恭喜河海大学周茂一获国家专利权
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龙图腾网恭喜河海大学申请的专利一种基于低压侧灵活资源的中低压配网协同调度的方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118137455B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-29发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410039978.2,技术领域涉及:H02J3/00;该发明授权一种基于低压侧灵活资源的中低压配网协同调度的方法是由周茂一;陈胜;刘容玎;周也奡;孙杨奕秒设计研发完成,并于2024-01-10向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于低压侧灵活资源的中低压配网协同调度的方法在说明书摘要公布了:本发明公布了一种基于低压侧灵活资源的中低压配网协同调度方法,包括如下步骤:首先,考虑到单辆电动汽车出行行为难以预测,采用蒙特卡洛模拟预测电动汽车充电负荷曲线;其次,基于低压柔性台区内部的各项灵活资源,构建柔性低压台区的聚合可调域;最后将聚合可调域与中压配网进行配合,在主动配电网运行约束下,进行二阶锥转化,实现中压配网线路损耗的最小化。本发明不仅在获得交互节点聚合可调域的过程中无中压配网的参与,保护了低压配网的隐私,还能够简化中压配网的调度模型,提高调度效率。
本发明授权一种基于低压侧灵活资源的中低压配网协同调度的方法在权利要求书中公布了:1.一种基于低压侧灵活资源的中低压配网协同调度方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、根据电动汽车充电负荷特性,基于蒙特卡洛模拟,预测电动汽车的充电负荷曲线;步骤2、基于低压柔性台区内部的各项灵活资源,引入设备、状态变量和决策变量,将原始的高维运行域映射到低压柔性台区出口处的有功功率和无功功率的二维状态空间上,构建柔性低压台区的聚合可调域;所述灵活资源包括步骤1中的电动汽车;步骤3、基于步骤2得到的柔性低压台区聚合可调域,加入主动配电网约束,以中压配网线路损耗最小为优化目标,将聚合可调域与中压配网进行配合;步骤4、利用二阶锥变化,修正动态Distflow支路潮流约束,并以原目标函数的期望值为优化目标,实现中低压配网的协同调度;所述步骤1中,电动汽车充电负荷特性如下: PEV,t≤PEV,maxA-5 式中:tsc为电动汽车起始充电时刻;μsc和σsc分别为电动汽车起始充电时刻概率密度函数的期望值和标准差;x为电动汽车当日行驶里程数;μsd和σsd分别为电动汽车日行驶里程概率密度函数的期望值和标准差;xmax为电动汽车最大可行驶公里数;Tch为电动汽车的充电时间;Csoc为结束行驶时的荷电状态;Csoc,max为电动汽车最大荷电状态;CEV为电动汽车的电池容量;λEV为充电效率;PEV,t为t时刻的充电功率;PEV,max是充电桩有功功率上限;QEV,t为t时刻充电桩发出的无功功率;所述步骤1中预测电动汽车的充电负荷曲线,具体包括如下步骤:步骤1.1、初始化电动汽车电池数量、最大充电功率、每公里耗电量和仿真次数;步骤1.2、随机生成单辆电动汽车起始充电时刻和每日行程量,假设电动汽车充电至满电状态,计算电动汽车充电时长,进而得出电动汽车充电的结束时刻;步骤1.3、叠加各辆电动汽车的充电负荷,得到一天中所有电动汽车的充电负荷;步骤1.4、将每次仿真得到的充电负荷相加得到总充电负荷,计算每次仿真的电动汽车充电负荷平均值作为充电负荷曲线;所述步骤2中,构建低压柔性台区聚合可调域,包括如下约束条件:1储能系统约束:式A-7、式A-8分别为储能充、放功率上限约束;式A-9为不同时充放能约束;式A-10为储能平衡约束;式A-11为储能上下界约束;0≤Pch,t≤βch,tPESS,maxA-70≤Pdis,t≤βdis,tPESS,maxA-8βch,t+βdis,t≤1A-9Et=1-δEt-1+ηchPch,tΔt-Pdis,tΔtηdisA-100.1EN≤Et≤0.9ENA-11式中:Pch,t和Pdis,t分别为储能t时段充电和放电功率;PESS,max为储能最大输出、输入功率;βch,t表示t时刻储能充电状态,充电时为1,反之为0;βdis,t表示t时刻储能放电状态,放电时为1,反之为0;Et为t时刻储能电量;ηch和ηdis分别为储能充放电效率;δ为储能的自耗率;Δt为相邻时段的时间间隔;EN为储能的接入额定容量;设定每个场景t-1时刻的储能电量一致;2光伏系统约束:式A-12是光伏出力的上下限约束;式A-13计算了t时刻的弃光量;式A-14为弃光率上限约束;式A-15表明光伏发电系统应满足功率因数在超前0.95到滞后0.95的范围内动态可调;0≤PPV,t≤PPV,max,tA-12PPV,cut,t=PPV,max,t-PPV,tA-13PPV,cut,t≤κPV,maxPPV,max,tA-14-ηPV,maxPPV,t≤QPV,t≤ηPV,maxPPV,tA-15式中:PPV,max,t为t时刻光伏的最大出力;PPV,t为t时刻光伏的实际出力;PPV,cut,t为t时刻弃光量;κPV,max为弃光率上限;QPV,t为t时刻光伏系统吸收或发出的无功功率;ηPV,max是个常数;3暖通空调运行约束:式A-16是负荷功率存在一个上限约束;式A-17是负荷的功率因数约束;式A-18保证室内温度在一个区间范围内;式A-19表示室内下一时刻温度与当前室内温度、室外温度及负荷功率间的一个线性关系;式A-20是暖通空调换流器容量约束;0≤PHVAC,t≤PHVAC,maxA-16QHVAC,t=ηHVAC·PHVAC,tA-17Fin,min≤Fin,t≤Fin,maxA-18Fin,t=Fin,t-1+αT·Fout,t-Fin,t-1+Δt·βT·PHVAC,tA-19 