一种配电网系统的资源聚合商参与阻塞管理方法及装置与流程

本发明涉及配电网阻塞管理领域，尤其涉及一种配电网系统的资源聚合商参与阻塞管理方法及装置。

背景技术：

1、随着海量的分布式资源(distributed energy resources，ders)接入中压/低压配电网侧，传统的配电网由单一、被动地接受上级电网的电能传输转变为双向、主动地向电网提供电能或消纳电能。配电网侧接入的海量分布式资源为配电网提供了额外的运行灵活性与可控性，即分布式资源以聚合商的形式参与配电网辅助服务，如调峰、调压、阻塞管理等。与此同时，在分布式资源参与辅助服务的同时，也增加了配电网安全运行的管理复杂程度。

2、通常，配电网管理员(distributed network operator，dno)向分布式资源聚合商(ders aggregators)下发调度指令，分布式资源聚合商根据自身包含的分布式资源集群，如电动汽车、可控负荷和储能等，进行调度指令的分解，从而完成对上级电网的指令响应。

3、已有文献提出了几种关于分布式资源聚合商进行上级电网需求响应的算法。第一种为保护用户隐私的同时提出需求响应的两阶段优化算法，第二种为应用信息差距决策理论的分布式资源聚合商参与需求侧响应的自调度算法。然而，上述两种方法均为考虑系统的安全运行约束，但当分布式资源聚合容量变大时，不正确的需求侧响应策略可能会导致系统运行不可行，例如电压越限和线路功率过载等问题，从而危及电力服务的安全。第三种为基于模型的预测控制方法，有效利用灵活资源，在考虑系统安全运行约束的情况下，在太阳能光伏低压配电网中进行需求侧响应，该方法虽然在分布式资源聚合商进行优化调度时考虑了网络约束，但却忽略了产消者或分布式资源聚合商是无权访问网络变量信息，即他们没有能力根据自己的知识解决优化调度问题。

4、现阶段，针对分布式资源聚合商参与配电网辅助服务还存在的如下挑战：

5、(1)对于配电网管理员侧：当分布式资源聚合商参与配电网辅助服务，如阻塞管理时，需要配电网管理员侧对于参与服务的分布式资源聚合商进行决策，即使得哪些聚合商参与是最有效的。这需要配电网管理员对于配电网运行状态有着精确地把握。然而，由于配电网量测设备有限，其无法准确掌握系统运行的状态的变化；

6、(2)对于分布式资源聚合商的：一般来说，分布式资源聚合商没有权限获得上级配电网的网络信息，包括网络参数(线路、开关状态等)和系统运行状态，以至于其在进行上级指令响应时，无法确保其调度方案在配电网安全运行的约束内，比如：线路潮流越限和电压安全越限等。

技术实现思路

1、本发明提供了一种配电网系统的资源聚合商参与阻塞管理方法及装置，实现优化分布式资源聚合商参与阻塞管理的调度决策，提高配电网安全运行的安全性。

2、为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种配电网系统的资源聚合商参与阻塞管理方法，包括：

3、获取配电网系统的量测量，基于量测量对配电网系统进行配电网状态估计，获得配电网当前运行状态；其中，量测量包括当前的真实量测量和历史伪量测量；

4、根据配电网当前运行状态，将节点注入功率方程与支路潮流方程进行功率变换灵敏度分析，得到分布式资源聚合商的节点注入功率变化与配电网系统的各支路节点运行状态变化之间的函数关系；

5、根据函数关系，对配电网系统进行资源聚合商指令响应决策，确定当前参与阻塞管理的资源运行商，并根据函数关系和配电网系统的安全运行约束，将等效的资源运行商安全运行约束传输至资源运行商，以使资源运行商进行指令响应时，配电网系统的安全约束不越限。

