配电网的分布式无功调度方法、系统、设备及存储介质
阅读：162发布：2020-05-08
专利汇可以提供配电网的分布式无功调度方法、系统、设备及存储介质专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 实施例 涉及配 电网 技术领域，公开了配电网的分布式无功调度方法、系统、设备及存储介质。本发明实施例先将预设电网控 制模 型转化为增广拉格朗日函数；通过预设改进交替方向乘子法进行增广拉格朗日函数中的可行值的 迭代 操作，以得到迭代后的可行值；若迭代后的可行值对应的收敛程度值处于预设收敛程度范围内，则获取预设电网控制模型输出的无功出 力 信息；根据无功出力信息进行光伏逆变器的调度，以应对 光伏发电 的实时 波动 状况。本发明实施例给出了一类分布式配电网的实时调度方式，通过实时调度光伏逆变器的无功出力来控制分布式配电网的运行状况，进而应对光伏发电的实时波动，从而解决了运行过程中出现的光伏发电的实时波动的技术问题。，下面是配电网的分布式无功调度方法、系统、设备及存储介质专利的具体信息内容。
1.一种配电网的分布式无功调度方法，其特征在于，包括：
获取预设电网控制模型；
将所述预设电网控制模型转化为增广拉格朗日函数；
通过预设改进交替方向乘子法进行所述增广拉格朗日函数中的可行值的迭代操作，以得到迭代后的可行值；
若迭代后的可行值对应的收敛程度值处于预设收敛程度范围内，则获取所述预设电网控制模型输出的无功出力信息；
根据所述无功出力信息进行光伏逆变器的调度，以应对光伏发电的实时波动状况。
2.根据权利要求1所述的配电网的分布式无功调度方法，其特征在于，所述获取预设电网控制模型之前，所述配电网的分布式无功调度方法还包括：
获取预设电能损耗函数；
获取预设潮流约束，所述预设潮流约束用于约束电能流动；
获取预设运行约束，所述预设运行约束用于约束分布式配电网的运行状态；
根据所述预设电能损耗函数、所述预设潮流约束以及所述预设运行约束构建预设电网控制模型。
3.根据权利要求2所述的配电网的分布式无功调度方法，其特征在于，所述预设潮流约束包括有功潮流约束、无功潮流约束以及幅值潮流约束；
所述有功潮流约束，用于根据分布式配电网中第一支路对应的有功功率注入、第一支路信息、第一电流幅值信息以及第一节点对应的有功功率注入确定第二支路对应的有功功率注入；
所述无功潮流约束，用于根据所述分布式配电网中所述第一支路对应的无功功率注入、第二支路信息、第一电流幅值信息以及所述第一节点对应的无功功率注入确定所述第二支路对应的无功功率注入；
所述幅值潮流约束，用于根据所述第一支路对应的第一支路信息、有功功率注入、第二支路信息、无功功率注入、第一电流幅值信息以及第二节点的电压幅值确定所述第一节点的电压幅值信息。
4.根据权利要求2所述的配电网的分布式无功调度方法，其特征在于，所述预设潮流约束包括第一约束关系；
所述获取预设潮流约束之前，所述配电网的分布式无功调度方法还包括：
通过二阶锥凸松弛技术调整第一支路对应的有功功率注入、无功功率注入、第一电流幅值信息以及第二节点对应的电压幅值信息之间的约束关系，并将调整后的约束关系记为第一约束关系。
5.根据权利要求2所述的配电网的分布式无功调度方法，其特征在于，所述根据所述预设电能损耗函数、所述预设潮流约束以及所述预设运行约束构建预设电网控制模型，具体包括：
根据所述预设潮流约束以及所述预设运行约束确定所述预设电能损耗函数的输入量的可行域；
根据所述输入量处于所述可行域下的所述预设电能损耗函数构建预设电网控制模型。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的配电网的分布式无功调度方法，其特征在于，所述将所述预设电网控制模型转化为增广拉格朗日函数之后，所述配电网的分布式无功调度方法还包括：
根据所述增广拉格朗日函数确定当前收敛程度值；
若所述当前收敛程度值小于等于预设收敛阈值，则获取所述预设电网控制模型输出的无功出力信息，并执行所述根据所述无功出力信息进行光伏逆变器的调度，以应对光伏发电的实时波动状况的步骤。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的配电网的分布式无功调度方法，其特征在于，所述通过预设改进交替方向乘子法进行所述增广拉格朗日函数中的可行值的迭代操作，以得到迭代后的可行值，具体包括：
通过预设改进交替方向乘子法进行可行值模拟增量的迭代，以得到迭代后的可行值模拟增量；
根据迭代后的可行值模拟增量进行可行值实际增量的迭代，以得到迭代后的可行值实际增量；
根据迭代后的可行值实际增量进行所述增广拉格朗日函数中的可行值的迭代操作，以得到迭代后的可行值。
8.一种配电网的分布式无功调度系统，其特征在于，包括：
模型确定模块，用于获取预设电网控制模型；
函数转化模块，用于将所述预设电网控制模型转化为增广拉格朗日函数；
可行值迭代模块，用于通过预设改进交替方向乘子法进行所述增广拉格朗日函数中的可行值的迭代操作，以得到迭代后的可行值；
无功出力确定模块，用于若迭代后的可行值对应的收敛程度值处于预设收敛程度范围内，则获取所述预设电网控制模型输出的无功出力信息；
