一种柔性配电网的最大供电能力计算方法与流程

技术特征：

1.一种柔性配电网的最大供电能力计算方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、建立柔性配电网TSC数学模型，包括：

目标函数，表示如下：

Max L_TSC＝∑S_i (1)

式(1)表示TSC为柔性配电网所有主变负荷S_i之和的最大值，即所求柔性配电网最大供电能力；

等式约束，表示如下：

$s.t.\left\{\begin{array}{c}{S}_m^i=\underset{i\mathrm{\Ω}j}{\Σ}\underset{n\∈{\mathrm{\Φ}}_{\left(f\right)}}{\Σ}{S}_{m,n}^{i,j}(\∀m)\\ S_i=\underset{m\∈{\mathrm{\Φ}}_{\left(i\right)}}{\Σ}{S}_m^i(\∀i)\\ S_{i,j}=\underset{m\∈{\mathrm{\Φ}}_{\left(i\right)},n\∈{\mathrm{\Φ}}_{\left(j\right)}}{\Σ}{S}_{m,n}^{i,j}\end{array}\right.---\left(2\right)$

式(2)中子式一为馈线负荷分配等式约束，表示主变i的馈线m的总负荷，根据与馈线m相连的对端馈线负荷裕度的高低，柔性开闭站FSS将馈线m的负荷按需连续分成几部分，其中每一部分转带给不同的馈线，所有转带出去的负荷之和等于该馈线的总负荷；

式(2)中子式二为主变-馈线负荷等式约束，表示主变i所带的负荷等于其母线上所出的所有馈线负荷之和；

式(2)中子式三为主变-馈线负荷转带等式约束，表示主变i发生N-1故障时转带给主变j的负荷是通过与两台主变相连的馈线之间的负荷转带完成的；

不等式约束，表示如下：

$s.t.\left\{\begin{array}{c}{S}_m^i\≤R_I^{FSS}(m\∈{\mathrm{\Φ}}_{\left(I\right)})\\ S_{m,n}^{i,j}+S_n^j\≤S_{n,max}^j(\∀m,n)\\ S_{i,j}+S_j\≤{\mathrm{\αS}}_{j,max}(\∀i,j)\end{array}\right.---\left(3\right)$

式(3)中子式一为馈线负荷-FSS容量不等式约束，表示主变i的馈线m发生N-1故障后，其馈线m所带的负荷必须不大于FSS的端口容量；

式(3)中子式二为馈线N-1不等式约束，表示主变i的馈线m发生N-1故障后，其负荷通过与FSS联络的馈线转带给出自主变j的馈线n，负荷转带后馈线n不能过载；

式(3)中子式三为主变间负荷转带约束，表示主变j接受故障主变i的转移负荷后不超过主变j的α倍额定容量，允许主变短时过载，α为主变短时过载系数；

上述公式中各参数含义说明：

FSS表示柔性开闭站；L_TSC为TSC值；S_i表示主变i所带的负荷；表示第I个FSS的端口容量，假定FSS的每个端口容量都一样；表示出自主变i的馈线m所带负荷；表示出自主变i的馈线m在发生N-1故障时向出自主变j的馈线n转移的负荷；表示出自主变j的馈线n的馈线容量；S_i,j表示发生N-1故障时，主变i向主变j转移的负荷；S_j,max表示主变j的额定容量；Φ_(i)表示所有出自主变i的馈线集合；Φ_(I)表示所有与第I个FSS相连的馈线集合；Φ_(f)为通过第I个FSS与馈线m相联络且属于主变j的馈线集合；iΩj为主变i通过第I个FSS与主变j相连；α表示主变过载系数；

