基于机会约束规划的多PET互联的交直流配电网日前优化调度

doi:10.3969/j.issn.1000-7229.2019.12.012

摘要/Abstract

摘要： 随着电力电子技术的发展，基于电力电子变压器(power electronic transformer，PET)构建可实现大范围互联的交直流配电网成为新的发展趋势。首先基于多PET应用于交直流配电网的应用场景，对其柔性调节作用进行了分析；其次，计及分布式电源日前预测出力的不确定性，构建了基于机会约束规划的多PET互联的交直流配电网日前优化调度模型；再次，利用蒙特卡洛方法模拟分布式电源出力的不确定性，采用粒子群优化算法对所提出的运行优化模型进行求解；最后，基于改进的IEEE 33节点算例对所提出的优化模型进行分析，通过与确定性运行优化模型进行比较，验证了所提模型的有效性和正确性。

关键词: 电力电子变压器（PET）, 交直流配电网, 机会约束规划, 优化调度

Abstract: With the development of power electronics technology， it has become a new development trend to build hybrid AC/DC distribution network which can realize large-scale interconnection by power electronic transformer (PET). Firstly， for the application scenario of multi-PET in hybrid AC/DC distribution network， the flexible regulation function is analyzed. Secondly， considering the uncertainty of the day-ahead forecast output of distributed power supply， the day-ahead optimal scheduling model of the multi-PET interconnected hybrid AC/DC distribution network based on opportunity constraint programming is constructed. Thirdly， Monte Carlo method is used to simulate the uncertainty of distributed power supply output， and particle swarm optimization algorithm is used to solve the proposed optimization model. Finally， on the basis of the improved IEEE 33-node calculation example， the proposed optimization model is analyzed， and the validity and correctness of the proposed model are verified by comparing with the deterministic operation optimization model.

Key words: power electronic transformer, hybrid AC/DC distribution network, chance-constrained programming, optimal scheduling

中图分类号:

TM 734

傅守强，陈翔宇，王畅，杨林. 基于机会约束规划的多PET互联的交直流配电网日前优化调度[J]. 电力建设, 2019, 40(12): 96-103.

FU Shouqiang， CHEN Xiangyu， WANG Chang， YANG Lin. Day-Ahead Optimal Scheduling of AC /DC Hybrid Distributed Energy System with Multi-Power Electronic Transformer Adopting Chance-Constrained Programming[J]. Electric Power Construction, 2019, 40(12): 96-103.

