物理—数据融合模型的有源配电网优化调控技术

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近年来,规模化接入的分布式电源在缓解能源紧缺、减轻供电压力、提高供电效率和增加电网运行灵活性的同时,也给配电网带来了新的问题和挑战。高比例接入的分布式电源改变了配电网运行特性,影响了配电网安全、可靠和经济运行,给配电网优化调控带来了难题。本文从配电网实际运行特性出发,考虑不同时间尺度调控现状和需求,研究配电网优化调控技术并展开以下工作:1)分布式电源的高比例接入改变了配电网的结构特性和运行特点,且随着信息化和人工智能的发展,为配电网优化调控提供了新的思路,基于此对配电网优化调控的基础模型展开研究,为配电网优化调控奠定基础。首先,对分布式光伏及负荷不确定性的概率信息进行建模,建立其参数分布概率模型;其次,对配电网系统进行建模,建立其电力线路模型和潮流计算模型;最后,对配电网量测数据库进行建模,分析量测数据来源并进行数据融合。从节点、系统和数据三个角度建立基础模型,为物理-数据融合模型的有源配电网优化调控奠定基础。2)配电网长时间尺度上的优化调控一般以预测信息为基础展开,但不同时间尺度存在优化需求和设备响应特性不同的问题,基于数据引导、物理驱动的方式对配电网日前日内优化展开研究。首先考虑离散型和连续型调节设备响应特性,设计配电网优化调度框架;其次,在日前阶段设计确定性电压临近越限风险约束,在日内阶段提出一种不确定性电压概率风险评估方法,通过少量的输入随机变量样本及确定性的计算定量评估配电网电压运行态势;最后,根据目标函数及潮流模型特点,对Distflow潮流方程中的平方项所在等式进行二阶锥松弛,并对目标函数参数和求解形式进行合理设置。在保障配电网经济运行基础上,消除节点电压安全风险。3)配电网在线优化一般以量测信息为基础展开,但配电网存在量测设备少,在线量测信息不足的问题,基于物理引导、数据驱动的方式对配电网在线优化开展研究。首先,通过生成对抗网络建立配电网在线模型,通过训练好的生成对抗网络可以生成符合历史客观规律的配电网运行数据;其次,通过合理设计目标函数对生成器输入进行优化,完成配电网在线量测缺失数据的补全,实现系统状态重建;最后,进一步设计目标函数和约束条件对生成器输入进行优化,完成配电网在线优化。在不依赖潮流计算模型情况下,仅通过部分节点量测数据实现配电网在线优化。
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