配电网调度模块，用于根据所述无功出力信息进行光伏逆变器的调度，以应对光伏发电的实时波动状况。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上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程序时实现如权利要求1至7中任一项所述配电网的分布式无功调度方法的步骤。
10.一种非暂态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如权利要求1至7中任一项所述配电网的分布式无功调度方法的步骤。
配电网的分布式无功调度方法、系统、设备及存储介质
技术领域
[0001] 本发明涉及配电网技术领域，尤其涉及配电网的分布式无功调度方法、系统、设备及存储介质。
背景技术
[0003] 同时，也伴随着可再生光伏面板的生产成本的下降，越来越多的可发电的分布式光伏面板接入到配电网中，以达到保护环境的效果。
[0005] 可见，可再生能源的实时波动会影响到配电网的整体运行安全。
[0006] 然而，目前，并没有一种较好地应对光伏发电的实时波动的具体方案。
发明内容
[0007] 为了解决运行过程中出现的光伏发电的实时波动的技术问题，本发明实施例提供配电网的分布式无功调度方法、系统、设备及存储介质。
[0008] 第一方面，本发明实施例提供一种配电网的分布式无功调度方法，包括：
[0009] 获取预设电网控制模型；
[0010] 将所述预设电网控制模型转化为增广拉格朗日函数；
[0011] 通过预设改进交替方向乘子法进行所述增广拉格朗日函数中的可行值的迭代操作，以得到迭代后的可行值；
[0012] 若迭代后的可行值对应的收敛程度值处于预设收敛程度范围内，则获取所述预设电网控制模型输出的无功出力信息；
[0013] 根据所述无功出力信息进行光伏逆变器的调度，以应对光伏发电的实时波动状况。
[0014] 优选地，所述获取预设电网控制模型之前，所述配电网的分布式无功调度方法还包括：
[0015] 获取预设电能损耗函数；
[0016] 获取预设潮流约束，所述预设潮流约束用于约束电能流动；
[0017] 获取预设运行约束，所述预设运行约束用于约束分布式配电网的运行状态；
[0018] 根据所述预设电能损耗函数、所述预设潮流约束以及所述预设运行约束构建预设电网控制模型。
[0019] 优选地，所述预设潮流约束包括有功潮流约束、无功潮流约束以及幅值潮流约束；
[0021] 所述无功潮流约束，用于根据所述分布式配电网中所述第一支路对应的无功功率注入、第二支路信息、第一电流幅值信息以及所述第一节点对应的无功功率注入确定所述第二支路对应的无功功率注入。
[0022] 所述幅值潮流约束，用于根据所述第一支路对应的第一支路信息、有功功率注入、第二支路信息、无功功率注入、第一电流幅值信息以及第二节点的电压幅值确定所述第一节点的电压幅值信息。
[0023] 优选地，所述预设潮流约束包括第一约束关系；
[0024] 所述获取预设潮流约束之前，所述配电网的分布式无功调度方法还包括：
[0025] 通过二阶锥凸松弛技术调整第一支路对应的有功功率注入、无功功率注入、第一电流幅值信息以及第二节点对应的电压幅值信息之间的约束关系，并将调整后的约束关系记为第一约束关系。
[0026] 优选地，所述根据所述预设电能损耗函数、所述预设潮流约束以及所述预设运行约束构建预设电网控制模型，具体包括：
[0027] 根据所述预设潮流约束以及所述预设运行约束确定所述预设电能损耗函数的输入量的可行域；
[0028] 根据所述输入量处于所述可行域下的所述预设电能损耗函数构建预设电网控制模型。
[0029] 优选地，所述将所述预设电网控制模型转化为增广拉格朗日函数之后，所述配电网的分布式无功调度方法还包括：
[0030] 根据所述增广拉格朗日函数确定当前收敛程度值；
[0031] 若所述当前收敛程度值小于等于预设收敛阈值，则获取所述预设电网控制模型输出的无功出力信息，并执行所述根据所述无功出力信息进行光伏逆变器的调度，以应对光伏发电的实时波动状况的步骤。
[0032] 优选地，所述通过预设改进交替方向乘子法进行所述增广拉格朗日函数中的可行值的迭代操作，以得到迭代后的可行值，具体包括：
[0033] 通过预设改进交替方向乘子法进行可行值模拟增量的迭代，以得到迭代后的可行值模拟增量；
[0034] 根据迭代后的可行值模拟增量进行可行值实际增量的迭代，以得到迭代后的可行值实际增量；
[0035] 根据迭代后的可行值实际增量进行所述增广拉格朗日函数中的可行值的迭代操作，以得到迭代后的可行值。
[0036] 第二方面，本发明实施例提供一种配电网的分布式无功调度系统，包括：
[0037] 模型确定模块，用于获取预设电网控制模型；
[0038] 函数转化模块，用于将所述预设电网控制模型转化为增广拉格朗日函数；
[0039] 可行值迭代模块，用于通过预设改进交替方向乘子法进行所述增广拉格朗日函数中的可行值的迭代操作，以得到迭代后的可行值；
[0040] 无功出力确定模块，用于若迭代后的可行值对应的收敛程度值处于预设收敛程度范围内，则获取所述预设电网控制模型输出的无功出力信息；
[0041] 配电网调度模块，用于根据所述无功出力信息进行光伏逆变器的调度，以应对光伏发电的实时波动状况。