步骤二、得到柔性配电网TSC求解方法：将第一步的数学模型进行变形输入到线性规划软件中进行求解，这里引入以下矩阵：

(a)主变联络矩阵C^t，其为阶矩阵，为主变数量，矩阵元素表示第i台主变与第j台主变的联络关系，当主变存在联络关系时否则当i＝j时，

(b)馈线联络矩阵C^f，其为阶矩阵，为馈线数量，矩阵元素表示第m回馈线与第n回馈线间的联络关系，当馈线间存在联络关系时否则当m＝n时，

(c)主变容量矩阵R^t，其为阶矩阵，矩阵元素S_j,max表示主变j的额定容量。

(d)馈线容量矩阵R^f，其为阶矩阵，矩阵元素表示主变j的馈线n的额定容量。

(e)FSS容量矩阵R^FSS，其为阶矩阵，为FSS数量，矩阵元素表示第I个FSS的容量；

因此，计算柔性配电网TSC方法如下：

目标函数与步骤一相同；

等式约束(2)式变形为：

$s.t.\left\{\begin{array}{c}{S}_m^i=\underset{i\mathrm{\Ω}j}{\Σ}\underset{n\∈{\mathrm{\Φ}}_{\left(f\right)}}{\Σ}{C}_{m,n}^f{S}_{m,n}^{i,j}(\∀m)\\ S_i=\underset{m=1}{\Σ}{S}_m^i(\∀i)\\ S_{i,j}=\underset{m\∈{\mathrm{\Φ}}_{\left(i\right)},n\∈{\mathrm{\Φ}}_{\left(f\right)}}{\Σ}{C}_{m,n}^f{S}_{m,n}^{i,j}\end{array}\right.---\left(4\right)$

式(4)中子式一为馈线负荷分配等式约束，表示主变i的馈线m的总负荷，根据与馈线m相连的对端馈线负荷裕度的高低，FSS将馈线m的负荷按需连续分成几部分，其中每一部分转带给不同的馈线，所有转带出去的负荷之和等于该馈线的总负荷；

式(4)中子式二为主变-馈线负荷等式约束，表示主变i所带的负荷等于其母线上所出的所有馈线负荷之和；

式(4)中子式三为主变-馈线负荷转带等式约束，表示主变i发生N-1故障时转带给主变j的负荷是通过与两台主变相连的馈线之间的负荷转带完成的；

不等式约束(3)式变形为：

$s.t.\left\{\begin{array}{c}{S}_m^i\≤R_I^{FSS}(m\∈{\mathrm{\Φ}}_{\left(I\right)})\\ C_{m,n}^f{S}_{m,n}^{i,j}+S_n^j\≤S_{n,max}^j(\∀m,n)\\ C_{i,j}^t{S}_{i,j}+S_j\≤{\mathrm{\αS}}_{j,\max }(\∀i,j)\end{array}\right.---\left(5\right)$

式(5)中子式一为馈线负荷-FSS容量不等式约束，表示主变i的馈线m发生N-1故障后，其馈线m所带的负荷必须不大于FSS的端口容量；

式(5)中子式二为馈线N-1不等式约束，表示主变i的馈线m发生N-1后，其负荷通过与FSS联络的馈线转带给出自主变j的馈线n，负荷转带后馈线n不能过载；

式(5)中子式三为主变间负荷转带约束，表示主变j接受故障主变i的转移负荷后不超过主变j的α倍额定容量，允许主变短时过载，α为主变短时过载系数；

上述变形后的模型参数与变形前的定义一样，此外与FSS相联络的馈线和主变，在C^f和C^t两个联络矩阵中，相对应的元素全是1；

步骤三、对求解方法做进一步处理，使得达到TSC时各馈线负荷不出现重载或者轻载的情况，进而得到柔性配电网TSC均衡数学模型：

将馈线负荷的均衡度作为目标函数：

$Min{D}_{VLR}=\frac{\mathrm{\Σ}{(S_m^i-\stackrel{\‾}{S})}^2}{N_{\mathrm{\Σ}}^f}---\left(6\right)$

其中，D_VLR表示馈线负荷的方差；表示馈线负荷的平均值；

结合将计算模型的目标函数(1)式作为均衡模型的约束条件，其余约束(4)～(5)式条件不变，即可求得均衡模型下，柔性配电网达到TSC时的馈线负荷均衡分布结果。