配电网储能-光伏有功/无功协同电压优化方法及相关设备

1.一种配电网储能-光伏有功/无功协同电压优化方法，其特征在于，包括：以配电网和设备安全稳定运行为约束，以配电网运行成本最小和电压偏差惩罚最小为目标，构建光伏-储能联合电压优化模型；所述光伏-储能联合电压优化模型的目标函数为：式中， T 为时间序列； 为配电网节点数量；其中：节点 i 接入光伏逆变器的有功调节成本 为：式中： 为光伏有功出力的弃光惩罚系数； 为光伏逆变器 MPPT 模式下的最大有功出力； 为光伏有功出力；节点 i 接入储能的充放电损耗成本 为：式中： 为储能充放电的度电成本； 为储能放电功率； 为储能充电功率；配电网和上游电网的交易成本 为：式中： 为配电网和上游电网的电力交易价格； 为配电网与上游电网交换有功；节点 i 的电压偏差惩罚 为：式中： 为电压偏差的惩罚系数； 为电压幅值； 为电压参考值； 为二次范数；将所述光伏-储能联合电压优化模型按照资源特性分解为不同时间尺度的储能-光伏两层有功/无功协同电压优化模型；所述储能-光伏两层有功/无功协同电压优化模型中将储能装置作为上层优化模型，将光伏逆变器作为下层优化模型，上层优化模型通过改变储能有功/无功出力寻求配电网目标最优值，上层优化模型的输出作为下层优化模型优化的输入，下层优化模型优化后输出光伏逆变器的有功/无功出力返回到上层优化模型中，实现储能-光伏两层有功/无功协同电压优化模型的交替优化；通过构造增广拉格朗日函数法将所述储能-光伏两层有功/无功协同电压优化模型转换为储能无约束优化问题和光伏无约束优化问题；求解所述储能无约束优化问题和光伏无约束优化问题，得到配电网储能-光伏有功/无功协同电压优化方案。 2.根据权利要求1所述的一种配电网储能-光伏有功/无功协同电压优化方法，其特征在于，所述光伏-储能联合电压优化模型的约束包括储能约束、光伏约束、潮流约束、电压约束、支路容量约束和变压器安全约束；所述储能约束具体为：式中： 为储能向电网注入有功功率； 为储能注入有功功率下限； 为储能注入有功功率上限； 为储能向电网注入无功功率； 为储能注入无功功率下限； 为储能注入无功功率上限； 为储能荷电状态； 为储能荷电状态下限； 为储能荷电状态上限； 为储能充放电效率； 为储能容量；所述光伏约束具体为：式中： 是t时刻光伏 i 的无功功率； 为光伏逆变器的无功出力下限； 为光伏逆变器的无功出力上限； 是光伏 i 的逆变器容量； 为光伏逆变器MPPT模式下的最大有功出力；所述潮流约束具体为：式中： 为节点 i 的注入有功功率； 为节点 i 的注入无功功率； 为节点 i 的电压幅值； 为节点 j 的电压幅值； 为节点 i ， j 间的导纳；符号 表示共轭；Re为实部；Im为虚部；其中，考虑光伏逆变器和储能装置，功率注入 可以表示为：式中： 为节点 i 的负荷消耗有功功率； 为节点 i 的负荷消耗无功功率；所述电压约束具体为：式中： 为电压幅值上限和下限 ；所述支路容量约束具体为：式中： 为支路 ij 的有功功率； 为支路 ij 的线路容量； 为配电网支路集合；所述变压器安全约束具体为：式中： 为变压器允许交换有功上限和下限。 3.根据权利要求2所述的一种配电网储能-光伏有功/无功协同电压优化方法，其特征在于，所述储能-光伏两层有功/无功协同电压优化模型具体如下：上层优化模型：下层优化模型：式中： 为光伏逆变器的有功功率； 为光伏逆变器的无功功率； 为储能装置的充电功率； 为储能装置的放电功率； 为储能装置的无功功率； 为储能装置的局部等式约束； 为储能装置的局部等式约束数量； 为光伏逆变器的局部等式约束； 为光伏逆变器的局部等式约束数量； 为光伏逆变器和储能装置的耦合全局等式约束； 为光伏逆变器和储能装置的耦合全局等式约束数量； 为储能装置的局部不等式约束； 为储能装置的局部不等式约束数量； 为光伏逆变器的局部不等式约束； 为光伏逆变器的局部不等式约束数量； 为光伏逆变器和储能装置的耦合全局不等式约束； 为光伏逆变器和储能装置的耦合全局不等式约束数量。 4.