高比例新能源配电网日前日内两阶段降损优化方法及装置与流程

本技术涉及电气工程，尤其涉及一种高比例新能源配电网日前日内两阶段降损优化方法及装置。

背景技术：

1、电网损耗是反映电能传输的综合性指标之一，也是考核供电企业设计水平、生产技术水平以及管理水平的重要经济技术指标之一。配电网因其结构庞大和运行的复杂性，其损耗量在整个输配电网损耗中占比巨大，因此降损一直是配电网提升管理水平和运行效益的重要方面。

2、现阶段，以风电﹑太阳能为代表的清洁能源得到迅猛发展。建设了高比例的新能源接入的新型配电网，接纳大量分布式电源(distributed generation，dg)实现了近用户端就地消纳，大大提升了能源供应中的清洁能源占比。然而由于新能源出力具有间歇性﹑波动性﹑随机性等特征，高比例新能源接入会改变原有电力系统的平衡状态，使系统的潮流、电能质量等产生较大波动，甚至引发运行风险，进而导致降损工作更为复杂，降损难度加大。

3、传统的配电网降损思路，主要是依赖配电网规划和与扩建提供足够的裕度空间，通过系统潮流优化达到降损目的，该思路在新能源配电网中仍然适用。但是由于高比例新能源的接入改变了配电网的资源配置﹑结构和调控方式，新能源发电出力及负荷需求对环境气象等因素更为敏感等原因，从而使得具体的降损实现方式发生了很大变化，因此为了实现高比例新能源的高效消纳和配电网经济运行等目标，需要更多灵活性资源参与和多调控手段协同。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种高比例新能源配电网日前日内两阶段降损优化方法及装置，以解决高比例新能源配电网由于风能、光能等新能源接入而增加线损的问题。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种高比例新能源配电网日前日内两阶段降损优化方法，包括：

3、基于天气状况、配电网中各个新能源的历史出力数据和历史负荷数据，预测次日内各个新能源的预测出力数据及预测负荷数据；

4、将各个新能源的预测出力数据及预测负荷数据输入预先构建的日前阶段协调优化降损模型，确定所述配电网在次日内的运行计划；其中，所述日前阶段协调优化降损模型基于所述配电网的拓扑结构构建，以网损最小和新能源消纳最大为综合目标；

5、判断是否启动日内短时滚动优化；若是，则基于日内阶段滚动优化降损模型优化所述运行计划，并将优化后的运行计划下发至对应设备；否则将未优化的运行计划下发至对应设备。

6、在一种可能的实现方式中，在所述基于日内阶段滚动优化降损模型优化所述运行计划之前，还包括：

7、基于所述配电网的拓扑结构，建立以网损最小、弃风弃光最少以及控制对象与日前阶段的运行计划相比修正量最小为综合目标的日内阶段滚动优化降损模型；其中，所述控制对象包括柔性软开关sop和可再生能源reg；

8、所述基于日内阶段滚动优化降损模型优化所述运行计划，包括：

9、将所述运行计划、各个新能源的预测出力数据及预测负荷数据输入所述日内阶段滚动优化降损模型，得到各个控制对象在日内优化中未来各个时刻的功率增量；其中，所述运行计划包括sop的传输功率、reg的有功功率，所述未来各个时刻的相邻时刻之间的时间间隔为第一预设时间间隔；

10、基于确定各控制对象在未来各个第一预设时间间隔内的功率值；

11、其中，u0(k)为k时刻sop的传输功率、reg的有功功率；du(k+t|k)为k时刻通过所述日内阶段滚动优化降损模型求解获得的未来时段内sop传输功率增量和reg有功输出功率增量；tin为日内滚动时段的优化周期数。

12、在一种可能的实现方式中，所述日内阶段滚动优化降损模型的目标函数为：

13、

14、其中，nr为reg的总数；ω为日内阶段滚动优化降损模型的控制对象合集；μp为网络损耗的成本系数；为k+i时刻配电网系统网络损耗；μr为可再生能源弃风弃光成本系数；为k+i时刻第n个reg的短期预测功率值；为所述运行计划中的k+i时刻第n个reg的有功功率；μu为控制对象优化调整的成本系数；为第j个控制对象在所述运行计划中k+i时刻的调度值；u0,j(k+i-1)第j个控制对象在所述运行计划中k+i-1时刻的调度值；δuj(k+i)为控制变量，表示第j个控制对象在日内优化中k+i时刻的预测功率增量；δt'为第一预设时间间隔。

