含超导开关站的交直流混合电网协同优化方法及系统与流程

本申请涉及智能电网，具体涉及含超导开关站的交直流混合电网协同优化方法及系统。

背景技术：

1、随着可再生能源大规模并网和直流负荷快速增长，传统交流电网在接纳高比例分布式电源、应对复杂潮流分布及提升系统韧性方面面临严峻挑战，交直流混合电网因其兼具交流系统组网灵活与直流系统输送高效的优势，成为未来智能电网发展的重要方向。

2、然而，现有交直流混合电网规划方法多采用分层独立优化策略，拓扑结构、设备配置与潮流调度之间缺乏协同机制，导致系统整体经济性与可靠性难以兼顾，尤其在引入超导开关站等新型电力电子设备后，其零电阻特性虽可显著降低网损、提升功率传输能力，但其强非线性电气特性及对短路电流的敏感性也对系统安全稳定运行提出了更高要求。当前技术中，超导设备的接入容量、限流参数与电网拓扑结构、潮流分布往往孤立设计，未充分考虑三者间的耦合关系，易造成设备冗余配置或运行裕度不足，进而影响全寿命周期成本效益。

技术实现思路

1、本申请实施例通过提供含超导开关站的交直流混合电网协同优化方法及系统，解决了现有交直流混合电网规划中拓扑结构、超导设备配置与潮流调度相互割裂，导致系统综合性能受限的技术问题。

2、本申请解决上述技术问题的技术方案如下：

3、第一方面，本申请提供了含超导开关站的交直流混合电网协同优化方法，所述方法包括：

4、采集目标电网的电网基础参数，并基于所述电网基础参数对目标电网进行交直流子网区域划分，获取交流子网区域和直流子网区域；

5、构建拓扑层-设备层-潮流层协同优化架构，其中，拓扑层以交直流组网模式为决策变量，设备层以超导开关站接入容量及超导故障限流器限流参数为决策变量，潮流层以交流子网与直流子网间的功率互济分配方案为决策变量；

6、基于所述协同优化架构进行分层优化，将超导电气约束与交直流潮流约束作为约束条件，与以全寿命周期综合成本最小为目标的目标函数共同构建协同优化模型；

7、对所述协同优化模型进行三层闭环迭代求解，以所述全寿命周期综合成本结合约束违反惩罚项作为适应度函数进行寻优，直至拓扑决策变量、设备配置变量与潮流分布变量的迭代变化量均不超过预设阈值时终止迭代，输出当前最优协同规划方案。

8、第二方面，本申请提供了含超导开关站的交直流混合电网协同优化系统，包括：

9、子网划分模块，用于采集目标电网的电网基础参数，并基于所述电网基础参数对目标电网进行交直流子网区域划分，获取交流子网区域和直流子网区域；

10、优化架构构建模块，用于构建拓扑层-设备层-潮流层协同优化架构，其中，拓扑层以交直流组网模式为决策变量，设备层以超导开关站接入容量及超导故障限流器限流参数为决策变量，潮流层以交流子网与直流子网间的功率互济分配方案为决策变量；

11、优化模型构建模块，用于基于所述协同优化架构进行分层优化，将超导电气约束与交直流潮流约束作为约束条件，与以全寿命周期综合成本最小为目标的目标函数共同构建协同优化模型；

12、迭代求解模块，用于对所述协同优化模型进行三层闭环迭代求解，以所述全寿命周期综合成本结合约束违反惩罚项作为适应度函数进行寻优，直至拓扑决策变量、设备配置变量与潮流分布变量的迭代变化量均不超过预设阈值时终止迭代，输出当前最优协同规划方案。

13、本申请提供了一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

14、本申请实施例通过提供含超导开关站的交直流混合电网协同优化方法及系统，首先，通过构建拓扑层-设备层-潮流层三层协同优化架构，将电网结构规划、超导设备配置与运行调度纳入统一框架，该架构以交直流组网模式、超导开关站接入容量及限流参数、子网间功率互济方案为耦合决策变量。其次，协同优化模型中嵌入了面向超导特性的精细化约束体系，确保优化结果在极端工况下仍具备工程可行性。最后，采用改进麻雀搜索算法进行寻优，通过角色分工机制平衡全局探索与局部开发能力，并结合离散变量取整与连续变量sigmoid边界映射策略，有效保障了解的可行性与收敛稳定性。

15、通过上述技术方案，本申请经三层闭环迭代后输出协同规划方案，不仅满足电气安全约束，更在全生命周期维度上实现经济性与可靠性的协同最优，为高比例可再生能源接入下的新型电力系统规划提供可工程化落地的技术路径。

1.含超导开关站的交直流混合电网协同优化方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的含超导开关站的交直流混合电网协同优化方法，其特征在于，采集目标电网的电网基础参数，并基于所述电网基础参数对目标电网进行交直流子网区域划分，获取交流子网区域和直流子网区域，包括：

3.根据权利要求1所述的含超导开关站的交直流混合电网协同优化方法，其特征在于，构建拓扑层-设备层-潮流层协同优化架构，包括：

4.根据权利要求1所述的含超导开关站的交直流混合电网协同优化方法，其特征在于，基于所述协同优化架构进行分层优化，将超导电气约束与交直流潮流约束作为约束条件，与以全寿命周期综合成本最小为目标的目标函数共同构建协同优化模型，包括：

5.根据权利要求4所述的含超导开关站的交直流混合电网协同优化方法，其特征在于，所述全寿命周期综合成本包括建设投资成本、运维成本、交流子网网损成本、直流子网网损成本和故障损失成本：

6.根据权利要求1所述的含超导开关站的交直流混合电网协同优化方法，其特征在于，对所述协同优化模型进行三层闭环迭代求解，包括：

7.根据权利要求6所述的含超导开关站的交直流混合电网协同优化方法，其特征在于，将麻雀种群划分为发现者、跟随者和警戒者三类角色进行位置更新迭代，包括：

8.根据权利要求6所述的含超导开关站的交直流混合电网协同优化方法，其特征在于，还包括：

9.根据权利要求1所述的含超导开关站的交直流混合电网协同优化方法，其特征在于，输出当前最优协同规划方案，包括：

10.含超导开关站的交直流混合电网协同优化系统，其特征在于，用于执行权利要求1至9任一项所述的含超导开关站的交直流混合电网协同优化方法，包括：