1.本发明涉及电网调度控制技术领域，具体而言，涉及一种配电网调度运行的控制方法、装置、存储介质及设备。
背景技术：2.现有的配电网调度策略集中在配电网接入分布式电源、储能系统后的优化调度，并且配电网无功补偿多以投切电容电抗器组为主。动态无功补偿设备(如statcom)多用于配电网终端用户就地无功补偿。配电网的无功电压协调优化主要包括针对某一负荷断面进行的静态无功优化和考虑设备响应特性的动态无功优化，柔性直流技术对电压调节和动态无功支持的作用研究较少。中压配电网一般为环网设计，开环运行，不具备潮流调节、负荷均衡和连续负荷转移的能力。
3.基于背靠背直流互联的环网功率控制器(loop power controller，lpc)，实现了闭环运行和潮流控制，研究了闭环运行负荷平衡控制、故障后负荷转移控制，但负荷转移时仍会出现瞬时供电中断；且装置为两端互联，不能实现多端互联的交流线路间的潮流优化和负荷转移。
4.针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现要素：5.本发明实施例提供了一种配电网调度运行的控制方法、装置、存储介质及设备，以至少解决现有的配电网调度策略可控性与灵活性不足，导致配电网的运行效率与可靠性较低的技术问题。
6.根据本发明实施例的一个方面，提供了一种配电网调度运行的控制，包括：获取配电网的实时运行参数；对上述实时运行参数进行分析处理，确定上述配电网的运行状态，其中，上述运行状态包括以下至少之一：正常态运行状态、预警态运行状态和紧急态运行状态；确定与上述运行状态对应的控制策略，其中，上述正常态运行状态对应正常态控制策略、上述预警态运行状态对应预警态控制策略和上述紧急态运行状态对应紧急态控制策略；采用上述控制策略控制上述配电网进行调度运行。
7.可选的，在上述运行状态为正常态运行状态的情况下，上述确定与上述运行状态对应的控制策略，包括：获取上述正常态运行状态的第一初始控制函数和约束条件，其中，上述约束条件作用在上述第一初始控制函数上；对上述第一初始控制函数进行改造处理，得到第一目标函数；采用松弛变量将上述约束条件中的不等式约束转换成等式约束；基于上述第一目标函数和上述约束条件，得到上述正常态控制策略。
8.可选的，上述基于上述第一目标函数和上述约束条件，得到上述正常态控制策略，包括：采用第一预设算法确定转换后的约束条件，得到障碍因子，其中，上述障碍因子用于确定上述第一目标函数的值在预定范围内；采用第二预设算法确定转换后的约束条件，得到迭代步长，其中，上述迭代步长用于确定上述第一目标函数的值在预定范围内；将上述障
碍因子和上述迭代步长代入上述第一目标函数，得到上述正常态控制策略。
9.可选的，在上述运行状态为预警态运行状态的情况下，上述确定与上述运行状态对应的控制策略，包括：获取上述预警态运行状态的第二初始控制函数和上述配电网超出预设功率值的过载功率值；基于上述配电网的注入功率扰动情况对上述第二初始控制函数进行处理，得到上述配电网的节点状态向量，其中，上述节点状态向量用于表征上述预警态运行状态下的上述配电网具体状态；根据第三预设算法和上述节点状态向量，确定上述配电网的节点潮流功率值；基于上述节点潮流功率值和上述过载功率值,得到上述预警态控制策略。
10.可选的，上述基于上述配电网的注入功率扰动情况对上述第二初始控制函数进行处理，得到上述配电网的节点状态向量，包括：基于上述配电网的注入功率扰动情况，确定上述配电网的注入功率的扰动量；将上述扰动量代入上述第二初始控制函数，并对上述第二初始控制函数进行展开处理，得到第二目标控制函数；基于上述第二目标控制函数，确定上述预警态运行状态的状态变量的线性方程；对上述线性方程进行修正处理，得到上述配电网的上述节点状态向量。
11.可选的，在上述运行状态为紧急态运行状态的情况下，上述确定与上述运行状态对应的控制策略，包括：获取上述紧急态运行状态的预设功率支援策略；基于上述实时运行参数和上述预设功率支援策略，得到功率支援量；基于上述功率支援量确定上述紧急态控制策略。
12.根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种配电网调度运行的控制装置，包括：获取模块，用于获取配电网的实时运行参数；处理模块，用于对上述实时运行参数进行分析处理，确定上述配电网的运行状态，其中，上述运行状态包括以下至少之一：正常态运行状态、预警态运行状态和紧急态运行状态；确定模块，用于确定与上述运行状态对应的控制策略，其中，上述正常态运行状态对应正常态控制策略、上述预警态运行状态对应预警态控制策略和上述紧急态运行状态对应紧急态控制策略；控制模块，用于采用上述控制策略控制上述配电网进行调度运行。
13.根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种非易失性存储介质，上述非易失性存储介质存储有多条指令，上述指令适于由处理器加载并执行任意一项上述的配电网调度运行的控制方法。
14.根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，上述处理器用于运行程序，其中，上述程序被设置为运行时执行任意一项上述的配电网调度运行的控制方法。
15.根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，上述存储器中存储有计算机程序，上述处理器被设置为运行上述计算机程序以执行任意一项上述的配电网调度运行的控制方法。
