本發明屬于電力系統，基于柔性互聯技術對中壓配電網新能源承載能力的優化效果作評估，特別涉及一種交直流配電網新能源魯棒承載能力優化評估方法及系統。

背景技術：

1、配電網作為重要的公共基礎設施，在保障電力供應、支撐經濟社會發展、服務改善民生等方面發揮著重要作用。隨著新型電力系統建設的推進，配電網正逐步由單純接受、分配電能給用戶的網絡轉變為源網荷儲融合互動、與上級電網靈活耦合的新型配電網。其中具有隨機性和波動性的新能源在并網過程中易受環境影響，使得其在實際運行中出現棄風、棄光現象，浪費能源資源，因此隨著可再生能源分布式發電迅速普及，如何提升中壓配電網新能源承載能力成為主要問題。對于提升中壓配電的新能源承載能力方面，目前國內外已有了部分研究成果，已有研究從最優潮流和無功調壓、網絡重構等主動管理措施的角度來建立優化評估模型，并利用二階錐技術對模型進行松弛后求解，從而達到提升新能源承載能力的目的，但是上述研究都沒有考慮到新能源的隨機性和波動性所帶來的不確定性。還有研究闡述了魯棒優化作為不確定處理方法在最優潮流中的應用以及該方法對新能源承載能力的影響，結果表明考慮了新能源出力的不確定性后，得到的新能源承載能力結果更加可靠。但上述研究沒有結合未來發展趨勢，提出更有效的提升配網新能源承載能力的措施。相較于傳統遠距離、大容量的大電網異步互聯，地區電網內部或之間的中電壓等級柔性互聯新形態成為應對新能源承載能力提升難題的關鍵解決方案，可實現新能源接入層級的源荷直連匹配，避免了電能升/降壓傳輸冗余，控制短路電流水平的同時大幅提升輸電能力，以滿足新型電力系統負荷發展、新能源承載能力提升的需求。新能源接入層級和負荷用電層級的“源荷匹配”柔性互聯，可有效避免電能升/降壓傳輸。高比例新能源地區電網呈現為輸配一體化、多區域電網相耦合的新特征。還有研究重點分析了柔性互聯裝置中智能軟開關的工作原理，并討論了sop接入對系統網損、電源規劃容量以及電壓的優化效果，但上述研究很少考慮到主變壓器功率是否有倒送限制的情況。

2、現有技術文件1（cn116361991a）公開了柔性互聯配電網dg承載能力評估方法及系統，但該文件的方法未充分考慮新能源出力的波動性和隨機性，尤其是在應對極端場景下，評估結果的可靠性較差。此外，該方法未考慮主變壓器功率倒送的可能性，這可能導致對配電網新能源承載能力的評估不夠全面。同時，該文件中采用的傳統評估方法在處理復雜約束條件（如容量約束、無功功率約束）時存在一定局限，無法有效應對復雜的電力系統環境。在求解新能源承載能力模型時，使用的傳統算法計算效率較低，難以滿足實際應用中的高效求解需求。

技術實現思路

1、為解決現有技術中存在的不足，本發明提出將sop接入中壓配電網中，并考慮主變壓器功率是否倒送，充分計及不確定性影響，建立一種計及sop接入的柔性互聯配電網新能源魯棒承載能力優化評估模型。

2、本發明采用如下的技術方案。

3、本發明的第一方面提供了一種交直流配電網新能源魯棒承載能力優化評估方法，包括：

4、根據sop功率和電壓，構建含sop的柔性互聯設備模型；

5、在含sop的柔性互聯設備模型的基礎上，計及主變壓器功率倒送限制，建立柔性互聯配電網新能源承載能力模型并通過凸松弛轉為二階錐規劃模型；

6、計及新能源不確定性的最惡劣場景，在二階錐規劃模型的基礎上，建立兩階段魯棒優化評估模型；

7、通過c&cg算法對兩階段魯棒優化評估模型進行求解，得到最大的新能源承載能力。

8、優選地，含sop的柔性互聯設備模型的約束條件包括：有功功率約束、無功功率約束以及容量約束，可用如下公式表示：

9、(1)

10、(2)

11、(3)

12、(4)

13、(5)

14、(6)

15、(7)

16、式中，和分別表示sop節點和節點處在時刻輸出的有功功率；和分別表示sop節點和節點處在時刻產生的功率損耗；和分別表示sop節點節點處在時刻輸出的無功功率；和表示端口的損耗系數；和分別表示sop節點和節點處在時刻輸出的無功功率；和分別表示sop節點和節點能夠輸出的最大無功功率；表示sop所在線路能夠傳輸的最大容量。

17、優選地，柔性互聯配電網新能源承載能力模型的目標函數可用如下公式表示：

18、(8)

19、式中：表示新能源總承載能力；表示含dg的節點集合；表示可接入的dg容量。

20、優選地二階錐規劃模型的約束條件可用如下公式表示：

21、(9)

22、(10)

23、(11)