6、实施本发明实施例，获取配电网系统的当前的真实量测量数据结合配电网侧海量的历史量测数据，利用状态估计技术对配电网运行状态进行估计，获得配电网当前运行状态，根据当前运行状态，进行灵敏度分析，得到各个分布式资源聚合商侧的节点注入功率变化与配电网系统网络侧各支路潮流、节点电压幅值变化的对应函数关系，优化配电网状态估计辅助下的分布式资源聚合商参与阻塞管理。配电网管理侧根据函数关系进行参与配电网阻塞管理服务的决策，同时将其作为运行信息传递至分布式资源聚合商处，各分布式资源聚合商通过该函数关系可保证其调度方案满足系统安全运行约束，配电网系统的安全约束不越限，无需假设分布式资源聚合商获悉配电网络的运行信息及参数，仅令聚合商与配电网管理侧进行有限地信息交流，确保了不同主体间的信息安全，更加符合实际运行与操作，提高配电网安全运行的安全性，具有较广的兼容性和较强的适应性。

7、作为优选方案，获取配电网系统的量测量，具体为：

8、将配电网系统的节点注入的当前量测数据作为当前的真实量测量，具体为：

9、

10、其中，z(t)为当前的真实量测量，为有功功率，为无功功率，为支路有功功率，为支路无功功率，为节点电压幅值；

11、通过历史量测数据，获得历史伪量测量；其中，历史伪量测量包括节点导纳矩阵、支路相角、支路的串联电导和电纳。

12、作为优选方案，基于量测量对配电网系统进行配电网状态估计，获得配电网当前运行状态，具体为：

13、根据当前的真实量测量和历史伪量测量，建立配电网系统的量测方程，具体为：

14、

15、

16、其中，ni为与节点i相连的节点集合；为节点j的电压幅值量测；gij和bij分别为节点导纳矩阵中第i行第j列元素的实部和虚部；gij和bij分别为支路ij的串联电导与电纳；θij为支路相角差；

17、根据配电网系统的量测方程，建立配电网状态估计模型，具体为：

18、min(r(t))twr(t)

19、s.t.z(t)-h(x(t))＝r(t)

20、其中，w为量测量权重矩阵，r(t)为量测噪声项，x(t)为配电网当前运行状态；

21、基于加权最小二乘法，求解配电网状态估计模型，得到配电网当前运行状态，具体为：

22、

23、其中，为t时刻下配电网侧的节点电压幅值，为节点电压相角。

24、作为优选方案，根据配电网当前运行状态，将节点注入功率方程与支路潮流方程进行功率变换灵敏度分析，得到分布式资源聚合商的节点注入功率变化与配电网系统的各支路节点运行状态变化之间的函数关系，具体为：

25、将分布式资源聚合商所在节点进行标注，得到标注节点；

26、根据配电网当前运行状态，将节点注入功率方程进行泰勒展开分析处理，得到分布式资源聚合商的标注节点的出力变化与配电网系统当前节点的运行状态变化之间的第一函数关系；

27、根据配电网当前运行状态和第一函数关系，将支路潮流方程进行泰勒展开分析处理，得到分布式资源聚合商的标注节点的出力变化与配电网系统当前支路的运行状态变化之间的第二函数关系。

28、作为优选方案，根据配电网当前运行状态，将节点注入功率方程进行泰勒展开分析处理，得到分布式资源聚合商的标注节点的出力变化与配电网系统当前节点的运行状态变化之间的第一函数关系，具体为：

29、根据配电网当前运行状态，将节点注入功率方程在配电网系统当前运行点处进行一阶泰勒展开，得到第一变化关系，并根据节点状态变化位置，在第一变化关系中提取分布式资源聚合商的标注节点的出力变化与配电网系统当前节点的运行状态变化之间的第一函数关系；其中，第一变化关系具体为：

30、

31、

32、其中，δp(t)、δq(t)、δu(t)、δθ(t)分别为时刻t下节点注入有功功率、节点注入无功功率、节点电压幅值和节点电压相角的偏移量；为配电网系统当前运行点，u(t)、θ(t)、p(t)、q(t)分别为时刻t下节点电压幅值、节点电压相角、节点注入有功功率和节点注入无功功率的向量集合；为时刻t下第一变化关系；其中，节点注入功率方程，具体为：