参考文献

［1］蒲天骄，李烨，陈乃仕，等. 基于电力电子变压器的交直流混合系统优化运行控制关键技术及研究框架［J］. 电网技术， 2018， 42(9): 2752-2759.
PU Tianjiao， LI Ye， CHEN Naishi， et al. Key technology and research framework for optimal operation control of hybrid AC/DC system based on power electronic transformer［J］. Power System Technology， 2018， 42(9): 2752-2759.
［2］耿琪，胡炎，何建宗，等.含电力电子变压器的交直流混合电网最优潮流［J/OL］.电网技术:1-12［2019-07-11］.https://doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2018.2944.
GENG Qi， HU Yan， HE Jianzong， et al. Optimal power flow for AC and DC grids based on power electronic transformer［J/OL］. Power System Technology:1-12［2019-07-11］.https://doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2018.2944.
［3］张祥龙，周晖，肖智宏，等. 电力电子变压器在有源配电网无功优化中的应用［J］. 电力系统保护与控制， 2017， 45(4): 80-85.
ZHANG Xianglong， ZHOU Hui， XIAO Zhihong， et al. Power electronic transformer applied to optimization of reactive power in active distribution system［J］. Power System Protection and Control， 2017， 45(4): 80-85.
［4］刘向龙，刘友波，张宸宇，等. 基于电力电子变压器的交直流混合配电网功率-电压协调控制［J］. 电工电能新技术， 2019， 38(2): 35-43.
LIU Xianglong， LIU Youbo， ZHANG Chenyu， et al. Coordinating voltage regulation for AC-DC hybrid distribution network with multiple power electronic transformer［J］. Advanced Technology of Electrical Engineering and Energy， 2019， 38(2): 35-43.
［5］董雷，张涛，蒲天骄，等. 含电力电子变压器的交直流配电网电压不平衡优化抑制方法［J］. 电网技术， 2018， 42(11): 3609-3616.
DONG Lei， ZHANG Tao， PU Tianjiao， et al. Optimization method for voltage imbalance suppression of AC/DC distribution network with PET［J］. Power System Technology， 2018， 42(11): 3609-3616.
［6］黄堃，郝思鹏，李燕菲，等. 基于三端口电力电子变压器的交直流混合微网分层多目标优化［J］. 电测与仪表， 2019， 56(17): 53-59， 108.
HUANG Kun， HAO Sipeng， LI Yanfei， et al. Hierarchical multi-objective optimization of AC/DC hybrid micro-grid based on three-port power electronic transformer［J］. Electrical Measurement & Instrumentation， 2019， 56(17): 53-59， 108.
［7］郭世琦，穆云飞，陈乃仕，等. 含电力电子变压器的交直流混合分布式能源系统日前优化调度［J］. 电工电能新技术， 2019， 38(2): 44-51.
GUO Shiqi， MU Yunfei， CHEN Naishi， et al. Day-ahead optimal scheduling of AC/DC hybrid distributed energy system with power electronic transformer［J］. Advanced Technology of Electrical Engineering and Energy， 2019， 38(2): 44-51.
［8］刘一兵，吴文传，张伯明，等. 基于混合整数二阶锥规划的主动配电网有功-无功协调多时段优化运行［J］. 中国电机工程学报， 2014， 34(16): 2575-2583.
LIU Yibing， WU Wenchuan， ZHANG Boming， et al. A mixed integer second-order cone programming based active and reactive power coordinated multi-period optimization for active distribution network［J］. Proceedings of the CSEE， 2014， 34(16): 2575-2583.
［9］王守相，陈思佳，谢颂果. 考虑安全约束的交直流配电网储能与换流站协调经济调度［J］. 电力系统自动化， 2017， 41(11): 85-91.
WANG Shouxiang， CHEN Sijia， XIE Songguo. Security-constrained coordinated economic dispatch of energy storage systems and converter stations for AC/DC distribution networks［J］. Automation of Electric Power Systems， 2017， 41(11): 85-91.
［10］张世达，孙永辉，卫志农，等. 考虑可控光伏系统概率模型的主动配电网日前优化调度［J］. 电网技术， 2018， 42(1): 247-257.
ZHANG Shida， SUN Yonghui， WEI Zhinong， et al. Day-ahead optimal scheduling for active distribution network considering controllable photovoltaic system via probability model［J］. Power System Technology， 2018， 42(1): 247-257.
［11］王宁，孙玲玲，贾清泉，等. 计及光伏调压能力的分布式光伏并网机会约束规划方法［J］. 电工电能新技术， 2018， 37(6): 88-96.
WANG Ning， SUN Lingling， JIA Qingquan， et al. Chance constrained programming method of distributed photovoltaic grid connection considering PV voltage regulation ability［J］. Advanced Technology of Electrical Engineering and Energy， 2018， 37(6): 88-96.
［12］王健，谢桦，孙健. 基于机会约束规划的主动配电网能量优化调度研究［J］. 电力系统保护与控制， 2014， 42(13): 45-52.
WANG Jian， XIE Hua， SUN Jian. Study on energy dispatch strategy of active distribution network using chance-constrained programming［J］. Power System Protection and Control， 2014， 42(13): 45-52.
［13］屈高强，李荣，董晓晶，等. 基于随机机会约束规划的有源配电网多目标规划［J］. 电力建设， 2015， 36(11): 10-16.
QU Gaoqiang， LI Rong， DONG Xiaojing， et al. Multiple-objective planning of active power distribution network based on random chance constrained programming［J］. Electric Power Construction， 2015， 36(11): 10-16.
［14］邓长虹，马庆，肖永，等. 基于自学习迁移粒子群算法及高斯罚函数的无功优化方法［J］. 电网技术， 2014， 38(12): 3341-3346.
DENG Changhong， MA Qing， XIAO Yong， et al. Reactive power optimization based on self-learning migration particle swarm optimization and Gaussian penalty function［J］. Power System Technology， 2014， 38(12): 3341-3346.
［15］刘洪，徐正阳，葛少云，等. 考虑储能调节的主动配电网有功-无功协调运行与电压控制［J］. 电力系统自动化， 2019， 43(11): 51-62.
LIU Hong， XU Zhengyang， GE Shaoyun， et al. Coordinated operation of active-reactive power and voltage control for active distribution network considering regulation of energy storage［J］. Automation of Electric Power Systems， 2019， 43(11): 51-62.