根据权利要求3所述的一种配电网储能-光伏有功/无功协同电压优化方法，其特征在于，所述通过构造增广拉格朗日函数法将所述储能-光伏两层有功/无功协同电压优化模型转换为储能无约束优化问题和光伏无约束优化问题，具体为：对于储能优化问题，引入松弛变量，得到问题等价形式：式中： 为储能优化问题中不等式约束引入的松弛变量； 为储能优化问题的等式约束； 为储能优化问题的不等式约束； 为储能优化问题的等式约束数量； 为储能优化问题的不等式约束数量；构造增广拉格朗日函数为：式中： 为储能优化问题中等式约束乘子系数； 为储能优化问题中不等式约束乘子系数； 为惩罚系数； 为储能优化问题中等式约束的二次罚函数；消去 ，得到只关于 的优化问题，即储能无约束优化问题：式中： 和 为第 k 次求解的乘子系数； 为储能优化问题中障碍函数；对于光伏优化问题，引入松弛变量，得到问题等价形式：式中： 为光伏优化问题中不等式约束引入的松弛变量； 为光伏优化问题的等式约束； 为光伏优化问题的不等式约束； 为光伏优化问题的等式约束数量； 为光伏优化问题的不等式约束数量；构造增广拉格朗日函数为：式中： 为光伏优化问题中等式约束乘子系数； 为光伏优化问题中不等式约束乘子系数； 为等光伏优化问题中式约束的二次罚函数；消去 ，得到只关于 的优化问题，即光伏无约束优化问题：式中： 为光伏优化问题中障碍函数。 5.根据权利要求1所述的一种配电网储能-光伏有功/无功协同电压优化方法，其特征在于，所述求解所述储能无约束优化问题和光伏无约束优化问题，具体为：采用河马优化算法对所述储能无约束优化问题和光伏无约束优化问题进行求解。 6.根据权利要求5所述的一种配电网储能-光伏有功/无功协同电压优化方法，其特征在于，所述采用河马优化算法对所述储能无约束优化问题和光伏无约束优化问题进行求解，具体为：优化问题为河马种群位置寻优过程；优化目标函数为河马种群适应度；优化解集为河马种群；优化解为河马个体；优化解的更新迭代为河马种群的位置更新和生物学行为。 7.一种配电网储能-光伏有功/无功协同电压优化装置，其特征在于，包括：构建模块，用于以配电网和设备安全稳定运行为约束，以配电网运行成本最小和电压偏差惩罚最小为目标，构建光伏-储能联合电压优化模型；所述光伏-储能联合电压优化模型的目标函数为：式中， T 为时间序列； 为配电网节点数量；其中：节点 i 接入光伏逆变器的有功调节成本 为：式中： 为光伏有功出力的弃光惩罚系数； 为光伏逆变器 MPPT 模式下的最大有功出力； 为光伏有功出力；节点 i 接入储能的充放电损耗成本 为：式中： 为储能充放电的度电成本； 为储能放电功率； 为储能充电功率；配电网和上游电网的交易成本 为：式中： 为配电网和上游电网的电力交易价格； 为配电网与上游电网交换有功；节点 i 的电压偏差惩罚 为：式中： 为电压偏差的惩罚系数； 为电压幅值； 为电压参考值； 为二次范数；分解模块，用于将所述光伏-储能联合电压优化模型按照资源特性分解为不同时间尺度的储能-光伏两层有功/无功协同电压优化模型；所述储能-光伏两层有功/无功协同电压优化模型中将储能装置作为上层优化模型，将光伏逆变器作为下层优化模型，上层优化模型通过改变储能有功/无功出力寻求配电网目标最优值，上层优化模型的输出作为下层优化模型优化的输入，下层优化模型优化后输出光伏逆变器的有功/无功出力返回到上层优化模型中，实现储能-光伏两层有功/无功协同电压优化模型的交替优化；转换模块，用于通过构造增广拉格朗日函数法将所述储能-光伏两层有功/无功协同电压优化模型转换为储能无约束优化问题和光伏无约束优化问题；求解模块，用于求解所述储能无约束优化问题和光伏无约束优化问题，得到配电网储能-光伏有功/无功协同电压优化方案。 8.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述的一种配电网储能-光伏有功/无功协同电压优化方法。 9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的一种配电网储能-光伏有功/无功协同电压优化方法。