16.在本发明实施例中，通过获取配电网的实时运行参数；对上述实时运行参数进行分析处理，确定上述配电网的运行状态，其中，上述运行状态包括以下至少之一：正常态运行状态、预警态运行状态和紧急态运行状态；确定与上述运行状态对应的控制策略，其中，上述正常态运行状态对应正常态控制策略、上述预警态运行状态对应预警态控制策略和上述紧急态运行状态对应紧急态控制策略；采用上述控制策略控制上述配电网进行调度运行，达到了针对正常态、预警态和紧急态三种运行状态建立不同的控制策略的目的，从而实
现了负载均衡和降低线损的目标，提高了系统安全裕度，可快速消除分区电网越限情况的技术效果，进而解决了现有的配电网调度策略可控性与灵活性不足，导致配电网的运行效率与可靠性较低的技术问题。
附图说明
17.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
18.图1是根据本发明实施例的配电网调度运行的控制方法流程图；
19.图2是根据本发明实施例的一种可选的交直流混合配电网的调度运行控制系统结构示意图；
20.图3是根据本发明实施例的一种可选的交直流混合配电网的调度运行控制流程示意图；
21.图4是根据本发明实施例的一种可选的交直流混合配电网的调度运行控制模式示意图；
22.图5是根据本发明实施例的一种可选的预警状态下的控制策略流程图；
23.图6是根据本发明实施例的一种配电网调度运行的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
24.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
25.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
26.实施例1
27.根据本发明实施例，提供了一种配电网调度运行的控制方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
28.图1是根据本发明实施例的配电网调度运行的控制方法流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
29.步骤s102，获取配电网的实时运行参数；
30.步骤s104，对上述实时运行参数进行分析处理，确定上述配电网的运行状态，其
中，上述运行状态包括以下至少之一：正常态运行状态、预警态运行状态和紧急态运行状态；
31.步骤s106，确定与上述运行状态对应的控制策略，其中，上述正常态运行状态对应正常态控制策略、上述预警态运行状态对应预警态控制策略和上述紧急态运行状态对应紧急态控制策略；
32.步骤s108，采用上述控制策略控制上述配电网进行调度运行。
33.在本发明实施例中，上述步骤s102至s108中提供的配电网调度运行的控制方法的执行主体为交直流混合配电网的调度运行控制系统，如图2所示的交直流混合配电网的调度运行控制系统结构示意图，上述系统包括：监视层、分析层和控制层。采用上述监视层实时量测配电网的运行参数，并对部分坏数据进行预处理；采用上述分析层对上述实时运行参数进行分析处理，确定上述配电网的运行状态，并根据上述运行状态对状态对应的故障进行分析，确定与上述运行状态对应的控制策略；最后由控制层启动对应运行状态的控制模块控制上述配电网进行调度运行。
34.需要说明的是，上述运行状态包括以下至少之一：正常态运行状态、预警态运行状态和紧急态运行状态；上述正常态运行状态对应正常态控制策略、上述预警态运行状态对应预警态控制策略和上述紧急态运行状态对应紧急态控制策略。
35.可选的，上述交直流混合配电网的调度运行控制系统包括基础数据收集、控制模型维护、系统计算和策略生成、策略解析和命令下发、运行控制监视和控制模块建设等功能。
36.可选的，基础数据收集功能包括互联分区电网及装置的物理模型、特性参数，及其拓扑结构、实时状态和运行数据，负荷预测和发电计划数据，以及外部维护的参数特性、限值数据等。
37.可选的，控制模型维护功能可以建立起柔直装置的完整控制模型，并通过关联其实时状态和运行数据，形成可在界面显示以及可通过接口文件输出的模型。
38.可选的，系统计算和策略生成功能可以分区互联安全协调调度控制模块的核心控制算法基于柔直装置的控制模型，通过互联分区电网实时运行数据进行状态研判，根据电网运行状态的优化目标和约束要求进行计算，形成符合柔直装置控制模式的策略命令。在系统计算后台要有实时滚动更新的灵敏度计算和预想故障分析计算，为核心控制算法提供辅助支持。
39.可选的，策略解析和命令下发功能可以解析处理对柔直装置的策略命令，通过控制命令监视窗口为调度员提供确认提示，在调度员确认控制命令执行后通过系统接口下发，完成对柔直装置的闭环控制。
40.可选的，运行控制监视功能可以通过丰富的人机界面监视分区互联电网及柔直装置的运行控制情况，帮助运行人员及时准确掌握当前状态，帮助维护人员及时发现问题并有效进行维护。
41.可选的，控制模块建设功能包括实时数据库、历史数据库、人机界面、核心算法、平台应用接口，实现总体设计中基础数据收集、控制模型维护、策略解析和命令下发、系统计算和策略生成、运行控制监视的功能。
42.作为一种可选的实施例，如图3所示的交直流混合配电网的调度运行控制流程示
