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专利号: 2020106731148
申请人: 东北电力大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种考虑可靠性指标的交直流混合配电网最优潮流控制方法,其特征是,它包括以下内容:

1)快速潮流计算:

基于功率平衡建立节点总数是N∈[3,9999]的交直流混合配电网功率平衡方程:公式(1)中,j=1,2,...,N是节点序号;Pjs为注入j节点的电源或负荷有功功率的代数和,Qjs为注入j节点的电源或负荷无功功率的代数和;Pj为其他节点注入j节点有功功率的代数和、Qj为其他节点注入j节点无功功率的代数和;

公式(1)的求解方法采用牛顿拉夫逊法:对功率平衡方程进行泰勒级数展开并略去二次及以上各项,得到交直流混合配电网潮流计算的牛顿拉夫逊法修正方程,矩阵形式表示如公式(2);

公式(2)中,J为修正方程的系数矩阵,ΔP为各节点有功功率的不平衡量,ΔQ为各节点无功功率的不平衡量,ΔV为各节点电压幅值的修正量,Δθ为各节点电压相角的修正量;J矩阵中(2k1-1)行(2k1-1)列元素、2k2行2k2列的元素全部设置为数字1,其中,k1>0、k2>0分别是所有节点电压幅值和节点电压相角为固定值的节点编号;

2)优化建模:

依据公式(3),将同一等级的电力电子变换器按额定容量比例分配,均衡电力电子变换器的热应力以优化其寿命;依据公式(4)进行计算,以均衡电力电子变换器热应力的可靠性指标;

①考虑可靠性指标的优化策略,

公式(3)、(4)中, 为第i个电力电子变换器分配的有功功率基准值,Pci为第i个电力电子变换器有功功率实际值,Pic为第i个电力电子变换器有功功率归一化值,Ci为第i个电力c电子变换器的额定容量,Pc为同一级别电力电子变换器的有功功率总和,N为同一级别电力电子变换器的个数,Pde为电力电子变换器可靠性指标值,Pmax、Pmin分别为归一化后的电力电子变换器有功功率上限、下限值,Npmax、Npmin分别为超出归一化后的电力电子变换器功率上限、下限的个数;

②目标函数,

考虑可靠性指标和电压裕度指标,将目标函数中增加惩罚项,建立考虑可靠性指标的目标函数:min{Ploss+MvVde+Mp∑Pde}     (5)

公式(5)中,Ploss为交直流混合配电网总的有功功率损耗值,Vde为电压裕度指标,Mv>0、Mp>0为惩罚因子;公式(6)中,Vmax、Vmin分别为电压裕度上限、下限值,Nvmax、Nvmin分别为超出电压裕度上限、下限的个数;Vj是第j个节点电压幅值;

③约束条件,

等式约束:公式(1);不等式约束:包括电源容量、功率上下限约束以及所有调控变量的上下限约束;

3)最优潮流控制:

针对公式(5)中最小化的目标函数,依据公式(7)进行决策变量的迭代求解,公式(7)中,优化的决策变量包括直流电源节点电压、有功功率,直流-直流变换器负载有功功率及出口侧电压,交流电源节点功率、电压幅值和无功功率补偿;z>0是迭代次数,a>0是第z次迭代中决策变量的个数,b>0是第z次迭代中候选解的个数;p=1,2,…,a是决策变量序号,q=1,2,…,b是候选解序号,xz,p,q为第z次迭代在第q个候选解中第p个决策变量的值,为第z次迭代在第q个候选解中第p个决策变量的新值,xz,p,best为第z次迭代中b个候选解中第p个决策变量的最佳值,xz,p,worst为第z次迭代中b个候选解中第p个决策变量的最差值,r1,z,p、r2,z,p为第z次迭代中第p个决策变量在[0,1]范围内设定的两个随机数,xbest为最佳解决方案的趋势,xworst为最差解决方案的趋势,