本发明涉及电力系统优化，具体为一种含智能软开关的配电网运行优化方法及系统。
背景技术：
1、为实现双碳目标，我国正在积极推进生态文明建设，构建以新能源为主体的新型电力系统，并推动电力行业的绿色低碳化发展。在此背景下，国家提出了碳市场、绿证市场和用能权市场等环境权益市场，以优化能源结构，促进清洁能源的高效利用，随着风电、光伏等间歇性分布式电源(distributed generator,dg)大规模接入配电网，配电网不仅面临着新能源消纳和环境效益的多重压力，同时还需要应对电压越限、网络阻塞等运行稳定性的挑战。尤其是在高比例新能源接入配电网的情况下，如何有效利用这一多市场体系来优化配电网的运行，成为实现电力系统绿色转型的关键问题。
2、我国已实施全国统一碳市场，同时开展了用能权交易试点，二者在节能减排上具有协同效应。政府监管部门以经过核算的历史碳排放数据或行业标杆数据为依据，给用户分配下一季度的排放配额。如果碳排放量低于配额，即可出售剩余配额，否则必须从碳市场上购买配额使用。碳交易和用能权交易推行原理相似，本质上都是对稀缺环境权益的有偿使用，区别在于碳市场交易的商品是碳配额，通过限定用户排放温室气体量来控制温室气体排放的末端，而用能权市场交易的商品则是用能量指标，通过优化能源结构和限定能源消费总量来控制温室气体产生的源头。
3、目前，研究主要关注单一市场机制，探讨了碳市场、绿证市场和用能权市场在提升新能源消纳、提高系统经济性和环保性等方面的作用，却很少提及电力市场和碳市场、用能权市场、绿证市场等多市场联合交易的经济联系，难以充分发挥系统促进可再生能源消纳和碳减排的运行能力。现有研究普遍从主网角度考虑在碳市场的协同下系统的运行优化问题，较少关注配电网的运行优化策略，也没有充分考虑电-碳市场耦合作用下的场景。
4、因此，本发明在电-碳市场和绿证市场、用能权市场的耦合交易下，考虑高比例新能源的影响，基于场景法建立了含有sop的配电网运行优化模型，使用对角化算法实现了多用户用电行为均衡状态的求解，进一步通过算例分析了碳市场、绿证市场和用能权市场对配电网优化运行和用户用电交易策略的影响。
技术实现思路
1、鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。
2、因此，本发明提供了一种含智能软开关的配电网运行优化方法及系统解决电-碳耦合市场下配电网的运营决策模型研究较少、决策方法不健全、决策优化不稳定的问题。
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，本发明提供了一种含智能软开关的配电网运行优化方法，包括：采集配电网运行数据，根据所述配电网运行数据建立电-碳市场下含软开关的配电网运行模型；对所述配电网运行模型的非线性项进行线性化处理；以个体用户成本最小为目标函数建立交易市场下用户决策均衡模型，构造对角化算法和迭代算法对所述用户决策均衡模型进行决策，输出最优策略；将所述最优策略输入线性化处理后的配电网运行模型，获取在最优策略下的运行优化结果。
5、作为本发明所述的含智能软开关的配电网运行优化方法的一种优选方案，其中：所述电-碳市场下含软开关的配电网运行模型的建立包括：
6、采集配电网接入的分布式电源数据、配电网负荷数据以及系统拓扑结构信息数据，根据采集的数据考虑绿证收益或成本的目标函数，计及软开关的运行约束、有载调压变压器运行约束、可投切电容器组运行约束、配电网潮流约束、配电网运行安全约束、绿证出清约束、绿证考核约束、购售电价约束，建立电-碳市场下含软开关的配电网运行模型；
7、所述电-碳市场下含软开关的配电网运行模型的目标函数的计算为：
8、wdn=cdn+closs+coct+cspot+cgc
9、
10、
11、其中，wdn表示dso的总成本，cdn表示dso与用户之间电力交易的成本，closs表示配电网有功功率损耗成本，cact表示有载调压变压器和可投切电容器组的动作成本，cspot表示dso从现货市场购电成本，cgc表示dso从绿证市场购买绿证的成本，表示t时刻dso向用户的购电电价，表示用户k在t时刻与dso交易的电量，表示表征dso购售电角色的二元变量，closs表示有功功率损耗成本系数，π(s)表示场景s出现的概率，rij表示支路ij的电阻，lij,s,t表示场景s下t时刻支路ij电流幅值的平方，表示节点i处的sop在场景s下t时刻的有功损耗，ωb、n分别表示不含有载调压变压器的支路集合和所有节点集合，coltc、ccb分别表示有载调压变压器和可投切电容器组的单次操作成本，nij,s,t、nij,s,t1表示场景s下连接在支路ij上的有载调压变压器分接头档位，ni,s,t、ni,s,t1表示场景s下节点i处的可投切电容器组在运行数量，
12、表示t时刻dso在现货市场的购电电价，表示场景s下t时刻dso在现货市场的购电量。
13、作为本发明所述的含智能软开关的配电网运行优化方法的一种优选方案，其中：对所述配电网运行模型的非线性项进行线性化处理包括：
14、采用二进制展开法将所述配电网运行模型的决策变量的乘积转化成线性等价约束，采用二阶锥锥松弛方法将所述配电网运行模型的配电网潮流约束和软开关容量约束中有功功率和无功功率的二次项转化为二阶锥约束和旋转二阶锥约束；
15、根据变量替代的方法将所述配电网运行模型中含整数变量的二项式和连续变量相乘转化为线性约束，绝对值约束通过引入辅助变量进行线性化。