[0042] 第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现本发明第一方面提供的一种配电网的分布式无功调度方法的步骤。
[0043] 第四方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明第一方面提供的一种配电网的分布式无功调度方法的步骤。
[0044] 本发明实施例提供的配电网的分布式无功调度方法、系统、设备及存储介质，先获取预设电网控制模型；将预设电网控制模型转化为增广拉格朗日函数；通过预设改进交替方向乘子法进行增广拉格朗日函数中的可行值的迭代操作，以得到迭代后的可行值；若迭代后的可行值对应的收敛程度值处于预设收敛程度范围内，则获取预设电网控制模型输出的无功出力信息；根据无功出力信息进行光伏逆变器的调度，以应对光伏发电的实时波动状况。本发明实施例给出了一类分布式配电网的实时调度方式，通过实时调度光伏逆变器的无功出力来控制分布式配电网的运行状况，进而应对光伏发电的实时波动，从而解决了运行过程中出现的光伏发电的实时波动的技术问题。附图说明
[0045] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0046] 图1为本发明实施例提供的一种配电网的分布式无功调度方法的流程图；
[0047] 图2为本发明又一实施例提供的一种配电网的分布式无功调度方法的流程图；
[0048] 图3为本发明再一实施例提供的一种配电网的分布式无功调度方法的流程图；
[0049] 图4为本发明再一实施例提供的区域示例图；
[0050] 图5为本发明另一实施例提供的一种配电网的分布式无功调度方法的流程图；
[0051] 图6为本发明另一实施例提供的示例性迭代方式的示意图；
[0052] 图7为本发明实施例提供的一种配电网的分布式无功调度系统的结构示意图；
[0053] 图8为本发明实施例提供的一种电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
[0054] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0055] 图1为本发明实施例提供的一种配电网的分布式无功调度方法的流程图，如图1所示，该方法包括：
[0056] S1，获取预设电网控制模型。
[0057] 可以理解的是，随着渐渐在传统的被动式配电网中接入主动发电资源，使得被动式配电网变成了主动式配电网，如何有效地调动配电网中的可控资源来保障主动式配电网的电压变得愈加重要。
[0058] 主动式配电网若进行分布式光伏发电，将通过光伏逆变器将光伏发电单元和电网本身连接在一起，明显地，这就通过光伏逆变器实现了有功功率和无功功率的解耦控制。
[0059] 在日常运行中，光伏发电单元往往存在富余的无功功率资源可供调用，同时，光伏逆变器动作迅速具备着快速调节电压波动的潜力。
[0060] 所以，为了较好地应对光伏发电的实时波动，可通过调配光伏逆变器的无功功率以控制配电网电压。
[0061] 而为了较好地应对光伏发电的实时波动，本发明实施例将通过给出一种较好的配电网的实时调度方式来应对光伏发电的实时波动。
[0062] 具体地，该配电网的实时调度方式为，通过实时调度光伏逆变器的无功功率来控制配电网电压，进而应对光伏发电的实时波动。
[0063] 本发明实施例的执行主体为电子设备，该电子设备可为分布式配电网，分布时配电网包括有多个光伏面板、多个光伏逆变器；该电子设备也可为单个光伏逆变器，光伏逆变器可单独运行，并与相邻的光伏逆变器进行信息交互。
[0064] 在具体实现中，可先建立出一预设电网控制模型，该预设电网控制模型为基于分布式配电网的控制模型，该分布式配电网为主动式配电网，该分布式配电网中包括有光伏逆变器。
[0065] 其中，该预设电网控制模型用于进行分布式配电网的分布式控制，具体地，进行分布式配电网的电压优化。
[0066] S2，将所述预设电网控制模型转化为增广拉格朗日函数。
[0067] 接着，可将预设电网控制模型转化为增广拉格朗日(AL,Augmented Lagrangian)函数。
[0068] S3，通过预设改进交替方向乘子法进行所述增广拉格朗日函数中的可行值的迭代操作，以得到迭代后的可行值。
[0069] 具体地，增广拉格朗日函数中存在一拉格朗日乘子，该拉格朗日乘子可记为可行值，用于表征分布式配电网中的各区域之间的一致性约束。
[0070] 其中，可行值可记为 表征区域n和区域m相连下的一致性约束，n、m表示区域序号。
[0071] 接着，通过不断地迭代该增广拉格朗日函数中的各参数，可获得迭代后的可行值。
[0072] 其中，迭代后的可行值可记为 表示迭代了k+1次后的可行值。
[0073] 至于具体的迭代方式，可引入交替方向乘子法(ADMM，alternating direction method of multipliers)。
[0074] 预设改进交替方向乘子法通过对交替方向乘子法进行改进，可额外进行增广拉格朗日函数中的可行值的迭代操作，以提高运行效率。
