基于虚拟发电机的最优潮流协调优化方法与流程

技术特征：

1.一种基于虚拟发电机的最优潮流协调优化方法，其特征在于包括有以下步骤：

1)在上下级电网联络的关口母线处人工定义一台虚拟发电机，该虚拟发电机的初始出力为0，发电机的模型包含有功、无功上下限的属性；

2)通过现有的能量管理系统获取各下级电网实时上送的有功、无功可调节范围；

3)在最优潮流中将各虚拟发电机模型中的有功、无功上下限属性按2)实时上送的有功、无功调节范围进行约束设置；

4)上级电网定义费用曲线来对虚拟发电机的调节成本进行建模；

5)启动最优潮流计算，并将虚拟发电机的优化后出力下发给对应的下级调度；

6)下级电网在建模中也在关口母线处增加一台虚拟发电机；

7)下级电网根据上级电网下发的虚拟发电机优化目标值来设置本电网模型中的虚拟发电机出力；

8)下级电网根据需要来定义费用曲线来对虚拟发电机的调节成本进行建模；

9)下级电网在最优潮流中将虚拟发电机处理成固定出力节点进行最优潮流的计算。

2.根据权利要求1所述的基于虚拟发电机的最优潮流协调优化方法，其特征在于上述步骤1)在上下级联络的关口母线处设置虚拟发电机的方法是：让用户通过界面工具，在上下级联络的关口母线处连接一台虚拟发电机；虚拟发电机的初始出力为0。

3.根据权利要求1所述的基于虚拟发电机的最优潮流协调优化方法，其特征在于上级电网用此虚拟发电机对下级电网的有功、无功调节能力进行建模，即将从下级电网中获取的有功无功调节能力，赋值给对应发电机的有功、无功上下限。

4.根据权利要求1所述的基于虚拟发电机的最优潮流协调优化方法，其特征在于下级电网用此虚拟发电机来对上级电网的优化目标进行建模，即用此虚拟发电机的出力目标属性来接收从上级电网获得到的目标出力。

5.根据权利要求1所述的基于虚拟发电机的最优潮流协调优化方法，其特征在于步骤2)和步骤3)中，上级电网进行最优潮流计算时将下级电网上送的有功、无功调节能力作为虚拟发电机的出力约束。

6.根据权利要求1所述的基于虚拟发电机的最优潮流协调优化方法，其特征在于步骤9)中，下级电网进行最优潮流计算时按上级电网下发的有功、无功出力目标将虚拟发电机处理成固定出力节点。

7.根据权利要求1所述的基于虚拟发电机的最优潮流协调优化方法，其特征在于上述步骤2)中，获取各下级电网实时上送有功、无功可调节范围；

上述步骤3)中，在最优潮流中将各虚拟发电机的有功、无功上下限按之前实时上送的有功、无功调节上下限进行对应的赋值处理，形成虚拟发电机出力的上下限约束。

8.根据权利要求1所述的基于虚拟发电机的最优潮流协调优化方法，其特征在于上述步骤5)中，启动常规最优潮流计算，并将虚拟发电机的优化后出力下发给对应的下级调度；上述步骤6)中，下级电网在建模中也在关口母线处人工定义一台虚拟发电机。

9.根据权利要求1所述的基于虚拟发电机的最优潮流协调优化方法，其特征在于上述步骤7)下级电网根据上级电网下发的虚拟发电机出力优化目标值来设置本电网模型中的虚拟发电机出力；上述步骤4)及步骤8)中，用费用曲线对上级电网及下级电网的有功、无功协调的成本进行建模计算，费用曲线采用通用成本函数来描述，支持多项式和分段线性成本。

10.根据权利要求1至9任一项所述的基于虚拟发电机的最优潮流协调优化方法，其特征在于上述步骤9)中，最优潮流中对虚拟发电机的调节成本函数的处理方法如下：

①对最优潮流扩展成如下形式的优化问题:

$\underset{x,z}{\min }f\left(x\right)+f_u(x,z)$

s.t

g(x)＝0

h(x)≤0

x_min≤x≤x_max

$l\≤A\left[\begin{array}{c}x\\ z\end{array}\right]\≤u$

z_min≤z≤z_max

其中，f_u(x,z)为虚拟发电机的费用约束。

$f_u(x,z)=\frac{1}{2}{\mathrm{\ω}}^{T}H\mathrm{\ω}+C^T\mathrm{\ω}$

上面公式中，H是n_ω×n_ω维的对称矩阵，N是n_ω×(n_x+n_z)维的矩阵，其它的参数都是n_ω×1的向量。

②ω可通过N线性变换及偏移获得

$r=N\left[\begin{array}{c}x\\ z\end{array}\right]$

$u=r-\hat{r}$

接下来对u的每个元素按下面的带死区标量函数处理以获取相应的ω的元素：

${\mathrm{\ω}}_i=\left\{\begin{array}{c}{m}_i{f}_{d_i}(u_i+k_i),u_i\<-k_i\\ 0,-k_i\≤u_i\≤k_i\\ m_i{f}_{d_i}(u_i-k_i),u_i\>k_i\end{array}\right.$

上式中k_i指定死区的范围，m_i是一个简单的标量，f_di是根据d_i的值选择的预定义标量函数：

$f_{d_i}\left(\mathrm{\α}\right)=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\α},(d_i=1)\\ {\mathrm{\α}}^2,(d_i=2)\end{array}\right.$

上式中，d_i＝1时，虚拟发电机的调节成本用分段线性函数描述，d_i＝2时，虚拟发电机的调节。