本发明涉及配电网，特别是一种基于集群分层的分布式光伏配电网协调优化方法。
背景技术：
1、随着分布式光伏与配电网相结合组成新的配电网发电方式后，配电网的运行与控制面临着新的挑战。光伏发电系统接入配电网后可能导致电压波动和电压失调，且在光伏发电系统产生过剩电能时，可能会发生逆功率流现象，对电网造成不利影响甚至损坏设备。在未来的发展中，新能源的接入已成为不可避免的趋势，同时，传统的配电网在运行中也越来越难以适应这些改变，对配电网优化的难度也随之增加，在集群管理控制下的配电网，主要有对配电网进行分区控制、对算法进行改进，实现集群之间的并行计算以及当新能源接入配电网后的故障恢复等领域。随着分布式电源规模的不断增长，传统的集中式控制在这种新型的配电网中越来越难以发挥自己的优势，所以，目前越来越多的研究者开始研究配电网的分区控制，从电压、功率以及网损等方面考虑配电网的经济效益。分区控制旨在将整个配电网的大问题分解为集群之间独立子问题的求解，但是在整体上的控制目标是一致的，在集群之间也存在相互协调的过程，可以使接入光伏的复杂配电网变得简单化，非常适用未来不断接入新能源的配电网。
技术实现思路
1、鉴于现有的配电网中存在的问题，提出了本发明。
2、因此，本发明所要解决的问题在于使接入光伏的复杂配电网变得简单化，适用未来不断接入新能源的配电网。
3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
4、第一方面，本发明实施例提供了一种基于集群分层的分布式光伏配电网协调优化方法，其包括，
5、构建含分布式光伏的配电网优化模型；
6、建立所述配电网优化模型的约束条件，并对所述配电网优化模型进行线性凸化处理；
7、采用引入一致性变量的凸优化算法对配电网集群的边界耦合支路变量进行更新；
8、在所述凸优化算法中引入自适应变参数加速因子提高算法的收敛速度；
9、选取集群算法收敛所述凸优化算法，完成配电网的协调优化控制。
10、作为本发明所述基于集群分层的分布式光伏配电网协调优化方法的一种优选方案，其中：所述配电网优化模型以系统运行的网络有功损耗为目标函数，如下式所示：
11、
12、其中，iij为线路ij传输电流；rij为节点i,j之间的电阻；vi为节点i的电压；pij、qij为线路ij首端的传输功率。
13、作为本发明所述基于集群分层的分布式光伏配电网协调优化方法的一种优选方案，其中：所述约束条件包括等式约束和不等式约束；
14、所述等式约束包括基尔霍夫电压定律和基尔霍夫电流定律；
15、所述不等式约束包括控制变量上下限约束和状态变量上下限约束。
16、作为本发明所述基于集群分层的分布式光伏配电网协调优化方法的一种优选方案，其中：所述线性凸化处理包括采用潮流方程对所述配电网优化模型以及约束条件进行凸化处理，如下式所示：
17、
18、
19、其中，v1为平衡节点电压；vref为v1的参考值；vj为节点j的电压幅值；pjk、qjk为线路jk首端的传输功率；节点i、j之间的电阻和电抗为rij、xij，其节点负荷的有功和无功分别为pj、qj；pg、qg分别为节点接入光伏发出的有功和无功。
20、作为本发明所述基于集群分层的分布式光伏配电网协调优化方法的一种优选方案，其中：采用凸优化算法对所述边界耦合支路变量更新，依据两个集群之间耦合变量的平均值求得决策变量值，如下式所示：
21、
22、其中，fi(xi)表示集群的优化函数，λ为拉格朗日乘子，ρ是大于0的惩罚因子，也称为正则化参数，集群区域1子问题得到的耦合支路状态xij,1与相邻区域2子问题得到的耦合支路状态xij,2相等，为第k次迭代时集群i关于其他耦合集群的所对应的一致性变量。
23、作为本发明所述基于集群分层的分布式光伏配电网协调优化方法的一种优选方案，其中：所述提高算法的收敛速度通过引入自适应变参数加速因子添加变参数正则项来提高算法的收敛速度，在每次子问题求解时自适应更新加速参数，如下式所示：
24、
25、
26、其中，ρmax、ρmin分别为加速参数的最大值和最小值；λ0为拉格朗日乘子的初值；t为当前迭代次数；tmax为最大迭代次数。
27、作为本发明所述基于集群分层的分布式光伏配电网协调优化方法的一种优选方案，其中：所述选取集群算法收敛阈值包括以下步骤：