[0075] S4，若迭代后的可行值对应的收敛程度值处于预设收敛程度范围内，则获取所述预设电网控制模型输出的无功出力信息。
[0076] 在迭代一次或多次后，此时的可行值对应的收敛程度值，即此时的增广拉格朗日函数对应的收敛程度值，若处于预设收敛程度范围内，则可获取此时的无功出力信息。
[0077] S5，根据所述无功出力信息进行光伏逆变器的调度，以应对光伏发电的实时波动状况。
[0078] 此处的无功出力信息可调度光伏逆变器的无功功率，所以，可通过无功出力信息进行光伏逆变器的快速调度，进而应对光伏发电的实时波动状况。
[0079] 此外，本发明实施例不仅谈论的是主动式配电网，还是，分布式配电网。
[0080] 需知，本发明实施例涉及分布式配电网的分布式控制，而非传统的集中式调控。
[0082] 本发明实施例提供的配电网的分布式无功调度方法，先获取预设电网控制模型；将预设电网控制模型转化为增广拉格朗日函数；通过预设改进交替方向乘子法进行增广拉格朗日函数中的可行值的迭代操作，以得到迭代后的可行值；若迭代后的可行值对应的收敛程度值处于预设收敛程度范围内，则获取预设电网控制模型输出的无功出力信息；根据无功出力信息进行光伏逆变器的调度，以应对光伏发电的实时波动状况。本发明实施例给出了一类分布式配电网的实时调度方式，通过实时调度光伏逆变器的无功出力来控制分布式配电网的运行状况，进而应对光伏发电的实时波动，从而解决了运行过程中出现的光伏发电的实时波动的技术问题。
[0083] 图2为本发明又一实施例提供的一种配电网的分布式无功调度方法的流程图，本发明又一实施例基于上述图1所示的实施例。
[0084] 本实施例中，所述S1之前，所述配电网的分布式无功调度方法还包括：
[0085] S01，获取预设电能损耗函数。
[0086] 本发明实施例可给出一类预设电网控制模型的构建方式。
[0087] 可以理解的是，预设电能损耗函数用于限制分布式配电网的电能损耗状况。
[0088] S02，获取预设潮流约束，所述预设潮流约束用于约束电能流动。
[0089] 可以理解的是，预设潮流约束用于约束整体电能流动，约束的电能可能涉及有功功率、无功功率、电压幅值以及电流幅值等。
[0090] S03，获取预设运行约束，所述预设运行约束用于约束分布式配电网的运行状态。
[0091] 可以理解的是，预设运行约束用于约束分布式配电网的运行状态，约束的运行状况可能涉及分布式配电网中的各个节点、各个支路的分布式配电网，支路为节点之间的连接路径，节点包括光伏逆变器等不同类型的配电网节点。
[0092] S04，根据所述预设电能损耗函数、所述预设潮流约束以及所述预设运行约束构建预设电网控制模型。
[0093] 通过预设电能损耗函数、预设潮流约束以及预设运行约束这三者的约束效果来构建预设电网控制模型，使得构建出的预设电网控制模型可均衡这三者的约束效果，并同时达到这三类约束效果。
[0094] 本发明实施例提供的配电网的分布式无功调度方法，给出了一类预设电网控制模型的构建方式，使得在进行光伏逆变器的调度时可同时兼顾对上述的三类约束效果，以稳定电网运行。
[0095] 图3为本发明再一实施例提供的一种配电网的分布式无功调度方法的流程图，本发明再一实施例基于上述图2所示的实施例。
[0096] 本实施例中，所述S01之前，所述配电网的分布式无功调度方法还包括：
[0097] S001，通过有功功率损耗与光伏逆变器的动作损耗构建预设电能损耗函数。
[0098] 本发明实施例可给出一类预设电能损耗函数的构建方式，但不限于此。
[0099] 应当理解的是，鉴于预设电能损耗函数用于限制分布式配电网的电能损耗状况，约束的电能损耗状况可包括有功功率损耗与光伏逆变器的动作损耗。
[0100] 可给出一个预设电能损耗函数的具体示例，但不限于此，可参见下式，[0101]
[0102] 其中，F表征目标函数，QGg代表第g台光伏逆变器的无功出力； 表示配电网运行过程中的有功功率损耗的总和，lij表示连接节点i和节点j之间的支路的电流幅值的平方，rij表示连接节点i和节点j之间的支路的电阻值，ε代表支路集合； 代表光伏逆变器的动作损耗，GDG代表光伏发电设备的集合；α1代表权重系数，一般可取为10至50。
[0103] 可见，预设电能损耗函数可为一类目标函数，用于进行主动式配电网的分布式电压的优化控制。
[0104] 本发明实施例提供的配电网的分布式无功调度方法，给出了一类预设电能损耗函数的构建方式，构建出的预设电能损耗函数可用于限制分布式配电网在调度过程中的有功功率损耗、光伏逆变器的动作损耗。
[0105] 在上述实施例的基础上，优选地，所述预设潮流约束包括有功潮流约束、无功潮流约束以及幅值潮流约束；
[0106] 所述有功潮流约束，用于根据分布式配电网中第一支路对应的有功功率注入、第一支路信息、第一电流幅值信息以及第一节点对应的有功功率注入确定第二支路对应的有功功率注入；
[0107] 所述无功潮流约束，用于根据所述分布式配电网中所述第一支路对应的无功功率注入、第二支路信息、第一电流幅值信息以及所述第一节点对应的无功功率注入确定所述第二支路对应的无功功率注入。
[0108] 所述幅值潮流约束，用于根据所述第一支路对应的第一支路信息、有功功率注入、第二支路信息、无功功率注入、第一电流幅值信息以及第二节点的电压幅值确定所述第一节点的电压幅值信息。