15、在一种可能的实现方式中，所述将所述运行计划、各个新能源的预测出力数据及预测负荷数据输入所述日内阶段滚动优化降损模型，得到各个控制对象在日内优化中未来各个时刻的功率增量，包括：

16、将所述日内阶段滚动优化降损模型的目标函数和约束条件均进行二阶锥转换；

17、将所述运行计划、各个新能源的预测出力数据及预测负荷数据输入转换后的日内阶段滚动优化降损模型，得到各个控制对象在日内优化中未来各个时刻的功率增量。

18、在一种可能的实现方式中，在所述确定各控制对象在未来各个第一预设时间间隔内的功率值之后，还包括：

19、更新各个设备的运行参数、配电网实际负荷、天气状况、sop的传输功率、reg的有功功率。

20、在一种可能的实现方式中，所述判断是否启动日内短时滚动优化，包括：

21、基于日内各个设备的运行参数、配电网实际负荷、天气状况，短时预测各个reg在未来第一预设时间间隔的短期预测功率值；

22、通过计算综合偏差指标；

23、其中，tin为日内滚动时段的优化周期数；nr为可再生能源reg的总数；为第t时段第n个reg的日前预测有功功率值；为第t时段第n个reg的短期预测功率值；

24、判断所述综合偏差指标是否大于所述预设启动阈值；

25、若是，则启动所述日内短时滚动优化；

26、否则，不启动所述日内短时滚动优化。

27、在一种可能的实现方式中，各个新能源的预测出力数据包括可再生能源reg的日前预测有功功率值；

28、所述日前阶段协调优化降损模型的目标函数为：

29、

30、其中，t为所述日前阶段的优化周期数；μp为网络损耗的成本系数；为t时段配电网系统网络损耗；δt为第二预设时间间隔；μr为可再生能源弃风弃光成本系数；nr为reg的总数；为t时段第n个reg的日前预测有功功率值；为所述运行计划中的t时段第n个reg的有功功率。

31、在一种可能的实现方式中，所述日前阶段协调优化降损模型以柔性软开关sop运行约束、系统潮流约束、可再生能源reg出力约束、储能运行约束、节点电压约束、支路电流约束、配电网辐射运行约束、联络开关动作次数的限制、负荷需求响应约束、静止无功补偿器约束、有载调压变压器约束和分布式光伏逆变器约束为约束条件。

32、在一种可能的实现方式中，所述将各个新能源的预测出力数据及预测负荷数据输入所述日前阶段协调优化降损模型，确定配电网在所述次日内的运行计划，包括：

33、将所述日前阶段协调优化降损模型的目标函数和约束条件均进行二阶锥转换；

34、将各个新能源的预测出力数据及预测负荷数据输入转换后的日前阶段协调优化降损模型，确定配电网在所述次日内的运行计划。

35、第二方面，本技术实施例提供了一种高比例新能源配电网日前日内两阶段降损优化装置，包括：

36、日前预测模块，用于基于天气状况、配电网中各个新能源的历史出力数据和历史负荷数据，预测次日内各个新能源的预测出力数据及预测负荷数据；

37、日前降损模块，用于将各个新能源的预测出力数据及预测负荷数据输入预先构建的日前阶段协调优化降损模型，确定所述配电网在次日内的运行计划；其中，所述日前阶段协调优化降损模型基于所述配电网的拓扑结构构建，以网损最小和新能源消纳最大为综合目标；

38、日内优化模块，用于判断是否启动日内短时滚动优化；若是，则基于日内阶段滚动优化降损模型优化所述运行计划，并将优化后的运行计划下发至对应设备；否则将未优化的运行计划下发至对应设备。

39、本技术实施例提供一种高比例新能源配电网日前日内两阶段降损优化方法及装置，通过首先预测次日内各个新能源的预测出力数据及预测负荷数据，然后将各个新能源的预测出力数据及预测负荷数据输入预先构建的日前阶段协调优化降损模型，确定配电网在次日内的运行计划，之后，判断是否启动日内短时滚动优化；若是，则基于日内阶段滚动优化降损模型优化运行计划，并将优化后的运行计划下发至对应设备；否则将未优化的运行计划下发至对应设备。本技术实施例可以有效降低接有风能、光能等新能源的高比例新能源配电网的线损。