33、

34、其中，为节点导纳矩阵第i行第j列元素的共轭，为t时刻节点j的复电压共轭，n为配电网系统的节点数量。

35、作为优选方案，根据配电网当前运行状态和第一函数关系，将支路潮流方程进行泰勒展开分析处理，得到分布式资源聚合商的标注节点的出力变化与配电网系统当前支路的运行状态变化之间的第二函数关系，具体为：

36、根据配电网当前运行状态，将支路潮流方程在配电网系统当前运行点处进行一阶泰勒展开，得到第二变化关系；其中，第二变化关系具体为：

37、

38、

39、其中，和分别为时刻t下支路有功功率和支路无功功率的偏移量，为时刻t下第二变化关系，为配电网系统当前运行点，分别为时刻t下支路有功功率和支路无功功率的向量集合；其中，支路潮流方程，具体为：

40、

41、根据第一函数关系中的第一变化关系和第二变化关系，获取支路节点偏移量变化关系，具体为：

42、

43、基于支路节点偏移量变化关系，提取分布式资源聚合商的标注节点的出力变化与配电网系统当前支路的运行状态变化之间的第二函数关系。

44、作为优选方案，根据函数关系，对配电网系统进行资源聚合商指令响应决策，确定当前参与阻塞管理的资源运行商，具体为：

45、当对配电网系统进行节点调压时，选取第一函数关系中元素最大值对应的资源聚合商进行响应；

46、当对配电网系统进行阻塞缓解时，选取第二函数关系中元素最大值对应的资源聚合商进行响应；

47、基于当前响应的资源聚合商，确定当前参与阻塞管理的资源运行商。

48、作为优选方案，根据函数关系和配电网系统的安全运行约束，将等效的资源运行商安全运行约束传输至资源运行商，具体为：

49、根据配电网当前运行状态，获得配电网系统的安全运行约束，具体为：

50、

51、其中，和为节点i电压幅值的上下限，和分别为支路ij的有功功率的上下限，和分别为支路ij的无功功率的的上下限，和分别为t时刻节点i电压幅值、支路有功功率和支路无功功率的估计值；

52、根据第一函数关系、第二函数关系和配电网系统的安全运行约束，确定等效的资源运行商安全运行约束，具体为：

53、

54、其中，为时刻t下所有聚合商有功功率的变化量总量；

55、将等效的资源运行商安全运行约束传输至资源运行商。

56、为了解决相同的技术问题，本发明实施例还提供了一种配电网系统的资源聚合商参与阻塞管理装置，包括：状态估计模块、灵敏度分析模块和管理响应模块；

57、其中，状态估计模块用于获取配电网系统的量测量，基于量测量对配电网系统进行配电网状态估计，获得配电网当前运行状态；其中，量测量包括当前的真实量测量和历史伪量测量；

58、灵敏度分析模块用于根据配电网当前运行状态，将节点注入功率方程与支路潮流方程进行功率变换灵敏度分析，得到分布式资源聚合商的节点注入功率变化与配电网系统的各支路节点运行状态变化之间的函数关系；

59、管理响应模块用于根据函数关系，对配电网系统进行资源聚合商指令响应决策，确定当前参与阻塞管理的资源运行商，并根据函数关系和配电网系统的安全运行约束，将等效的资源运行商安全运行约束传输至资源运行商，以使资源运行商进行指令响应时，配电网系统的安全约束不越限。

60、为了解决相同的技术问题，本发明实施例还提供一种计算机设备，包括处理器和存储器，存储器用于存储计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现配电网系统的资源聚合商参与阻塞管理方法。

61、为了解决相同的技术问题，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现配电网系统的资源聚合商参与阻塞管理方法。