[0109] 可以理解的是，预设潮流约束可用于约束整体电能流动，若细化预设潮流约束，一类细化方式为，细化为有功潮流约束、无功潮流约束以及幅值潮流约束。
[0110] 其中，有功潮流约束对有功功率进行约束，无功潮流约束对无功功率进行约束，幅值潮流约束对电压幅值进行约束。
[0111] 可给出一个预设潮流约束的具体示例，但不限于此，可参见下式，[0112]
[0113]
[0114] vj＝vi-2(rijPij+xijQij)+(rij2+xij2)lij
[0115] 从上至下分别为，有功潮流约束、无功潮流约束以及幅值潮流约束。
[0116] 此外，还可参考下式，
[0117]
[0118]
[0119] 其中，纯负荷节点是指没接入光伏未进行发电操作的节点，分布式光伏接入节点可为光伏逆变器。
[0120] 其中，Pj和Qj分别代表第j个节点的有功功率注入和无功功率注入，PDj和QDj分别代表节点j的负荷有功功率需求和负荷无功功率需求，PGg为第g台分布式光伏的有功出力，QGg为第g台分布式光伏的无功出力。
[0121] 其中，i、j均表示序号。
[0122] 其中，至于有功潮流约束，Pij表示支路(i,j)对应的有功功率注入，支路(i,j)可记为第一支路，即第i个节点与第j个节点之间的支路，rij和xij分别代表支路(i,j)的电阻值和电抗值，电阻值和电抗值可先统记为支路信息，Iij表示支路(i,j)的电流幅值， 第j个节点可先记为第一节点，Pjk表示支路(j,k)对应的有功功率注入，支路(j,k)可先记为第二支路；
[0123] 至于无功潮流约束，Qij表示支路(i,j)对应的无功功率注入，Qjk表示支路(j,k)对应的无功功率注入；
[0124] 至于幅值潮流约束， Vi表示节点i的电压幅值，节点i可先记为第二节点；vj表示节点j的电压幅值的平方，即第一节点的电压幅值信息。
[0125] 在上述实施例的基础上，优选地，所述预设潮流约束包括第一约束关系；
[0126] 所述获取预设潮流约束之前，所述配电网的分布式无功调度方法还包括：
[0127] 通过二阶锥凸松弛技术调整第一支路对应的有功功率注入、无功功率注入、第一电流幅值信息以及第二节点对应的电压幅值信息之间的约束关系，并将调整后的约束关系记为第一约束关系。
[0128] 预设潮流约束中还可引入第一约束关系，这是考虑到若预设潮流约束中使用了如下常规约束关系，
[0129]
[0130] 会为最终构建出的预设电网控制模型带来非凸性，使得在求解预设电网控制模型时难以被高效求解，所以，可将常规约束关系调整为如下的第一约束关系，[0131]
[0132] 其中， 表示第一支路对应的第一电流幅值信息，Pij表示第一支路对应的有功功率注入，Qij表示第一支路对应的无功功率注入，vi表示节点i的电压幅值的平方，即第二节点的电压幅值信息。
[0133] 可见，本发明实施例通过二阶锥凸松弛技术将常规约束关系调整为第一约束关系后，将极大地提高模型的求解效率，从而克服了非凸性带来的运算效率较低的缺陷。
[0134] 此外，至于预设运行约束，为了约束分布式配电网的运行状态，预设运行约束可包括与有功功率出力对应的第一预设运行约束、与无功功率出力对应的第二预设运行约束以及与运行安全对应的第三预设运行约束等。
[0135] 第一预设运行约束用于约束有功功率出力，可表示为下式，
[0136]
[0137] 其中， 表示第g台分布式光伏的有功功率预测值，若假定分布式光伏的工作模式为最大功率跟踪点模式，则与目前大多数分布式光伏的发电运行模式一致；
[0138] 第二预设运行约束用于约束分布式光伏的无功功率出力，可表示为下式，[0139]
[0140] 其中，SGg表示第g台分布式光伏发电设备的视在功率，QGg表示第g台光伏逆变器无功出力；
[0141] 第三预设运行约束用保证系统的运行安全，可约束整个网络中的各个节点、线路，可表示为下式，
[0142]
[0143] 其中，Vi、Vi及 分别表示节点i的电压、电压下限及上限；Pij、Pij及 分别表示支路(i,j)的有功功率、有功功率下限及上限；Qij、Qij、及 分别表示支路(i,j)的无功功率、无功功率下限及上限。
[0144] 在上述实施例的基础上，优选地，所述根据所述预设电能损耗函数、所述预设潮流约束以及所述预设运行约束构建预设电网控制模型，具体包括：
[0145] 根据所述预设潮流约束以及所述预设运行约束确定所述预设电能损耗函数的输入量的可行域；
[0146] 根据所述输入量处于所述可行域下的所述预设电能损耗函数构建预设电网控制模型。
[0147] 可以理解的是，为了构建出预设电网控制模型，本发明实施例给出一种模型构建的示例。
[0148] 比如，可将预设电能损耗函数这一目标函数写为f(x)，可将预设潮流约束、预设运行约束约束到的所有变量的可行域记为 因此，生成的预设电网控制模型可简洁地表示为下式，
[0149]
[0150] 其中，x为输入量，具体可为包括多个可控变量的集合的向量，可控变量涉及到{QGg,Vi,Iij,Pij,Qij}，可控变量的变量含义可参见上文，此处不作赘述。