意图，控制模块通过不同电网运行状态下控制模型的计算，形成对柔直装置的控制策略，并通过控制命令监视窗口为调度员提供辅助控制决策，在调度员确认执行后利用前置通信系统将控制命令下发给现场的柔直装置，驱动装置动作以执行命令，从而实现对分区互联功率的闭环控制。分区互联功率控制模块，在正常态运行时每15分钟一次完成优化计算和命令控制，而在预警、紧急态运行时实时进行系统控制计算或策略调用。
43.需要说明的是，在每个实时控制循环开始后：首先读取换流站和换流器设备的实时状态，包括运行模式和状态数据，判断确定换流器是否参与控制，如不能控制则提示并设置无效标识；然后读取电网运行实时数据，其中应该包括了新增加的换流器设备表，换流器设备的运行状态数据和一般参数信息都包含在其中。读取外部限值数据表，其中包括换流器设备相关联的功率圆图参数表。提供给状态研判模块进行分析判断；状态研判模块通过读取实时库中电网和设备的运行数据，进行运行状态的划分，并调用相应的控制模块启动计算；启动正常态控制模块时，在计算出控制策略后需要利用15分钟内的负荷预测和发电计划的数据对优化结果进行校验，使正常态优化策略适应优化周期内的电网变化；启动预警态控制模块时，利用后台程序实时更新的灵敏度关系，通过预警态模型计算相应控制策略；启动紧急态控制模块时，利用后台程序实时更新的预想故障策略库，调用紧急态控制策略；控制算法完成计算后，输出命令策略结果，通过控制命令监视窗口等待调度员确认下发；命令下发确认后，将柔直装置的控制命令——有功功率控制设点——通过相应的下发控制点下发，这些命令都是通过设点命令形式下发；同时，将柔直装置的设点目标值转发到scada，只在受控时转发。
44.还需要说明的是，将每次计算控制结果记录到历史库表，包括柔直装置的控制命令、柔直装置的运行记录，以及统计记录柔直装置的投运率等。
45.通过本发明实施例，如图4所示的交直流混合配电网的调度运行控制模式示意图，三种运行状态构成由紧急态过渡至预警态、预警态恢复至正常态的运行控制模式。其中，对正常态的交直流混合配电网构建了以实现负载均衡、降低线损为目标的优化控制策略；对预警态的交直流混合配电网，根据发电计划和负荷预测的结果，运用直流潮流求解方法，以提高分区安全裕度为目标消可能出现的安全裕度不足等安全隐患，建立了安全协调控制策略；对紧急态下的交直流混合配电网，针对n-1(单一故障准则)运行情况，通过计算柔性直流装置支援的功率，构建了功率支援策略。对于不同状态下策略的运行时间尺度方面，正常态优化调度控制策略周期运行，预警态安全协调控制策略根据实时的预警信息运行，紧急态功率支援控制策略根据紧急信号确定运行时间。
46.在一种可选的实施例中，在上述运行状态为正常态运行状态的情况下，上述确定与上述运行状态对应的控制策略，包括：获取上述正常态运行状态的第一初始控制函数和约束条件，其中，上述约束条件作用在上述第一初始控制函数上；对上述第一初始控制函数进行改造处理，得到第一目标函数；采用松弛变量将上述约束条件中的不等式约束转换成等式约束；基于上述第一目标函数和上述约束条件，得到上述正常态控制策略。
47.在本发明实施例中，正常态下的交直流混合配电网有足够的安全裕度，可以承受小扰动且不影响配电网的正常运行。即当前电网运行在满足等式和不等式约束的状态中，且系统有足够的裕度保证电网发生n-1故障时仍运行在不越限的状态，满足这种要求时的运行状态称为正常态。在正常状态下的优化调度策略基于交直流潮流计算的结果进行优化
调度控制。根据电网运行的可靠性要求确定柔直功率的传输方向，在保证柔直传输功率方向不变的前提下，根据负荷预测和发电计划结果，综合考虑优化周期内的电网运行状态，以各区主变负载均衡为目标，各区域满足安全裕度最小值为约束，确定柔直功率的优化调整量。
48.可选的，交直流混合配电网在正常态下的优化模型是以实现负载均衡以及线损最小为目标，安全性为约束的非线性优化问题，其目标函数为：
[0049][0050][0051]
其中，上述约束条件包括：
[0052][0053]
需要说明的是，式(1)、(2)、(3)中：l是支路总数；(i，j)代表任一条支路；sn是所有拓扑节点的结合；sg、sd分别是电源注入节点和柔性直流装置内节点的集合；ploss是电网线损；gij、bij是节点导纳矩阵元素的实部和虚部；pg，i、qg，i、pl，i、ql，i、pi分别是节点i的注入有功、无功、有功负荷、无功负荷、线路有功；ui为节点电压；tg，i为变压器的负载率；pd，i是柔性直流装置端口有功功率；下标max、min分别是限值的上限和下限。
[0054]
可选的，对于柔性直流装置而言，其控制方式通常是其中一个端口定电压，其它端口定电流，基于此控制规则，在本技术实施例中通过调节柔性直流装置的传输功率，实现目标函数最优。
[0055]
作为一种可选的实施例，采用内点法将上述迭代求解过程始终限制在可行域的内部。因此，要保证将初始点选取在可行域内部，并在迭代过程中在可行域边界设置“障碍”(即上述障碍因子)，当迭代轨迹趋于可行域边界时，迅速增大目标函数值，以防止迭代过程收敛于可行域外部，所以内点法又称障碍法。在内点法的迭代过程中，还需对迭代步长加以控制，使寻优过程始终在可行域内部进行。当随着障碍因子的减小，障碍函数的影响将逐渐减弱，迭代过程便能可靠收敛于可行域内部的极值解。
[0056]
作为一种可选的实施例，首先是根据对偶原理改造目标函数的表达形式，并用lagrange乘数法处理约束条件中的等式约束，同时引入松弛变量，将约束条件中的不等式