24、(12)

25、(13)

26、(14)

27、(15)

28、式中：與分別表示支路的電阻與電抗；表示時刻節點流向節點的電流值的平方；和分別表示時刻節點流向節點的無功功率；和分別表示時刻從節點流向節點的有功功率和無功功率；和分別表示節點在時刻從外界注入的有功功率和無功功率；、表示節點和在時刻的電壓幅值的平方；與分別表示支路的電阻與電抗；、表示時刻節點光伏輸出的有功和無功功率；表示支路允許流過的最大視在功率；表示時刻節點流向節點的電流值的平方；表示向量的歐幾里得范數；和分別表示電壓上下限；表示電流上限。

29、優選地，二階錐規劃模型的sop約束條件可用如下公式表示：

30、?(16)

31、(17)

32、(18)

33、(19)

34、式中：和分別表示sop節點和節點處在時刻輸出的有功功率；和分別表示sop節點和節點處在時刻產生的功率損耗；和分別表示sop節點和節點處在時刻輸出的無功功率；和表示端口的損耗系數；表示sop所在線路能夠傳輸的最大容量。

35、優選地，兩階段魯棒優化評估模型的目標函數，可用如下公式表示：

36、(20)

37、(21)

38、(22)

39、(23)

40、式中：表示新能源及負荷的不確定集；表示給定和后，所能取值的集合；表示第一階段的決策變量，該變量是在決策變量以及被確定之后確定，對應新能源承載能力最大化問題，表示系數變量，變量中的每一個元素對應于第一階段的一個決策變量，反映每個決策變量對新能源承載能力提升的影響；表示第二階段的決策變量，該變量是在被確定之前被確定；表示系數向量，向量中的每一個元素對應于第二階段的一個決策變量，反映每個決策變量對新能源準入容量的影響；表示不確定性輔助變量；、、、表示布爾型不確定輔助變量。

41、優選地，兩階段魯棒優化評估模型的約束條件，可用如下公式表示：

42、(24)

43、式中：表示第一階段的決策變量，為sop控制策略和網絡重構策略；表示第二階段的決策變量，為不確定性輔助變量與新能源準入容量；、、、、、表示系數矩陣；為第一階段決策變量必須滿足的約束條件；為涉及第一階段決策變量、第二階段決策變量與的約束條件，為決策變量的范數約束。

44、優選地，用c&cg算法將兩階段魯棒優化評估模型分為主問題和子問題進行求解，主問題和子問題及其約束條件可用如下公式表示：

45、(25)

46、(26)

47、(27)

48、(28)

49、式中，表示主問題的最優值；和分別表示在次迭代后子問題的變量、的解；表示子問題的最優值；表示優化主問題后的運行方案。

50、優選地，對主問題和子問題進行求解的步驟為：

51、1）設置迭代次數 l=1；上下界參數、；最大迭代次數設為；收斂精度設為；

52、2）根據主問題的目標函數及約束條件求解得第 l次的sop運行方案及網絡重構策略以及主問題的最優值，更新上界參數值；

53、3）已知后，由經對偶定理處理和轉化后的子問題目標函數和約束條件獲得第次最惡劣場景下新能源的不確定輔助變量和子問題的最優值，從而更新下界值，并在確定的和下，通過求解拉格朗日對偶約束條件，找到滿足條件的拉格朗日乘子、、值，基于、、值推導出第次的最惡劣場景下第二階段的決策變量；

54、4）若或，則停止求解，輸出最優解和。否則，令，返回步驟2）。

55、本發明的第二方面提供了一種交直流配電網新能源魯棒承載能力優化評估系統，運行上述的一種交直流配電網新能源魯棒承載能力優化評估，包括：

56、互聯模型建立模塊，用于構建含sop的柔性互聯設備模型；

57、承載模型建立模塊，用于建立并轉換柔性互聯配電網新能源承載能力模型；

58、優化模塊，用于建立兩階段魯棒優化評估模型對配電網新能源承載能力進行優化；

59、求解模塊，用于通過c&cg算法對兩階段魯棒優化評估模型進行求解。

60、與現有技術相比，本發明的有益效果至少包括：本發明以新能源承載能力最大為目標，充分結合柔性互聯技術的發展趨勢，建立了考慮柔性互聯裝置接入的中壓配電網新能源承載能力模型，并利用凸松弛技術將非線性模型轉化為二階錐規劃模型。在此基礎上考慮新能源出力的不確定性和考慮主變壓器功率是否倒送，建立柔性互聯配電網新能源魯棒承載能力優化評估模型，并采用c&cg算法求解。仿真結果表明，引入柔性互聯技術能切實提升新能源承載能力，允許主變壓器功率倒送后系統承載能力也有較大幅度的提升。所提中壓配電網新能源承載能力提升模型在考慮sop接入提升承載能力的同時，還通過魯棒優化方法增加了保守度的調節，為決策者根據實際情況制定運行方案，加快我國能源向低碳化、清潔化方向發展。