[0151] 此外，为了便于理解，可参见图4所示的区域示例图，图4中展示出了三个区域，分别为区域A、B及C，不同虚线框内的线路和设备归属于不同区域的利益主体，各区域之间的联络线被相邻连接的区域所共有。在实际运行中，区域的划分由具体的能源服务公司覆盖区域所决定。
[0152] 至于图4中显示的数字为序号，用于表示公共连接点或者节点。分布式光伏发电设备接入节点即为分布式光伏接入节点。
[0153] 进一步地，若更具体地解释预设电网控制模型，同时结合对于区域的划分，可将输入量标记为xn，xn为第n个区域内分布式光伏的可控变量列向量，x＝{xn|n∈N}，其中，N为主动式配电网中所有区域的集合； 为第n个区域内的可控变量列向量的可行域，[0154] 鉴于目标函数对于每个区域都是解耦的，因此，fn(xn)为第n个区域内部的目标函数，即
[0155] 可见，预设电网控制模型可与区域对应。
[0156] 同时，区别于xn，还可给出 表示区域n中与区域m相连的边界变量列向量，即表示相连接的相邻区域的边界节点电压变量、联络线支路电流变量、支路有功功率变量和支路无功功率变量等。
[0157] 可控变量列向量与边界变量列向量的数据类型相同，只是所处场景不同，一个是区域内，一个是区域边界。
[0158] 基于一致性原则，可将相邻的分布式光伏联络线耦合关系表述为[0159]
[0160] 其中，sn,m为区域n与区域m相连状况下的辅助全局变量列向量, 表示区域m中与区域n相连的边界变量列向量，即表示相连接的相邻区域的边界节点电压变量、联络线支路电流变量、支路有功功率变量和支路无功功率变量等。
[0161] 以上述分布式光伏联络线的耦合关系为基础，最终可将预设电网控制模型表示为下式，
[0162]
[0163]
[0164] 其中，Nn为与区域n相邻的区域集合。
[0165] 图5为本发明另一实施例提供的一种配电网的分布式无功调度方法的流程图，本发明另一实施例基于上述图1所示的实施例。
[0166] 本实施例中，所述S2之后，所述配电网的分布式无功调度方法还包括：
[0167] S31，根据所述增广拉格朗日函数确定当前收敛程度值。
[0168] S32，若所述当前收敛程度值小于等于预设收敛阈值，则获取所述预设电网控制模型输出的无功出力信息。
[0169] S32之后，执行S5。
[0170] 可以理解的是，如果预设电网控制模型分别与各个区域对应，通过与相邻区域的通信，可求解每个区域对应的预设电网控制模型。
[0171] 至于转化出的增广拉格朗日函数，可记为
[0172]
[0173] 其中，Ln表示区域n对应的增广拉格朗日函数， 表征区域n和区域m相连下的一致性约束的拉格朗日乘子，ρ为惩罚系数，一般取值可为200至600。
[0174] 在确定增广拉格朗日函数之后，可确定当前收敛程度值，收敛程度值可记为 k表示迭代次数，n表示与区域对应，预设收敛阈值可记为σ。
[0175] 所以，若 则表征区域n优化收敛可结束，此时，可输出调控计划，以进行光伏逆变器的调度，以应对光伏发电的实时波动状况。
[0176] 其中，调控计划包括无功出力信息。
[0177] 本发明实施例提供的配电网的分布式无功调度方法，给出了一类光伏逆变器的调度方式，通过优化收敛，以更高效地进行光伏逆变器的调度。
[0178] 当然，若所述当前收敛程度值大于所述预设收敛阈值，则执行所述通过预设改进交替方向乘子法进行所述增广拉格朗日函数中的可行值的迭代操作，以得到迭代后的可行值的步骤。
[0179] 可见，若优化收敛不满足要求，可对可行值进行迭代处理，直至优化收敛满足要求。
[0180] 其中，预设收敛程度范围即为收敛程度值小于等于预设收敛阈值的程度范围。
[0181] 进一步地，若更具体地描述迭代过程，下文将给出一种示例性的迭代方式，但并不仅限于此类。
[0182] 该示例性的迭代方式可参见部分的图6。
[0183] 比如，在确定增广拉格朗日函数之后，可先设置各类型变量的初值，初值即为初始值，可设置的变量类型包括 以及 各变量类型的右上角的数字0用于表征此时为第0次迭代。
[0184] 其中，k作为迭代标志位，设置为k＝0； 中各变量设置为各自变量上下限求和的平均值；设置 设置为对区域m和区域n之间边界的变量进行求和后的平均值；对称矩阵 可设置为单位矩阵，维度为2Dn×2Dn，其中，Dn代表区域n和其他区域的联络线总数。
[0185] 在设置完初值后，可计算收敛程度值，可表现为收敛标志 至于 具体为下式，[0186]
[0187] 其中，原始残差 为向量 对偶残差 为向量“|| ||2”代表二范数，即求取所有元素的平方和后再求开平方值。
[0188] 若 所以，若 则表征区域n优化收敛可结束，此时，可输出调控计划，以进行光伏逆变器的调度，以应对光伏发电的实时波动状况。
[0189] 其中，σ作为收敛标准，可取值为10-4。
[0190] 在上述实施例的基础上，优选地，所述通过预设改进交替方向乘子法进行所述增广拉格朗日函数中的可行值的迭代操作，以得到迭代后的可行值，具体包括：
[0191] 通过预设改进交替方向乘子法进行可行值模拟增量的迭代，以得到迭代后的可行值模拟增量；
[0192] 根据迭代后的可行值模拟增量进行可行值实际增量的迭代，以得到迭代后的可行值实际增量；
[0193] 根据迭代后的可行值实际增量进行所述增广拉格朗日函数中的可行值的迭代操作，以得到迭代后的可行值。