约束转换成等式约束。用内点障碍函数法和限制步长等方法处理变量不等式约束条件，导出引入障碍函数后的kuhn-tucker最优性条件，并用newton-raphson法进行求解。
[0057]
需要说明的是，可以将障碍因子的初始值取得足够大，用以保证解的可行性，并在求解的过程中逐渐减小障碍因子，用以保证解的最优性。
[0058]
应用原对偶内点法求解电力系统无功优化问题时，需将数学模型表示为如下形式：
[0059]
min f(x)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0060][0061]
其中，式(4)是非线性的目标函数，x是n维状态向量。式(5)是约束条件，其中h(x)是m维等式约束条件，g(x)为r维不等式约束条件。通过引入松弛变量，将约束条件中的不等式约束化为等式约束：
[0062][0063]
式中，松弛变量l和u均为r维列向量。
[0064]
在一种可选的实施例中，上述基于上述第一目标函数和上述约束条件，得到上述正常态控制策略，包括：采用第一预设算法确定转换后的约束条件，得到障碍因子，其中，上述障碍因子用于确定上述第一目标函数的值在预定范围内；采用第二预设算法确定转换后的约束条件，得到迭代步长，其中，上述迭代步长用于确定上述第一目标函数的值在预定范围内；将上述障碍因子和上述迭代步长代入上述第一目标函数，得到上述正常态控制策略。
[0065]
在本发明实施例中，采用第一预设算法确定转换后的约束条件，得到障碍因子；并采用第二预设算法确定转换后的约束条件，得到迭代步长。
[0066]
需要说明的是，上述障碍因子和上述迭代步长用于确定上述第一目标函数的值在预定范围内。
[0067]
作为一种可选的实施例，在如式(5)所示的目标函数中引入障碍分量，构造新的目标函数。当在可行域边界附近时，新的目标函数值足够大，其表达式为：
[0068][0069]
其中λ》0，称为障碍因子。当松弛变量接近于可行域边界时，新的目标函数会趋于无穷大；而在可行域内部时，新的目标函数与原目标函数同解。这样，原来含有不等式约束的数学模型就转化为与其等价的只含等式约束的新模型，可应用lagrange乘数法求解。其拉格朗日lagrange函数为：
[0070][0071]
式中，y、z、w为拉格朗日乘子向量，也是对偶变量向量，其维数分别为m、r、r。而x、
l、u为原变量向量。
[0072]
式(8)的极值存在需满足kuhn-tucker条件，表达式为：
[0073][0074][0075][0076][0077][0078][0079]
式中，l、u、z、w均为r维对角矩阵，对角元素分别为向量l、u、z、w中的元素；e为r维列向量，其元素全为1。
[0080]
式(13)和(14)为互补松弛条件，联立求解可得：
[0081][0082]
式中，令代表是对偶间隙。
[0083]
在实际应用中，障碍因子通常按下式计算：
[0084][0085]
式中，0《μ《1，代表向心参数；r为不等式约束维数。通常的，等μ在0.1附近取值时，迭代求解的收敛性较好。
[0086]
由式(9)至式(14)构成的非线性方程组可用newton-raphson法迭代求解，其修正方程如下：
[0087][0088][0089][0090][0091][0092]
[0093]
式中，令
[0094][0095][0096]
用矩阵形式表达成如下式：
[0097][0098]
式中，h代表修正后的海森矩阵，j代表等式约束的雅可比矩阵。
[0099]
在求解过程中，选择适当的初始值，并在期间限制迭代步长，来保证解的可行性。即：
[0100][0101]
式中，δ
p
及δd分别表示原变量向量及对偶变量向量的迭代步长。
[0102]
可选的，将上述障碍因子和上述迭代步长代入上述第一目标函数，得到上述正常态控制策略。
[0103]
在一种可选的实施例中，在上述运行状态为预警态运行状态的情况下，上述确定与上述运行状态对应的控制策略，包括：获取上述预警态运行状态的第二初始控制函数和上述配电网超出预设功率值的过载功率值；基于上述配电网的注入功率扰动情况对上述第二初始控制函数进行处理，得到上述配电网的节点状态向量，其中，上述节点状态向量用于表征上述预警态运行状态下的上述配电网具体状态；根据第三预设算法和上述节点状态向量，确定上述配电网的节点潮流功率值；基于上述节点潮流功率值和上述过载功率值,得到上述预警态控制策略。
[0104]
在本发明实施例中，预警态下的交直流混合配电网受到小扰动后会导致配电网的越限运行，即虽然电网处在满足等式和不等式约束的运行状态中，但电网没有足够的裕度使n-1情况下系统不越限，这种运行状态称为预警态。由于负荷的大幅度波动或平行元件的单端故障，可能会引起电网运行安全裕度的减少。预警态具有实时性，因此需要根据实时的灵敏度分析。预警态控制策略以提高风险线路或主变的安全裕度为目标，以不引起其他主变或线路安全欲度不足为约束，计算柔直传输功率的调整量。
[0105]
需要说明的是，如图5所示的预警状态下的控制策略流程图，在电网监测到发生实时预警情况时，首先确定发生n-1越限预警的变压器或线路超过规定值的功率值，然后根据功率校正模型，通过对柔性直流装置端口功率的调节，以提高相应器件的安全裕度。
[0106]
作为一种可选的实施例，交直流混合配电网在预警态下的目标函数为：
[0107][0108][0109]