式中:PHVAC,t、QHVAC,t是t时刻暖通空调HVAC负荷的有功功率,无功功率;PHVAC,max是HVAC的有功功率上限;ηHVAC是个常数,即规定了固定的功率因数;Fin,t是t时刻的建筑室内温度;Fin,max、Fin,min分别是室内温度的最高、最低温度;αT∈0,1和βT是指定建筑物和环境特征的热参数;βT的值包括为正、负两种情况,其中,取正表示制暖,取负表示制冷;SHVAC,max是暖通空调换流器容量最大值;4ACDC换流器约束:式A-21表示流过VSC功率的效率转化;式A-22表示无功补偿约束上下限约束;式A-23表示VSC容量约束;PAC,t,VSC=PDC,t,VSCA-21QAC,t,VSC,min≤QAC,t,VSC≤QAC,t,VSC,maxA-22 式中:PAC,t,VSC和PDC,t,VSC分别是t时刻换流器交、直流侧的有功功率值;QAC,t,VSC是t时刻换流器的无功补偿值;QAC,t,VSC,max和QAC,t,VSC,min分别为QAC,t,VSC的上下限;SAC,VSC为VSC的容量;5能量守恒约束:式A-24和式A-25分别表述了有功功率和无功功率守恒; 式中:PLVP,t和QLVP,t分别是低压台区关口处的有功功率,无功功率;分别是连结储能装置、光伏发电装置的ACDC转换器交流侧的无功功率;NEV为该台区电动汽车总量;Ph,EV,t表示t时刻第h辆电动汽车充电桩口的充电功率;Qh,EV,t表示t时刻第h辆电动汽车充电桩口的无功功率;6低压柔性台区聚合可调域的合成:ΩLVP={PLVP,t,QLVP,t|hW=0,gW≤0}A-26式中:W表示低压台区所有运行状态变量,hW=0为等式约束条件;gW≤0为不等式约束条件;ΩLVP为满足低压台区内灵活可控资源运行约束及安全约束的低压台区关口处的有功功率、无功功率的聚合可调域;分别采用式A-27和式A-28得出低压台区关口处无功补偿功率的上边界和下边界: 式中:和QLPV,t分别是t时刻系统无功功率补偿的上限和下限;QLPV,t,c为在区间内等距离取得的一系列工作点之一,则将无功补偿固定为QLPV,t,c反复求解下述两式可以得到相对应的低压台区关口处有功功率值的一系列安全边界点: 定义CY为聚合可调域边界点的表达式: 式中:QLPV,t,c为在区间内等距离取得的一系列工作点之一;Y为聚合可调域边界点集合;δr为第r个分段系数;zr为第r个边界工作点;kz为边界点个数;z为边界工作点的线性组合;聚合可调域边界工作点对应的有功功率、无功功率如下表述: 式中:zr,P为第r个边界工作点对应的有功功率;为边界工作点有功功率的线性组合;zr,Q为第r个边界工作点对应的无功功率;为边界工作点无功功率的线性组合;步骤3中,主动配电网约束和目标函数,具体如下:1Distflow支路潮流约束: 式中:集合mj为电网中以j为末端节点的支路的首端节点集合;集合nj为电网中以j为首端节点的支路的末端节点集合;集合uj为非台区节点;集合vj为台区节点;Uj,t为t时刻j节点的电压幅值;Pij,t和Qij,t分别为支路ij首端的有功功率和无功功率;Pj,t和Qj,t分别为节点j的净有功功率和净无功功率输入值;PLVP,j,t和QLVP,j,t分别为位于节点j的低压台区关口处的有功功率、无功功率;Pload,j,t和Qload,j,t分别为负荷有功功率、负荷无功功率;rij和xij分别为支路电阻和电抗;2系统安全运行约束:Uj,min≤Uj,t≤Uj,maxA-39Iij,t≤Iij,maxA-40式中:Uj,max和Uj,min分别为j节点电压的上下限值;Iij,t为线路ij的电流上限值;3根节点注入功率约束:Proot,min≤Proot,t≤Proot,maxA-41Qroot,min≤Qroot,t≤Qroot,maxA-42式中:Proot,t和Qroot,t分别为从根节点流入低压配电网的有功功率和无功功率;Proot,max和Proot,min分别为从根节点流入低压配电网的有功功率的上下限;Qroot,max和Qroot,min分别为从根节点流入低压配电网的无功功率的上下限;4主函数: 式中:Δt为时间间隔;N为电网总节点数;集合ni为电网中以i为首端节点的支路的末端节点集合;Ploss为线路总损耗;步骤4中,二阶锥转化如下:定义式A-44: 将式A-34、式A-35、式A-38、式A-44、式A-43如下改写: 式中:
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