[0194] 可以理解的是，若当前收敛程度值大于预设收敛阈值，可通过预设改进交替方向乘子法进行增广拉格朗日函数中的可行值的迭代操作，以得到迭代后的可行值。
[0195] 本发明实施例可给出一种可行值的示例性迭代流程，但不限于此。
[0196] 区别于常规的交替方向乘子法，此处可给出一种具体的预设改进交替方向乘子法，但不限于此，毕竟，为了优化运行效率，存在多种改进方案。
[0197] 在本发明实施例提供的一类预设改进交替方向乘子法中，可采用预设改进交替方向乘子法进行对偶乘子的更新，即对拉格朗日乘子的更新，可有效发挥光伏逆变器的秒级快速动作物理特性。
[0198] 就常规的分布式调控策略而言，大多基于梯度类方法，收敛速度较慢，求解效率低下，最快仅能用于分钟级的实时调度，无法有效应对可再生能源的实时波动问题，影响了配电网整体运行安全。但是，本发明实施例大大改善了这一状况，本发明实施例可达到秒级的实时调度。
[0199] 在具体实现中，更新可行值 流程可分解为三步，求解 求解(Δλn)k以及更新 其中，括号外的k+1表示第k+1次迭代。
[0200] 第一步为，可行值模拟增量 实际为
[0201]
[0202] 其中， 为增广海森矩阵，“()-1”为求逆运算； 表示预设列向量，其中， 为维度Dn×1的列向量；k表示第k次迭代，同理，k+1表示第k+1次迭代。
[0203] 至于， 元素构成如下式，
[0204] 此处，应取 的值。
[0205] 第二步为，在得到第k次迭代的可行值模拟增量 后，可求解第k次迭代的可行值实际增量(Δλn)k。
[0206] 至于(Δλn)k的求解公式如下，
[0207]
[0208] 其中，(Δλn)k为维度Dn×1的列向量，其中的每个元素可表示为代表区域n的Δλn中对应于区域n自身的部分； 代表区域m的Δλm中对应于和区域n连接部分的元素。
[0209] 第三步为，更新可行值 可行值也可称为拉格朗日乘子。
[0210] 至于 的更新公式如下，
[0211]
[0212] 可见，过本发明实施例采用的预设改进交替方向乘子法进行对偶乘子的更新，即对拉格朗日乘子的更新，可有效发挥光伏逆变器的秒级快速动作物理特性。
[0213] 进一步地，本发明实施例还给出一种更加具体的迭代过程，但不限于此。
[0214] 该更加具体的迭代过程可参见完整的图6。
[0216] 同时，由于各逆变器仅需和相邻逆变器交换少量的边界信息，使得对重要信息存在隐私保护作用；还可快速求解全局优化问题，收敛迅速。
[0217] 比如，若 可先对输入量，即可控变量的集合的向量进行迭代，可记为其中， 表征第k+1次迭代下的第n个区域对应的输入量。
[0218] 若k≥1，即在迭代开始时，可将可行割约束 加入到已有的可行域中，以构成
[0219] 明显地，通过可行割约束对输入量进行迭代，以得到迭代后的输入量。
[0220] 需知，通过引入可行割约束，可使得松弛结果和原结果保持一致。
[0221] 接着，将 和 带入Ln中，以求解单变量优化问题，即如下式，
[0222]
[0223] 其中，argmin函数用于求解 这个优化问题，以得到xn的值。
[0224] 相似地，argmax这种函数用于求解最大化优化问题，以得到变量值。
[0225] 上述单变量优化问题为一个凸优化问题，可由任意成熟的优化求解器计算得到结果。
[0226] 可见，此时也就得到了迭代后的
[0227] 同时，由于 是xn的子集，所以，求解出 的同时也能获得 其中，k+1表示经过了k+1次迭代后的值。
[0228] 接着，在获得 与 后，可迭代更新辅助全局变量列向量，即更新得到[0229] 迭代更新方式具体为，区域n先将 传送给相邻的区域m，并从相邻区域m接收传递回来的 从而，根据 求解出
[0230] 至于求解方式可参见下式，
[0231]
[0232] 接着，在迭代更新完 后，可更新
[0233] 区别于常规的交替方向乘子法，此处可给出一种具体的预设改进交替方向乘子法，但不限于此，毕竟，为了优化运行效率，存在多种改进方案。
[0234] 在本发明实施例提供的一类预设改进交替方向乘子法中，可采用预设改进交替方向乘子法进行对偶乘子的更新，即对拉格朗日乘子的更新，可有效发挥光伏逆变器的秒级快速动作物理特性。
[0235] 更新 流程可分解为四步，求解 求解(Δλn)k、更新 以及更新
[0236] 第一步为， 实际为
[0237]
[0238] 其中， 为增广海森矩阵，“()-1”为求逆运算； 表示预设列向量，其中， 为维度Dn×1的列向量；k表示第k次迭代，同理，k+1表示第k+1次迭代。
[0239] 至于， 元素构成如下式，
[0240] 此处，应取 的值。
[0241] 第二步为，在得到第k次迭代的可行值模拟增量 后，可求解第k次迭代的可行值实际增量(Δλn)k。
[0242] 至于(Δλn)k的求解公式如下，
[0243]
[0244] 其中，(Δλn)k为维度Dn×1的列向量，其中的每个元素可表示为代表区域n的Δλn中对应于区域n自身的部分； 代表区域m的Δλm中对应于和区域n连接部分的元素。
[0245] 第三步为，更新
[0246] 至于 的更新公式如下，
[0247]