式中，pg，i、qg，i、pi分别是节点i的注入有功、无功和线路有功；ui为节点电压；tg，i为变压器的负载率；pd，i是柔性直流装置端口有功功率；下标max、min分别是考虑安全裕度的限值的上限和下限。
[0110]
在一种可选的实施例中，上述基于上述配电网的注入功率扰动情况对上述第二初始控制函数进行处理，得到上述配电网的节点状态向量，包括：基于上述配电网的注入功率扰动情况，确定上述配电网的注入功率的扰动量；将上述扰动量代入上述第二初始控制函数，并对上述第二初始控制函数进行展开处理，得到第二目标控制函数；基于上述第二目标控制函数，确定上述预警态运行状态的状态变量的线性方程；对上述线性方程进行修正处理，得到上述配电网的上述节点状态向量。
[0111]
作为一种可选的实施例，灵敏度分析方法从电力系统潮流方程的泰勒级数展开式出发，导出了灵敏度矩阵，以节点注入功率的增量考虑对电网的影响，较好地解决了电力系统分析计算问题。电力系统节点功率方程为
[0112][0113]
式中：p
is
、q
is
分别为节点i的有功和无功功率注入量。
[0114]
对于正常情况下的系统状态，可概括为
[0115]
w0＝f(x0,y0)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(30)
[0116]
式中：w0为正常情况下节点有功和无功注入功率向量；x0为正常情况下由节点电压、相角组成的状态向量；y0为正常情况下的网络参数。
[0117]
若系统注入功率发生扰动为δw，或网络发生变化δy，状态变量也必然会出现变化，设其变化量δx为，并满足方程
[0118]
w0+δw＝f(x0+δx,y0+δy)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(31)
[0119]
将式(31)按泰勒级数展开，则有
[0120]
w0+δw＝f(x0,y0)+f'
x
(x0,y0)δx+f'y(x0,y0)δy+
…ꢀꢀꢀ
(32)
[0121]
当扰动及状态变量改变不大时，可以忽略高次项，进一步式可以化简为
[0122]
w0+δw＝f(x0,y0)+f'
x
(x0,y0)δx+f'y(x0,y0)δy+f”xy
(x0,y0)δxδy
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(33)
[0123]
将式(30)代入后，上式成为
[0124]
δw＝f'
x
(x0,y0)δx+f'y(x0,y0)δy+f”xy
(x0,y0)δxδy
ꢀꢀꢀ
(34)
[0125]
由此可求出状态变量与节点功率变化量和网络结构变化的线性关系式为
[0126]
δx＝[f'
x
(x0,y0)+f”xy
(x0,y0)δy]-1
[δw-f'y(x0,y0)δy]
ꢀꢀꢀ
(35)
[0127]
当不考虑网络结构变化时，δy＝0，式(35)成为
[0128]
δx＝[f'
x
(x0,y0)]-1
δw＝s0δw
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(36)
[0129]
式中：
[0130][0131]
j0为潮流计算迭代结束时的雅克比矩阵；s0则称为灵敏度矩阵。因为在潮流计算时j0已经进行了三角分解，所以s0很容易通过回代运算求出。
[0132]
当不考虑节点注入功率的扰动时，δw＝0，式(35)变为
[0133]
δx＝[f'
x
(x0,y0)+f”xy
(x0,y0)δy]-1
[-f'y(x0,y0)δy]
ꢀꢀꢀ
(38)
[0134]
经过变换可改写成如下形式：
[0135]
δx＝[f'
x
(x0,y0)]-1
[i+f”xy
(x0,y0)δyf'
x
(x0,y0)-1
]-1
[-f'y(x0,y0)δy]＝s0[i+f”xy
(x0,y0)δyf'
x
(x0,y0)-1
]-1
[-f'y(x0,y0)δy]
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(39)
[0136]
式中：i为单位矩阵。
[0137]
最后得到
[0138]
δx＝s0δwyꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(40)
[0139]
与式(38)相比，δwy可看作是由于拓扑变化引起的节点注入功率的扰动：
[0140]
δwy＝[i+f”xy
(x0,y0)δyf'
x
(x0,y0)-1
]-1
[-f'y(x0,y0)δy]
ꢀꢀꢀ
(41)
[0141]
上式右端各项均可由正常情况的潮流计算结果求出，因此根据相应的节点注入功率增量，利用正常情况下的灵敏度矩阵直接求出状态变量的修正量。修正后系统的状态变量为
[0142]
x＝x0+δx
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(42)
[0143]
节点状态向量x已知后，即可按下式求出任意支路ij的潮流功率：
[0144][0145]
式中，t
ij
为支路变比标幺值；b
ij0
为支路ij容纳的1/2。
[0146]
在一种可选的实施例中，在上述运行状态为紧急态运行状态的情况下，上述确定与上述运行状态对应的控制策略，包括：获取上述紧急态运行状态的预设功率支援策略；基于上述实时运行参数和上述预设功率支援策略，得到功率支援量；基于上述功率支援量确定上述紧急态控制策略。