[1]	张卫国, 陈良亮, 成海生, 付蓉, 季娟. 基于电动汽车供电资源态势感知的台区负荷弹性调度策略[J]. 电力建设, 2020, 41(8): 48-56.
[2]	尚慧玉, 林鸿基, 李忠憓, 赵宏伟, 陈明辉, 阳曾, 文福拴. 计及不确定性的移动应急电源鲁棒优化调度[J]. 电力建设, 2020, 41(8): 111-119.
[3]	魏震波，任小林，黄宇涵. 考虑综合需求侧响应的区域综合能源系统多目标优化调度[J]. 电力建设, 2020, 41(7): 92-99.
[4]	陈曦，徐青山，杨永标. 考虑风电不确定性的CCHP型微网日前优化经济调度[J]. 电力建设, 2020, 41(6): 107-113.
[5]	苏俊妮，张鑫，赵俊炜，张锐，曲明辉，杨艳红. 计及需求响应和储能的电-气综合能源系统优化调度[J]. 电力建设, 2020, 41(5): 1-8.
[6]	张志荣，邱晓燕，孙旭，任昊，张明珂. #br# 协调柔性负荷与储能的交直流配电网经济优化调度[J]. 电力建设, 2020, 41(5): 116-123.
[7]	王李龑，许强，黄开艺，吴健，艾芊，张亚新，贾轩. 计及新能源及负荷不确定性的多能微网系统两阶段随机规划方法[J]. 电力建设, 2020, 41(4): 100-108.
[8]	韩俊，袁栋，谢珍建，何晋伟，刘利国，杜渐，蔡超. 交直流配电网典型形态特征对比与应用模式[J]. 电力建设, 2020, 41(3): 93-99.
[9]	沈卫东，傅守强，李红建，赵国亮，高杨. 基于柔性变电站的交直流配电网成套设计[J]. 电力建设, 2020, 41(3): 100-109.
[10]	廖鸿图，黄益宏，施亦治，陈健. 含光储联合体的交直流配电网双层两阶段鲁棒优化运行策略[J]. 电力建设, 2020, 41(3): 110-118.
[11]	刘明华，刘文霞，刘晨苗，刘宗歧，李守强，张鹤，闫浩，朴折勇. 电极式锅炉参与电网调频服务下供热系统日前优化调度[J]. 电力建设, 2020, 41(1): 1-2.
[12]	袁桂丽，董金凤，魏更，贾新潮. 基于需求响应和多能互补的冷热电联产微网优化调度[J]. 电力建设, 2019, 40(9): 64-72.
[13]	朱文广，张长生，熊宁，路志英，张华，肖园，熊云. 考虑综合能源站用电需求不确定性的配电网变电站机会约束规划[J]. 电力建设, 2019, 40(8): 19-25.
[14]	陈厚合，李汶明，张儒峰，钱叶牛. 考虑建筑供冷区域储能特性的工业园区综合能源系统日前优化调度模型[J]. 电力建设, 2019, 40(8): 43-50.
[15]	刘志谱，李欣然，冷华，刘小龙，黄珂琪，孙瑞. 考虑非计划脱网重要负荷独立供能的综合能源系统优化调度[J]. 电力建设, 2019, 40(8): 112-120.