[0248] 至于 的更新公式如下，
[0249] 第四步为，更新
[0250] 至于 的更新公式如下，
[0251]
[0252] 其中，()T代表矩阵的转置运算；γ为大于零的极小参数，一般取值可从10-3至10-5；vn表示变量差，rn表示梯度差。
[0253] 此外，Bn表示区域n的平均化对角矩阵，维度为2Dn×2Dn，则平均化对角矩阵中的对角元素为
[0254]
[0255] 其中，bn代表与区域n相连的区域总数，bm代表与区域m相连的区域总数。
[0256] 为了确定 与 可分别参见下式，
[0257]
[0258]
[0259] 在完成上述迭代过程后，可累计迭代次数，即k＝k+1，再次进行收敛程度的判断，直至区域n优化收敛结束。
[0260] 图7为本发明实施例提供的一种配电网的分布式无功调度系统的结构示意图，如图7所示，该系统包括：模型确定模块301、函数转化模块302、可行值迭代模块303、无功出力确定模块304以及配电网调度模块305；
[0261] 模型确定模块301，用于获取预设电网控制模型；
[0262] 函数转化模块302，用于将所述预设电网控制模型转化为增广拉格朗日函数；
[0263] 可行值迭代模块303，用于通过预设改进交替方向乘子法进行所述增广拉格朗日函数中的可行值的迭代操作，以得到迭代后的可行值；
[0264] 无功出力确定模块304，用于若迭代后的可行值对应的收敛程度值处于预设收敛程度范围内，则获取所述预设电网控制模型输出的无功出力信息；
[0265] 配电网调度模块305，用于根据所述无功出力信息进行光伏逆变器的调度，以应对光伏发电的实时波动状况。
[0266] 本发明实施例提供的配电网的分布式无功调度系统，先获取预设电网控制模型；将预设电网控制模型转化为增广拉格朗日函数；通过预设改进交替方向乘子法进行增广拉格朗日函数中的可行值的迭代操作，以得到迭代后的可行值；若迭代后的可行值对应的收敛程度值处于预设收敛程度范围内，则获取预设电网控制模型输出的无功出力信息；根据无功出力信息进行光伏逆变器的调度，以应对光伏发电的实时波动状况。本发明实施例给出了一类分布式配电网的实时调度方式，通过实时调度光伏逆变器的无功出力来控制分布式配电网的运行状况，进而应对光伏发电的实时波动，从而解决了运行过程中出现的光伏发电的实时波动的技术问题。
[0267] 本发明实施例提供的系统实施例是为了实现上述各方法实施例的，具体流程和详细内容请参照上述方法实施例，此处不再赘述。
[0268] 图8为本发明实施例提供的一种电子设备的实体结构示意图，如图8所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)401、通信接口(Communications Interface)402、存储器(memory)403和总线404，其中，处理器401，通信接口402，存储器403通过总线404完成相互间的通信。通信接口402可以用于电子设备的信息传输。处理器401可以调用存储器403中的逻辑指令，以执行包括如下的方法：
[0269] 获取预设电网控制模型；
[0270] 将所述预设电网控制模型转化为增广拉格朗日函数；
[0271] 通过预设改进交替方向乘子法进行所述增广拉格朗日函数中的可行值的迭代操作，以得到迭代后的可行值；
[0272] 若迭代后的可行值对应的收敛程度值处于预设收敛程度范围内，则获取所述预设电网控制模型输出的无功出力信息；
[0273] 根据所述无功出力信息进行光伏逆变器的调度，以应对光伏发电的实时波动状况。
[0274] 此外，上述的存储器403中的逻辑指令可以通过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(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明上述各方法实施例的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0275] 另一方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的方法，例如包括：
[0276] 获取预设电网控制模型；
[0277] 将所述预设电网控制模型转化为增广拉格朗日函数；
[0278] 通过预设改进交替方向乘子法进行所述增广拉格朗日函数中的可行值的迭代操作，以得到迭代后的可行值；
[0279] 若迭代后的可行值对应的收敛程度值处于预设收敛程度范围内，则获取所述预设电网控制模型输出的无功出力信息；
[0280] 根据所述无功出力信息进行光伏逆变器的调度，以应对光伏发电的实时波动状况。
[0281] 以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0282] 通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0283] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
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