一种基于重加权加速Lagrangian的交直流微电网分布式调度方法_4

文档序号:9419706阅读:来源:国知局

[0149] 建立2. 7)所述的ACDC换流器潮流约束,根据步骤I)中所述的潮流解禪,表示为:
[0150]&(〇=如(/),VfeT (24)
[015" 巧棘=?棘,巧e.r 按巧
[0152]式中,Qd(t)表示t时刻换流器支路(1,6)等效的无功发电机输出功率;Pi(t)和Qi(t)分别表示t时刻AC微网1节点注入的有功和无功功率;Pw(t)表示t时刻DC微网支 路化7)上的有功功率。
[0153] 步骤2)所建立的交直流混合微电网线性锥最优潮流模型,不仅考虑了单个时间 断面内电力潮流约束、机组出力约束、分布式储能充放电功率和荷电状态运行约束,还考虑 了储能荷电状态跨时间断面间变化的连续性运行要求。
[0154]步骤2)所建立的交直流混合微电网线性锥最优潮流的优化变量为y:= (yu(t),(i,j)GW,tGT),其中W = WaXWd表示交直流混合微电网中交流支路和直 流支路集;支路变量yi.j(t) :=(P。(t),QiJ(t),Iu (t),Wu (t),v.j(t),p.j(t),q.j(t)),交直流 混合微电网线性锥最优潮流的可行域为D: = {y I y满足约束(5)~(25)}且可行域D是凸 集。如公式(10)和(咕所示,优化变量(P,,(t),Qi,(t),li,(t),Wi,(t))分别构成了四维和 S维的二阶锥空间。对于交直流混合微电网,该问题的最优解(马的岛(0J,(〇,,;',,(〇)能够满足 等式(Pu(t))2+(Qu(t))2+Qi,(t))2= (Wi,(t))2和(Pu(t))2+(lu(t))2= (Wy(t))2,交直流 混合微电网线性锥支路潮流是原非线性潮流的准确凸松弛。
[01巧]步骤3)所述的用基于局域重加权增广Lagrangian的分布式优化方法,将交直流 混合微电网分解成AC微网和DC微网子系统,求解交直流混合微电网线性锥最优潮流,实施 全网能量调度的分布式协调优化。
[0156] 定义如下所示变量:
[0157] Ya: =(Pij(t), Qij(t), Iij(t),Wij(t),Vj(t),Pj(t),Qj(t), j^I, (i,j)Gt GT)
[015引Yd: = (Pi.j(t), 1。(t),Wi.j(t),v.j(t), p.j(t),i声 6,(i, _j)GWd,tGT)
[0159] Za:=(Pi(t),tGT)
[0160] Zd: = (Pe7(t),tGT)
[0161] 则步骤2)所述的交直流混合微电网线性锥最优潮流模型描述为交直流系统可分 解的形式,如下所示:
[016引minimizef0a(jJ+f0b(Yd) (26a)
[016引s.t. (y。,Za)GDa;(yd,Zd)EDd 饼b)
[0164]Za=Zd. (26c)
[016引式中Da: = {(ya,Za)I(ya,Za)满足约束妨~(10),(16),(18),(21)~(23)}和Dd: = {(yd,Zd)I满足约束(11)~(巧),(17),(19),(20)}分别表示原问题可行域D的子集 且满足D=DaXDd;fna(y。)和fnb(yd)分别表示交流子系统a和直流子系统d的目标函数, 即:
[0166] .以、'") =S 化TM/,7F中。 巧T屯.,/)皂评由.