[0147]
在本发明实施例中，当各区的某一主变或线路发生越限运行的情况，此时电网处于紧急态。紧急态的控制模型是在不引起新的越限情况发生的约束下，求解消除当前越限所需的柔直功率调整量。由于紧急态是电网故障引起，其控制要求快速性，需要根据运行规划一体化的预想故障集，进行典型故障预测仿真并不断更新策略库，以便在电网发生典型故障时可以立即调用相应策略进行控制。考虑到非典型故障的小概率性，紧急态控制对非典型故障进行实时的计算分析，获得相应策略。
[0148]
作为一种可选的实施例，当电网有越限的情况发生时，通过量测数据可以分析越限点的功率调整量，然后通过紧急态功率支援模型，计算出消除越限情况的柔直装置的功率支援量。紧急态功率支援模型目标函数为
[0149][0150][0151]
式中，p
g，i
、q
g，i
、pi分别是节点i的注入有功、无功和线路有功；ui为节点电压；t
g，i
为变压器的负载率；p
d，i
是柔性直流装置端口有功功率；下标max、min分别是越限约束限值的上限和下限。
[0152]
作为一种可选的实施例，紧急态模型求解也是基于灵敏度分析的功率计算方法，如公式(29)到(43)所示。但为满足紧急态功率支援的快速性，紧急态模型计算应该在电网处于正常状态下，不断进行预想故障集的模拟分析，根据电网运行状态的改变实时更新预想故障策略库，在电网发生典型故障导致的紧急态时，及时调用预想故障策略库中的控制策略进行下发，这样保证了紧急状态下电网控制的快速性。
[0153]
作为一种可选的实施例，以a-b分区作为算例，在a与b分区a-b联络线中b侧一条线用分区互联装置代替线路开关，a侧开关闭合，实现两个分区柔性互联，柔性直流装置的交流侧电压220kv，额定容量600mva，通过d5000系统生成的某个断面进行分析和改造，e和f分区变电站的数据如下表所示。
[0154]
表1 a-b变电站数据
[0155][0156][0157]
表2 a分区站所变压器负载率情况
[0158][0159]
表3 b分区站所变压器负载率情况
[0160][0161]
以本断面数据作为基准，ab联络线的功率为a至b，有功功率为199.34mw，无功功率为25.19mvar，在优化模型中加入柔直的等式和不等式约束，将柔直作为可控变量，进行优化计算，得出正常状态下优化前后的网损和变压器负载率的变化。优化前网损225.74mw，优化后网损221.48mw。分区负载率标准差由0.0067降为0.005。通过计算结果可以得出，f直流参与优化调节的网络中有功网损、负载率均衡程度均有所改善。
[0162]
假设某一时刻r站负荷突然增多，导致变压器负载率上升至65％，有功负荷增加了60.22mw。此时通过预警状态下安全协调控制策略，计算柔性直流装置与r站变压器有功灵敏度矩阵关系，得出柔性直流调节功率70.26mw，此时可使r站变压器平均负载率降至60％以下。通过系统的潮流校验，得出执行后各线路和变压器均在安全范围内运行，没有越限情况。
[0163]
通过上述步骤，可以实现在正常运行状态下提出了正常态调度运行的模型，并采用内点法作为求解算法，实现了负载均衡和降低线损的目标。在预警运行状态下提出了预警态安全协调控制模型，同样采用内点法求解模型，提高了系统安全裕度。在紧急运行状态
下提出了紧急态功率支援模型，采用内点法求解，可快速消除分区电网越限情况。控制系统实现了对交直流混合配电网调度运行的安全有效控制。
[0164]
实施例2
[0165]
根据本发明实施例，还提供了一种用于实施上述配电网调度运行的控制方法的装置实施例，图6是根据本发明实施例的一种配电网调度运行的控制装置的结构示意图，如图6所示，上述装置包括：获取模块60、处理模块62、确定模块64和控制模块66，其中：
[0166]
获取模块60，用于获取配电网的实时运行参数；
[0167]
处理模块62，用于对上述实时运行参数进行分析处理，确定上述配电网的运行状态，其中，上述运行状态包括以下至少之一：正常态运行状态、预警态运行状态和紧急态运行状态；
[0168]
确定模块64，用于确定与上述运行状态对应的控制策略，其中，上述正常态运行状态对应正常态控制策略、上述预警态运行状态对应预警态控制策略和上述紧急态运行状态对应紧急态控制策略；
[0169]
控制模块66，用于采用上述控制策略控制上述配电网进行调度运行。
[0170]
此处需要说明的是，上述获取模块60、处理模块62、确定模块64和控制模块66对应于实施例1中的步骤s102至步骤s108，四个模块与对应的步骤所实现的实例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。
[0171]
需要说明的是，本实施例的优选实施方式可以参见实施例1中的相关描述，此处不再赘述。
[0172]
根据本发明的实施例，还提供了一种计算机可读存储介质的实施例。可选的，在本实施例中，上述计算机可读存储介质可以用于保存上述实施例1所提供的配电网调度运行的控制方法所执行的程序代码。
[0173]
可选的，在本实施例中，上述计算机可读存储介质可以位于计算机网络中计算机终端群中的任意一个计算机终端中，或者位于移动终端群中的任意一个移动终端中。
[0174]