28、计算所述决策变量值，同时求得各集群的耦合支路状态；
29、根据所述耦合支路状态的平均值计算下一次迭代的固定参考值；
30、更新不同集群的对偶变量；
31、提高算法的收敛速度，更新惩罚因子；
32、计算边界残差值，当所述边界残差值满足最低收敛进度时，则认为算法达到收敛。
33、第二方面，本发明实施例提供了一种基于集群分层的分布式光伏配电网协调优化系统，其包括：
34、模型构建模块，用于构建含分布式光伏的配电网优化模型；
35、线性凸化处理模块，用于采用潮流方程，忽略二次项，将非凸模型转化为凸的二次规划模型；
36、算法优化模块，在凸优化算法引入一致性变量，对集群边界耦合支路变量进行更新，引入自适应变参数加速因子，自适应调整加速参数。
37、第三方面，本发明实施例提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其中：所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的基于集群分层的分布式光伏配电网协调优化方法的任一步骤。
38、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中：所述计算机程序被处理器执行时实现上述的基于集群分层的分布式光伏配电网协调优化方法的任一步骤。
39、本发明有益效果为将大规模配电网划分为多个集群，每个集群作为一个子问题独立求解，实现了并行计算，减少了计算时间，子问题之间只需交换边界数据，避免了全量数据交换，降低了通信负担。引入了自适应变参数加速因子，通过在惩罚因子上添加变参数正则项，自适应调整算法收敛参数，加快收敛速度，采用改进的admm算法，引入一致性变量协调不同集群间的边界耦合变量，确保收敛到全局最优解。优化模型中充分考虑了分布式光伏的出力约束、并网运行模式等，将分布式光伏有效纳入配电网协调控制。优化目标以网络损耗最小化，可减少分布式光伏并网后对配电网的不利影响。以网络损耗最小化为目标函数，可提高配电网的运行经济性，将节点电压约束作为重要约束条件，确保配电网各节点电压在安全范围内运行。对非凸优化模型进行线性凸化处理，使得算法可解全局最优解，不受模型形式限制，集群划分灵活，可根据实际配电网拓扑特征合理划分，增强了方法的通用适用性。
1.一种基于集群分层的分布式光伏配电网协调优化方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的基于集群分层的分布式光伏配电网协调优化方法，其特征在于：所述配电网优化模型以系统运行的网络有功损耗为目标函数，如下式所示：
3.如权利要求2所述的基于集群分层的分布式光伏配电网协调优化方法，其特征在于：所述约束条件包括等式约束和不等式约束；
4.如权利要求3所述的基于集群分层的分布式光伏配电网协调优化方法，其特征在于：所述线性凸化处理包括采用潮流方程对所述配电网优化模型以及约束条件进行凸化处理，如下式所示：
5.如权利要求4所述的基于集群分层的分布式光伏配电网协调优化方法，其特征在于：采用凸优化算法对所述边界耦合支路变量更新，依据两个集群之间耦合变量的平均值求得决策变量值，如下式所示：
6.如权利要求5所述的基于集群分层的分布式光伏配电网协调优化方法，其特征在于：所述提高算法的收敛速度通过引入自适应变参数加速因子添加变参数正则项来提高算法的收敛速度，在每次子问题求解时自适应更新加速参数，如下式所示：
7.如权利要求6所述的基于集群分层的分布式光伏配电网协调优化方法，其特征在于：所述选取集群算法收敛阈值包括以下步骤：
8.一种基于集群分层的分布式光伏配电网协调优化系统，基于权利要求1～7任一所述的基于集群分层的分布式光伏配电网协调优化方法，其特征在于：包括，
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1～7任一所述的基于集群分层的分布式光伏配电网协调优化方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1～7任一所述的基于集群分层的分布式光伏配电网协调优化方法的步骤。
