基于锥优化的配电网分布式电源最优接入容量确定方法

摘要

一种基于锥优化的配电网分布式电源最优接入容量确定方法：根据待扩展规划的配电系统，输入线路参数、负荷水平、网络拓扑连接关系、分布式电源接入位置、功率因数、基准电压、基准功率的初值；依据上述各参数对分布式电源优化定容问题建立数学模型；根据网络结构和规模设置旋转锥约束；采用锥优化方法对分布式电源优化定容问题的数学模型和旋转锥约束进行求解；输出求解结果，包括分布式电源的最优配置情况、网络潮流结果以及目标函数值。本发明通过锥优化方法来确定配电网中分布式电源的最优接入容量。旋转锥约束保证了该锥优化问题的解与原问题的一致性，本发明对分布式电源的接入个数没有限制，可以实现多个分布式电源容量的同时优化。

主权项

一种基于锥优化的配电网分布式电源最优接入容量确定方法，其特征在于，包括如下步骤：1)根据待扩展规划的配电系统，输入线路参数、负荷水平、网络拓扑连接关系、分布式电源接入位置、功率因数、基准电压、基准功率的初值；2)依据步骤1)的各参数对分布式电源优化定容问题建立数学模型，包括：选取根节点为平衡节点，设定最小化全网有功网损为目标函数，以及分别设定系统潮流约束、运行电压水平约束、支路电流限制和分布式电源接入容量限制，所述的系统潮流约束表示为：$\left\{\begin{array}{c}{P}_i=\sqrt{2}{G}_{\mathrm{ii}}{X}_i+\underset{j\in N\left(i\right)}{\Sigma }(G_{\mathrm{ij}}{Y}_{\mathrm{ij}}+B_{\mathrm{ij}}{Z}_{\mathrm{ij}})\\ =P_{\mathrm{DGi}}-P_{\mathrm{LDi}},i=1,...,n\\ Q_i=-\sqrt{2}{B}_{\mathrm{ii}}{X}_i-\underset{j\in N\left(i\right)}{\Sigma }(B_{\mathrm{ij}}{Y}_{\mathrm{ij}}-G_{\mathrm{ij}}{Z}_{\mathrm{ij}})\\ =Q_{\mathrm{DGi}}-Q_{\mathrm{LDi}},i=1,...,n\end{array}\right.$所述的运行电压水平约束表示为：$\frac{V_{i,\min }^2}{\sqrt{2}}\le X_i\le \frac{V_{i,\max }^2}{\sqrt{2}},i=1,...,n$所述的支路电流限制表示为：$I_{\mathrm{ij}}^2=({G_{\mathrm{ij}}}^2+{B_{\mathrm{ij}}}^2)(\sqrt{2}{X}_i+\sqrt{2}{X}_j-2Y_{\mathrm{ij}})\le I_{\mathrm{ij},\max }^2,$i＝1,…,n,j∈N(i)所述的分布式电源接入容量限制表示为：$0\le \sqrt{{P_{\mathrm{DGi}}}^2+{Q_{\mathrm{DGi}}}^2}\le S_{\mathrm{DGi},\max },i=1,...,n$上述各式中：n为系统节点数；N(i)为节点i的相邻节点的集合；G_ii、B_ii、G_ij、B_ij分别为节点i的自电导、自电纳、互电导和互电纳；P_i为节点i注入的有功功率之和，P_DGi、P_LDi分别为节点i上分布式电源注入的有功功率、负荷注入的有功功率；Q_i为节点i注入的无功功率之和，Q_DGi、Q_LDi分别为节点i上分布式电源注入的无功功率、负荷注入的无功功率；V_i,max和V_i,min分别为节点i电压幅值的上下限；I_ij和I_ij,max分别为流过支路ij的电流幅值及最大允许值；S_DGi,max为分布式电源接入容量的上限；X_i、Y_ij、Z_ij分别为节点电压幅值V_i、V_j和相角θ_ij的函数，$\left\{\begin{array}{c}{X}_i=V_i^2/\sqrt{2},i=1,...,n\\ Y_{\mathrm{ij}}=V_i{V}_j\cos {\theta }_{\mathrm{ij}},j\in N\left(i\right);\\ Z_{\mathrm{ij}}=V_i{V}_j\sin {\theta }_{\mathrm{ij}}\end{array}\right.$3)根据网络结构和规模设置旋转锥约束，2X_iX_j≥Y_ij²+Z_ij²,i＝1,…,n,j∈N(i)4)采用锥优化方法对步骤2)中的分布式电源优化定容问题的数学模型和步骤3)中的旋转锥约束进行求解；5)输出步骤4)的求解结果，包括分布式电源的最优配置情况、网络潮流结果以及目标函数值。