可选的，在本实施例中，计算机可读存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：获取配电网的实时运行参数；对上述实时运行参数进行分析处理，确定上述配电网的运行状态，其中，上述运行状态包括以下至少之一：正常态运行状态、预警态运行状态和紧急态运行状态；确定与上述运行状态对应的控制策略，其中，上述正常态运行状态对应正常态控制策略、上述预警态运行状态对应预警态控制策略和上述紧急态运行状态对应紧急态控制策略；采用上述控制策略控制上述配电网进行调度运行。
[0175]
可选的，上述计算机可读存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：获取上述正常态运行状态的第一初始控制函数和约束条件，其中，上述约束条件作用在上述第一初始控制函数上；对上述第一初始控制函数进行改造处理，得到第一目标函数；采用松弛变量将上述约束条件中的不等式约束转换成等式约束；基于上述第一目标函数和上述约束条件，得到上述正常态控制策略。
[0176]
可选的，上述计算机可读存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：采用第一预设算法确定转换后的约束条件，得到障碍因子，其中，上述障碍因子用于确定上述第一目标函数的值在预定范围内；采用第二预设算法确定转换后的约束条件，得到迭代步长，其中，上述迭代步长用于确定上述第一目标函数的值在预定范围内；将上述障碍因子
和上述迭代步长代入上述第一目标函数，得到上述正常态控制策略。
[0177]
可选的，上述计算机可读存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：获取上述预警态运行状态的第二初始控制函数和上述配电网超出预设功率值的过载功率值；基于上述配电网的注入功率扰动情况对上述第二初始控制函数进行处理，得到上述配电网的节点状态向量，其中，上述节点状态向量用于表征上述预警态运行状态下的上述配电网具体状态；根据第三预设算法和上述节点状态向量，确定上述配电网的节点潮流功率值；基于上述节点潮流功率值和上述过载功率值,得到上述预警态控制策略。
[0178]
可选的，上述计算机可读存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：基于上述配电网的注入功率扰动情况，确定上述配电网的注入功率的扰动量；将上述扰动量代入上述第二初始控制函数，并对上述第二初始控制函数进行展开处理，得到第二目标控制函数；基于上述第二目标控制函数，确定上述预警态运行状态的状态变量的线性方程；对上述线性方程进行修正处理，得到上述配电网的上述节点状态向量。
[0179]
可选的，上述计算机可读存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：获取上述紧急态运行状态的预设功率支援策略；基于上述实时运行参数和上述预设功率支援策略，得到功率支援量；基于上述功率支援量确定上述紧急态控制策略。
[0180]
根据本发明的实施例，还提供了一种处理器的实施例。可选的，在本实施例中，上述计算机可读存储介质可以用于保存上述实施例1所提供的配电网调度运行的控制方法所执行的程序代码。
[0181]
本技术实施例提供了一种电子设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现以下步骤：获取配电网的实时运行参数；对上述实时运行参数进行分析处理，确定上述配电网的运行状态，其中，上述运行状态包括以下至少之一：正常态运行状态、预警态运行状态和紧急态运行状态；确定与上述运行状态对应的控制策略，其中，上述正常态运行状态对应正常态控制策略、上述预警态运行状态对应预警态控制策略和上述紧急态运行状态对应紧急态控制策略；采用上述控制策略控制上述配电网进行调度运行。
[0182]
本技术还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有如下方法步骤的程序：获取配电网的实时运行参数；对上述实时运行参数进行分析处理，确定上述配电网的运行状态，其中，上述运行状态包括以下至少之一：正常态运行状态、预警态运行状态和紧急态运行状态；确定与上述运行状态对应的控制策略，其中，上述正常态运行状态对应正常态控制策略、上述预警态运行状态对应预警态控制策略和上述紧急态运行状态对应紧急态控制策略；采用上述控制策略控制上述配电网进行调度运行。
[0183]
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0184]
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
[0185]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连
接，可以是电性或其它的形式。
[0186]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0187]
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0188]
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0189]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
