iua。为流过交流支路ij的电流值；I,, ,,d。为流过直流支路i'V 的电流值；P%a。为第m个电压源换流器交流侧输出的有功功率，A"为第m个电压源换流器的 有功损耗系数。3. 根据权利要求1所述的基于锥优化的交直流混合结构有源配电网运行优化方法，其 特征在于，步骤2)所述的交直流混合结构有源配电网的潮流约束中交流配电网络的潮流 约束表示为式中，〇(i)为以父流节点i为禾鞴节点的叉路苜鞴节点集合，W(i)为以交流节点i为首端节点的支路末端节点集合；Uiia。为交流节点i的电压值，Xi_jia。为交流支路ij的电抗； Pjlia。为交流节点j流向交流节点i的有功功率，Qjlia。为交流节点j流向交流节点i的无功 功率；Pia。为交流节点i上注入的有功功率之和，PD(U、P_j别为交流节点i上 分布式电源注入的有功功率、电压源换流器交流侧输出的有功功率、负荷消耗的有功功率， Qlia。为交流节点i上注入的无功功率之和，QD(U、Qvse_aq、Qumu*别为交流节点i上分布式 电源注入的无功功率、电压源换流器交流侧输出的无功功率、负荷消耗的无功功率。 步骤2)所述的交直流混合结构有源配电网的潮流约束中的直流配电网络的潮流约束 表示为式中，? (i')为以直流节点i'为末端节点的支路首端节点集合，W(i')为以直流 节点i'为首端节点的支路末端节点集合；U1(id。为直流节点i'的电压值；P1( id。为直 流节点i'流向直流节点j'的功率A,d。为直流节点i'上注入的功率之和，PD(U,、PVSC_dq,、Puwu，分别为直流节点i'上分布式电源注入的功率、电压源换流器直流侧输出的功 率、负荷消耗的功率。4. 根据权利要求1所述的基于锥优化的交直流混合结构有源配电网运行优化方法，其 特征在于，步骤2)所述的电压源换流器的运行约束表示为式〒，匕_ 弟m个电达源俠侃益父侃1则输出的有功功率，P%d。为第m个电压源换流器 直流侧输出的功率，为第m个电压源换流器交流侧输出的无功功率；S 分别为 第m个电压源换流器的视在功率和无功功率的输出上限，m为大于等于1的整数。5. 根据权利要求1所述的基于锥优化的交直流混合结构有源配电网运行优化方法，其 特征在于，步骤2)所述的电压源换流器控制方式约束分别表示为： 当电压源换流器采用交流侧有功功率和无功功率控制时，所述的电压源换流器控制方 式约束表示为 p=P A m, ac A m, set Qm,acQm,set 式中，Pn^t为第m个电压源换流器交流侧有功功率的设定值，Qiw为第m个电压源换 流器交流侧无功功率的设定值； 当电压源换流器采用直流侧电压控制和交流侧无功功率控制时，所述的电压源换流器 控制方式约束表示为 U = U ^m, ac i m, set Qm,acQm,set 式中，化3。为第m个电压源换流器直流侧节点电压，Uiw为第m个电压源换流器直流 侧节点电压的设定值。6. 根据权利要求1所述的基于锥优化的交直流混合结构有源配电网运行优化方法，其 特征在于，步骤3)所述的将目标函数和约束条件中的绝对值项进行线性化是： 引入辅助变量1= |Pmia(：| =max{Pmia。，-PmiaJ来替换目标函数和约束条件中含有绝对 值的项|匕3。|，并增加如下约束条件： 0 Mi》Pm，ac 吣彡-Pm，ac。7. 根据权利要求1所述的基于锥优化的交直流混合结构有源配电网运行优化方法，其 特征在于，步骤3)所述的进行锥模型转化包括： (1)对目标函数和约束条件中含有的二次项吆c、冲,dc、斤^:和/^以分别对应采 用v; ^ 1;_和1 1讲行替换，替换后得到的线件化目标函数如下， * t-T X ^ -----J'-- t - X.乂VJ. VJ J. 替换后得到的线性化约束条件如下，再将替换后得到的如下约束条件松弛为二阶锥约束，松弛得到的二阶锥约束为 II [2Pij，ac 2Qij，aclij，acV"i，ac] || 2^ 1ij，ac+Vi，ac II [2Pi'j'，(JCli' j'，(JCVi'，(JC]II2^ 1i'j'，dc+Vi'，dc， (2)将电压源换流器的运行约束由非线性约束转换为旋转锥约束:〇
【专利摘要】一种基于锥优化的交直流混合结构有源配电网运行优化方法：根据选定的交直流混合结构有源配电网；依据交直流混合结构有源配电网，同时考虑交流网络损耗、直流网络损耗及电压源换流器的运行损耗，建立交直流混合结构有源配电网运行优化问题的数学模型；将数学模型中目标函数和约束条件的绝对值项进行线性化；根据锥优化的标准形式对绝对值项线性化后的目标函数和约束条件进行锥模型转化；对转化得到的线性化的目标函数、线性约束、二阶锥约束和二阶旋转锥约束的约束条件，采用CLPEX求解器进行求解，并输出结果。本发明可以对交直流混合结构有源配电网和电压源换流器运行优化问题进行统一描述，避免了繁琐的迭代和大量的测试，在计算速度上有大幅地提升。
【IPC分类】H02J3/00, H02J3/02
【公开号】CN105119280
【申请号】CN201510546775
【发明人】王成山, 冀浩然, 李鹏, 宋关羽, 赵金利, 张小天
【申请人】天津大学, 海南电网公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月31日