16、作为本发明所述的含智能软开关的配电网运行优化方法的一种优选方案，其中：所述交易市场下用户决策均衡模型的建立包括：
17、以个体用户成本最小为目标函数，计及功率平衡约束、负荷功率上下限约束、购售电交易约束、用户负荷类型约束、分布式能源资源约束、考虑碳价格和配额量的关系约束、考虑用能权价格和配额量的关系约束，构建交易市场下用户决策均衡模型；
18、所述交易市场下用户决策均衡模型的目标函数的计算为：
19、
20、其中，表示t时刻dso向用户的售电电价，cpv、cwt、cess分别表示光伏、风电和储能单位出力的成本，分别表示用户k的光伏、风电设备在t时刻的出力，分别表示用户k的储能设备在t时刻的充电、放电功率，λer、λc分别表示用能权价格和碳排放权价格，分别表示用户k的用能权和碳排放权的交易量。
21、作为本发明所述的含智能软开关的配电网运行优化方法的一种优选方案，其中：构造对角化算法迭代各个用户的用电交易决策得到市场均衡点，包括：
22、初始化各个用户的决策变量；
23、设定当前用户k在其他用户决策变量保持上一次的迭代结果的情况下做出自己的决策；
24、所有用户完成一轮决策后，比较当前轮结果与上一轮结果；
25、判断所述当前轮结果与上一轮结果的差值是否处于可接受范围内，若处于可接受范围内，则认为达到市场均衡点，输出当前用电交易策略，否则所有用户重新进行决策直至所述当前轮结果与上一轮结果的差值处于可接受范围内。
26、作为本发明所述的含智能软开关的配电网运行优化方法的一种优选方案，其中：构造迭代算法输出所述交易市场下用户决策均衡模型的最优策略，包括：
27、初始化dso与用户之间的购售电价和迭代次数；
28、利用所述对角化算法得到用户用电交易策略的博弈均衡解；
29、将所述用户用电交易策略的博弈均衡解计算出的节点净负荷传递给dso；
30、dso对所述配电网运行模型的优化问题进行优化，并更新购售电价传递给用户；
31、重复上述步骤直至结果收敛，并输出所述交易市场下用户决策均衡模型的最优策略。
32、作为本发明所述的含智能软开关的配电网运行优化方法的一种优选方案，其中：所述在最优策略下的运行优化结果的获取包括：
33、根据初始值求解所述电-碳市场下含软开关的配电网运行模型，并将求解结果传递给所述交易市场下用户决策均衡模型；
34、所述交易市场下用户决策均衡模型基于传递的求解结果输出最优策略；
35、将所述最优策略输入线性化处理后的配电网运行模型，获取在最优策略下的运行优化结果。
36、第二方面，本发明提供了一种含智能软开关的配电网运行优化系统，包括：
37、模型构建模块，用于采集配电网运行数据，根据所述配电网运行数据建立电-碳市场下含软开关的配电网运行模型，以个体用户成本最小为目标函数建立交易市场下用户决策均衡模型；
38、线性处理模块，用于对所述配电网运行模型的非线性项进行线性化处理；
39、决策均衡模块，用于构造对角化算法和迭代算法对所述用户决策均衡模型进行决策，输出最优策略；
40、优化处理模块，用于将所述最优策略输入线性化处理后的配电网运行模型，获取在最优策略下的运行优化结果。
41、第三方面，本发明提供了一种计算设备，包括：
42、存储器和处理器；
43、所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现所述方法的步骤。
44、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现所述方法的步骤。
45、与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明在电-碳市场和绿证市场、用能权市场的耦合交易下，考虑高比例新能源的影响，基于场景法建立了含有sop的配电网运行优化模型，使用对角化算法实现了多用户用电行为均衡状态的求解，实现了对功率流动的精准、快速连续控制，提高了配电网运行的经济性、灵活性和稳定性；而且本发明能够在电-碳市场环境下考虑软开关的作用，强化了市场环境下配电网的运行决策能力，实现了配电网高效稳定运行。
1.一种含智能软开关的配电网运行优化方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的含智能软开关的配电网运行优化方法，其特征在于，所述电-碳市场下含软开关的配电网运行模型的建立包括：
3.如权利要求2所述的含智能软开关的配电网运行优化方法，其特征在于，对所述配电网运行模型的非线性项进行线性化处理包括：
4.如权利要求1所述的含智能软开关的配电网运行优化方法，其特征在于，所述交易市场下用户决策均衡模型的建立包括：
5.如权利要求4所述的含智能软开关的配电网运行优化方法，其特征在于，构造对角化算法迭代各个用户的用电交易决策得到市场均衡点，包括：
6.如权利要求5所述的含智能软开关的配电网运行优化方法，其特征在于，构造迭代算法输出所述交易市场下用户决策均衡模型的最优策略，包括：
7.如权利要求1、3、6所述的含智能软开关的配电网运行优化方法，其特征在于，所述在最优策略下的运行优化结果的获取包括：
8.一种应用如权利要求1所述的含智能软开关的配电网运行优化方法的系统，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现权利要求1至7任意一项所述方法的步骤。