技术特征：1.一种配电网调度运行的控制方法，其特征在于，包括：获取配电网的实时运行参数；对所述实时运行参数进行分析处理，确定所述配电网的运行状态，其中，所述运行状态包括以下至少之一：正常态运行状态、预警态运行状态和紧急态运行状态；确定与所述运行状态对应的控制策略，其中，所述正常态运行状态对应正常态控制策略、所述预警态运行状态对应预警态控制策略和所述紧急态运行状态对应紧急态控制策略；采用所述控制策略控制所述配电网进行调度运行。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述运行状态为正常态运行状态的情况下，所述确定与所述运行状态对应的控制策略，包括：获取所述正常态运行状态的第一初始控制函数和约束条件，其中，所述约束条件作用在所述第一初始控制函数上；对所述第一初始控制函数进行改造处理，得到第一目标函数；采用松弛变量将所述约束条件中的不等式约束转换成等式约束；基于所述第一目标函数和所述约束条件，得到所述正常态控制策略。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一目标函数和所述约束条件，得到所述正常态控制策略，包括：采用第一预设算法确定转换后的约束条件，得到障碍因子，其中，所述障碍因子用于确定所述第一目标函数的值在预定范围内；采用第二预设算法确定转换后的约束条件，得到迭代步长，其中，所述迭代步长用于确定所述第一目标函数的值在预定范围内；将所述障碍因子和所述迭代步长代入所述第一目标函数，得到所述正常态控制策略。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述运行状态为预警态运行状态的情况下，所述确定与所述运行状态对应的控制策略，包括：获取所述预警态运行状态的第二初始控制函数和所述配电网超出预设功率值的过载功率值；基于所述配电网的注入功率扰动情况对所述第二初始控制函数进行处理，得到所述配电网的节点状态向量，其中，所述节点状态向量用于表征所述预警态运行状态下的所述配电网具体状态；根据第三预设算法和所述节点状态向量，确定所述配电网的节点潮流功率值；基于所述节点潮流功率值和所述过载功率值,得到所述预警态控制策略。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述配电网的注入功率扰动情况对所述第二初始控制函数进行处理，得到所述配电网的节点状态向量，包括：基于所述配电网的注入功率扰动情况，确定所述配电网的注入功率的扰动量；将所述扰动量代入所述第二初始控制函数，并对所述第二初始控制函数进行展开处理，得到第二目标控制函数；基于所述第二目标控制函数，确定所述预警态运行状态的状态变量的线性方程；对所述线性方程进行修正处理，得到所述配电网的所述节点状态向量。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在所述运行状态为紧急态运
行状态的情况下，所述确定与所述运行状态对应的控制策略，包括：获取所述紧急态运行状态的预设功率支援策略；基于所述实时运行参数和所述预设功率支援策略，得到功率支援量；基于所述功率支援量确定所述紧急态控制策略。7.一种配电网调度运行的控制装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获取配电网的实时运行参数；处理模块，用于对所述实时运行参数进行分析处理，确定所述配电网的运行状态，其中，所述运行状态包括以下至少之一：正常态运行状态、预警态运行状态和紧急态运行状态；确定模块，用于确定与所述运行状态对应的控制策略，其中，所述正常态运行状态对应正常态控制策略、所述预警态运行状态对应预警态控制策略和所述紧急态运行状态对应紧急态控制策略；控制模块，用于采用所述控制策略控制所述配电网进行调度运行。8.一种非易失性存储介质，其特征在于，所述非易失性存储介质存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行权利要求1至6中任意一项所述的配电网调度运行的控制方法。9.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序被设置为运行时执行权利要求1至6中任意一项所述的配电网调度运行的控制方法。10.一种电子设备，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行权利要求1至6中任意一项所述的配电网调度运行的控制方法。
技术总结本发明公开了一种配电网调度运行的控制方法、装置、存储介质及设备。其中，该方法包括：获取配电网的实时运行参数；对上述实时运行参数进行分析处理，确定上述配电网的运行状态，其中，上述运行状态包括以下至少之一：正常态运行状态、预警态运行状态和紧急态运行状态；确定与上述运行状态对应的控制策略，其中，上述正常态运行状态对应正常态控制策略、上述预警态运行状态对应预警态控制策略和上述紧急态运行状态对应紧急态控制策略；采用上述控制策略控制上述配电网进行调度运行。本发明解决了现有的配电网调度策略可控性与灵活性不足，导致配电网的运行效率与可靠性较低的技术问题。题。题。
技术研发人员：王海云 于希娟 师恩洁 张再驰 陈茜 杨莉萍 张雨璇 汪伟 姚艺迪 徐鹏 王方雨 许方晨
受保护的技术使用者：国家电网有限公司
技术研发日：2022.06.13
技术公布日：2022/11/1