[0167] /〇"(.、'<?)=Z之('崎(')_/;/(也+/完Zc,. (&.(〇)(2刪 t居了片。7:.)€澤沾 托了 {I,解度
[016リ可见,fo=foa+fob。
[0169] 建立步骤3)所述的局域重加权增广Lagrangian函数,如下所示:
[0170]王。从,,;"'的,2社'如/。'山'")+/〇。'山)一^(;"-;,/)卡竿|;"-;1/|, (28)
[017。 式中A表示问题(26)中等式约束(26c)对偶变量,P〉0表示惩罚参数,1〉O〉0 表示加权因子。
[0172] 步骤3)所述的基于局域重加权增广Lagrangian的分布式优化方法,包含如下几 个步骤:
[0173] 3. 1)初始化:k^ 1和虚拟辅助变量初始值zi、对偶变量初始值A1。
[0174] 3.。分别更新AC微网子系统和DC微网子系统的变量iv:4,皆1),kfi、妒),如下 所示:
[0175] 批1,到=電(m中王口心,奋,'施遠,於)炒a)
[0176] (您lj|)=a!.gm…^(戚諸,脚:,?,妙)(2術)
[0177] 皆1叫!+巧挺-2;) 口 9c)
[017引 4+1 =4+4;;-4) (29d)
[017引 3.如更新对偶变量Ak",如下所示:
[0180]店扣=苗* + /^7(4+1 - 4一)口化)
[0181] 3. 4)计算残差迭代,如下所示:
[018引 A『i=掛ax。杉-4 |,|杉-:(;],細2 二 -4 口90 VJI OG coy OO
[0183] 3. 5)判断AT1和AT2是否小于e(运里e的值取0. 00001),若AT1和AT2 不小于e则令t^t+1并跳转到步骤3. 2)继续重复执行步骤3. 2)~步骤3. 5),直到AT1 和AT2均小于e,得到问题的最优解,从而实现交直流混合微电网调度的分布式协调优 化。
[0184] 本发明提出的方法中,各个子系统的更新优化及对偶变量的更新可W并行操作, 即在每次迭代时,AC微网子系统根据上一次迭代得到的换流器潮流信息Zgk和Zd"%求解公式 (28a)和(29c)来更新自身的最优解同理,DC微网子系统也根据上一次迭代得到 的换流器潮流信息Zgk和Zd*%求解公式(29b)和(29d)来更新自身的最优解k户,4+1),两个 子系统的更新优化可W并行进行,优化完成后仅需要传输换流器潮流信息即可进行下一次 的更新优化。当残差ATl和AT2小于e,即可得到使目标函数最优的交直流混合微电 网能量调度解。
【主权项】
1. 一种基于重加权加速Lagrangian的交直流微电网分布式调度方法,其特征在于,该 方法包括以下步骤: 1) 交直流混合微电网中交流支路与直流支路的潮流解耦; 2) 建立交直流混合锥最优潮流模型; 3) 采用基于局域重加权增广Lagrangian的分布式优化方法,将交直流混合微电网分 解成AC微网和DC微网子系统,求解交直流混合微电网线性锥最优潮流,实施全网能量调度 的分布式协调优化。2. 根据权利要求1所述一种基于重加权加速Lagrangian的交直流微电网分布式调度 方法,其特征在于,步骤1)中所述的交直流混合微电网主要由交流(AC)微网、直流(DC)微 网以及A⑶C换流器组成;交直流混合微电网中,AC微网中某交流母线节点al和DC微网中 某直流母线的节点b之间通过换流器连接,假设ACDC换流器本身的运行是完全平衡对称且 令R = 0,即不考虑换流器内部的耗损,则该换流器支路(b,al)的稳态物理模型潮流,如下 所示: Ps=Pd (1) Qs=Qd-(p^+Q^)x/v:- b得 式中,Vab表示换流器输出电压,R+jX表示换流器等效电抗,P 3和Q s分别表示交流系统 与换流器之间传输的有功和无功功率,PjP Qd分别表示换流器输出的有功和无功功率;同 时Pd= V bIb,Vb表示直流母线电压,I b表示直流母线电流;V ab= kMV b表示直流母线电压与 换流器输出电压的关系且= 为直流电压利用率;M为调制系数; 换流器采用定直流电压和交流无功功率的控制方式,在换流器支路(b,al)处将混合 微电网潮流分解为AC微网与DC微网部分;解耦后,AC微网中连接换流器的节点al处添加 了虚拟辅助有功负载和虚拟辅助无功发电机,在交直流混合微电网做全网潮流分析时,有 功功率满足公式(1),虚拟辅助无功发电机的输出无功恒定且满足公式(2),DC微网中连接 换流器的节点b处电压恒定; 根据换流器支路的潮流解耦方法,交直流混合微电网,解耦为AC微网为子系统a,DC微 网为子系统b,AC微网与DC微网解耦后连接通信线路,表示在各个子系统微网内部进行优 化调度时,交流部分与直流部分需要交换信息。3. 根据权利要求1所述一种基于重加权加速Lagrangian的交直流微电网分布式调度 方法,其特征在于,步骤2)中所述的交直流混合锥最优潮流以电网有功损耗和运行成本最 小为目标函数,BP :式中T表示运行优化周期;WJP W ,分别表示交直流混合微电网中AC微网和DC微网 的支路集;(i, j)表示配电网中从节点i (相比于节点j距离根节点较近)指向节点j的支 路;CjO表示节点j的电源运行成本函数;p_j(t)表示节点j在t时刻注入的有功功率;Y 表示权重因子;R 1,表示支路(i,j)的电阻;w ^ (t)和Mt)分别为定义的两个支路附加变 量,满足以下等式: Wij (t) : = 0. 5* (I Vi (t) 12+1 Ii j (t) 12),Ii j (t) : = 0. 5* (I Vi (t) 12-1 Ii j (t) 12) (4) 式中,Ii_j(t)表示在t时刻支路(i, j)上流过的电流;Vi(t)表示在t时刻支路(i
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