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摘要:本申请适用于电力系统优化与控制技术领域,具体涉及一种基于帕累托前沿感知优化的台区柔性调控方法,首先通过在源荷换相结果未满足第一预设条件时逐级缩减不平衡度计算层级,重新计算节点不平衡度,实现了电网三相不平衡的逐级递减调控方案。这种逐级调控的方式可以将平衡区域尽量延伸至台区末端,从而降低台区整体不平衡度,因此能够有效且全面解决电网三相不平衡度的问题。其次,通过基于低压台区拓扑结构和台区中各节点所属相位构建多目标源荷换相优化控制模型,利用帕累托前沿感知优化算法对其进行求解,得到了在多个目标之间达到平衡的源荷换相结果,进一步提高了台区柔性调控策略的可靠性。
主权项:1.一种基于帕累托前沿感知优化的台区柔性调控方法,其特征在于,所述方法包括:步骤S1,获取低压台区拓扑结构和台区中各节点所属相位;所述低压台区拓扑结构为四层台区结构,且从上往下依次为变压器、表箱、分支和用户;步骤S2,基于所述低压台区拓扑结构和所述台区中各节点所属相位构建多目标源荷换相优化控制模型;步骤S3,利用帕累托前沿感知优化算法求解所述多目标源荷换相优化控制模型,得到源荷换相结果;步骤S4,判断所述源荷换相结果是否满足第一预设条件;若否,则执行步骤S41;若是,则执行步骤S5;所述第一预设条件为换相次数、变压器不平衡度和台区总不平衡度是否均分别小于对应的阈值;步骤S41,收缩不平衡度计算层级,重新计算节点不平衡度;所述不平衡度计算层级根据所述低压台区拓扑结构进行划分,包括三级不平衡度计算层级、二级不平衡度计算层级和一级不平衡度计算层级;其中,所述三级不平衡度计算层级包括变压器、表箱和分支,所述二级不平衡度计算层级包括变压器和表箱,所述一级不平衡度计算层级包括变压器;步骤S42,判断所述节点不平衡度是否大于预设节点不平衡度阈值;若是,执行步骤S43;若否,执行步骤S5;步骤S43,判断收缩前的不平衡度计算层级是否为变压器层级;若否,返回步骤S2;若是,则执行步骤S44;步骤S44,生成光伏逆变器输出功率调节策略;步骤S5,根据所述源荷换相结果和所述光伏逆变器输出功率调节策略生成台区柔性调控策略;其中,所述多目标源荷换相优化控制模型包括台区整体用电量不平衡度最小目标函数和换相开关动作次数最少目标函数,所述步骤S2包括:步骤S200,构建一个采样周期的R节点三相出口用电量矩阵;所述R节点三相出口用电量矩阵的表达式如下: ;式中,表示R节点第i次采样得到的A相出口用电量,表示R节点第i次采样得到的B相出口用电量,表示R节点第i次采样得到的C相出口用电量,N表示运行周期的总采样次数;步骤S201,根据公式 ;分别计算采样周期T内R节点的A相出口的用电量、B相出口的用电量和C相出口的用电量;步骤S202,将R节点的A、B、C三相出口的用电量之和作为R节点的出口总用电量;所述R节点的出口总用电量的表达式如下: ;步骤S203,根据公式 ;分别计算A相需调整源荷的最优用电量、B相需调整源荷的最优用电量和C相需调整源荷的最优用电量;步骤S204,获取采样周期T内R节点下端所接的可调整源荷的用电量向量和R节点调整前下级节点各相单相源荷的相序矩阵;其中,表示调整前第n个单相源荷的相序,所述单相源荷的相序的表达式为: ;步骤S205,将所述R节点下端所接的可调整源荷的用电量向量与所述R节点调整前下级节点各相单相源荷的相序矩阵的差乘作为R节点调整前下级各相单相源荷用电量之和;所述R节点调整前下级各相单相源荷用电量之和的表达式如下: ;式中,表示R节点调整前下级A相单相源荷用电量之和,表示R节点调整前下级B相单相源荷用电量之和,表示R节点调整前下级C相单相源荷用电量之和;步骤S206,获取R节点单相负荷相序调整后下级节点的相序矩阵,并将所述R节点单相负荷相序调整后下级节点的相序矩阵和所述R节点下端所接的可调整源荷的用电量向量的差乘作为R节点调整后下级各相单相源荷用电量之和;所述R节点调整后下级各相单相源荷用电量之和的表达式如下: ;式中,表示R节点调整后下级A相单相源荷用电量之和,表示R节点调整后下级B相单相源荷用电量之和,表示R节点调整后下级C相单相源荷用电量之和;步骤S207,将所述R节点调整后下级各相单相源荷用电量之和与所述R节点调整前下级各相单相源荷用电量之和的差值作为R节点三相负荷调整前后各相用电量的变化量,具体表达式如下: ;式中,表示R节点三相负荷调整前后A相用电量的变化量,表示R节点三相负荷调整前后B相用电量的变化量,表示R节点三相负荷调整前后C相用电量的变化量;步骤S208,计算所述R节点三相负荷调整前后各相用电量的变化量与各分相需调整源荷的最优用电量的差值,所述各分相需调整源荷的最优用电量的差值的表达式如下: ;式中,表示R节点三相负荷调整前后A相用电量的变化量与A相需调整源荷的最优用电量的差值,表示R节点三相负荷调整前后B相用电量的变化量与B相需调整源荷的最优用电量的差值,表示R节点三相负荷调整前后C相用电量的变化量与C相需调整源荷的最优用电量的差值;步骤S209,获取R节点所处层级m的层级权重;所述层级权重的计算公式如下: ;式中,表示第m层的层级权重,s表示当前三相不平衡度计算层级;步骤S210,根据公式 ;计算得到R节点三相负荷调整前后的最大用电量不平衡度;步骤S211,根据公式 ;分别计算得到第m层所有三相节点的平均用电量不平衡度;式中,j表示第m层中三相节点的总个数,表示第m层第i个节点的最大用电量不平衡度;步骤S212,基于各层所有三相节点的平均用电量不平衡度构建所述台区整体用电量不平衡度最小目标函数;所述台区整体用电量不平衡度最小目标函数的表达式如下: ;式中,表示第k层所有三相节点的平均用电量不平衡度;步骤S213,根据所述R节点单相负荷相序调整后下级节点的相序矩阵得到台区内n个可调整源荷的换相开关动作次数;所述换相开关动作次数的表达式如下: ;式中,表示第i个可调整源荷的换相开关是否动作;步骤S214,基于所述换相开关动作次数构建所述换相开关动作次数最少目标函数;所述换相开关动作次数最少目标函数的表达式为。
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