[發(fā)明專利]含新能源電力調(diào)度矩不確定分布魯棒優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410442642.7
• 申請日: 2014-09-02
• 公開（公告）號: CN104809327B
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周任軍;閔雄幫;劉志勇;陳瑞先;李獻(xiàn)梅
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙理工大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
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1.一種考慮新能源發(fā)電功率的概率分布特征參數(shù)矩具有不確定性的含新能源電力調(diào)度矩不確定分布魯棒優(yōu)化方法，其特征在于，它包括以下內(nèi)容：

1)構(gòu)建一個新能源發(fā)電功率的矩不確定集合：期望屬于一個橢球不確定集，協(xié)方差矩陣屬于一個矩陣不等式限定的半定錐不確定集；

2)在含新能源電力調(diào)度的隨機(jī)規(guī)劃模型基礎(chǔ)上，將模型轉(zhuǎn)化為含新能源電力調(diào)度矩不確定分布魯棒優(yōu)化方法的一般模型：隨機(jī)規(guī)劃的目標(biāo)函數(shù)在矩不確定集范圍內(nèi)構(gòu)建為一個min-max問題，隨機(jī)規(guī)劃的條件期望約束在矩不確定集范圍內(nèi)構(gòu)建一個最壞情況下仍滿足條件期望值的約束條件；

3)采用拉格朗日對偶優(yōu)化原理，將含新能源電力調(diào)度矩不確定分布魯棒優(yōu)化方法的一般模型轉(zhuǎn)化為一個半定規(guī)劃模型；

所述內(nèi)容1)具體包括以下內(nèi)容：

1.1)建立新能源發(fā)電功率的矩不確定集；其表達(dá)如下：

其中：P_W1表示新能源隨機(jī)的發(fā)電功率；表示長期新能源發(fā)電功率統(tǒng)計所得期望值；為長期新能源發(fā)電功率統(tǒng)計所得協(xié)方差矩陣；γ₁為期望的橢球不確定集半徑的限制參數(shù)；γ₂為協(xié)方差矩陣的半定錐不確定集范圍限制參數(shù)；S為隨機(jī)變量分布空間；第一個約束條件表達(dá)新能源隨機(jī)的發(fā)電功率在S空間內(nèi)的概率為1；第二個約束表達(dá)實際期望在一個橢球域內(nèi)；第三個約束表達(dá)實際協(xié)方差在一個矩陣不等式限定的半定錐域內(nèi)；E(*)表示求期望；

所述內(nèi)容2)具體包括以下內(nèi)容：

2.1)含新能源電力調(diào)度矩不確定分布魯棒優(yōu)化方法的目標(biāo)函數(shù)建立；

f′＝E(f₀(P_g,P_W)) (3)

其中：X＝(a_n+K_Cθ_n)ee^T；

Y＝-[2(a_n+K_Cθ_n)(P_d-P_g)e^T+(b_n+K_Cω_n)e^T-K^T+e^T]；

f′為含新能源電力調(diào)度的隨機(jī)規(guī)劃的成本；f為含新能源電力調(diào)度矩不確定分布魯棒優(yōu)化方法的成本；a_n、b_n、c_n為調(diào)頻機(jī)組經(jīng)濟(jì)性能參數(shù)：a、b、c為除調(diào)頻機(jī)組外火電機(jī)組經(jīng)濟(jì)系數(shù)矩陣；θ_n、ω_n、τ_n為調(diào)頻機(jī)組污染物排放系數(shù)；θ、ω、τ為除調(diào)頻機(jī)組外火電機(jī)組污染物排放系數(shù)；P_g為除平衡節(jié)點(diǎn)的外結(jié)點(diǎn)常規(guī)火電注入功率列向量；P_W為除平衡節(jié)點(diǎn)外的新能源發(fā)電節(jié)點(diǎn)注入功率列向量；e^T為元素全為1的列向量，其具體長度與后面所乘列向量一致；K^T為新能源發(fā)電機(jī)組成本系數(shù)；K_C為污染物排放懲罰價格；

2.2)含新能源電力調(diào)度矩不確定分布魯棒優(yōu)化方法的約束條件建立；

a.單機(jī)調(diào)頻上旋轉(zhuǎn)備用約束；

其中：[a,b]⁺表示max{a,b}；z₁為引入的輔助變量；R₁為上旋轉(zhuǎn)備用條件期望限制值，表示最為調(diào)頻機(jī)組出力；

b.單機(jī)調(diào)頻下旋轉(zhuǎn)備用約束；

其中：z₂為引入的輔助變量；R₂為下旋轉(zhuǎn)備用條件期望限制值，表示最小調(diào)頻機(jī)組出力；

c.線路安全約束；

其中：R₃為線路安全約束條件期望限制值；

d.機(jī)組出力上下限約束；

其中：機(jī)組出力下限；為機(jī)組出力上限；

所述內(nèi)容3)具體包括以下內(nèi)容：

3.1)式(2)表示的目標(biāo)函數(shù)的對偶轉(zhuǎn)化；采用拉格朗日對偶優(yōu)化原理轉(zhuǎn)換后的表達(dá)如下：

P_W為節(jié)點(diǎn)新能源發(fā)電注入功率，為長期節(jié)點(diǎn)新能源發(fā)電注入功率統(tǒng)計所得協(xié)方差矩陣，f₀為含新能源電力調(diào)度的確定性模型的成本，式(9)中第一個不等式約束可以由以下半定約束替換；

3.2)約束條件的對偶轉(zhuǎn)化；

a.式(5)表示的上旋轉(zhuǎn)備用及式(6)表示的下旋轉(zhuǎn)備用均是關(guān)于風(fēng)電的線性函數(shù)，故統(tǒng)一表達(dá)，僅以下標(biāo)區(qū)分；采用拉格朗日對偶優(yōu)化原理轉(zhuǎn)換后的表達(dá)如下：

當(dāng)j＝1時，A₁為當(dāng)j＝2時，A₂為當(dāng)j＝1時，B₁為當(dāng)j＝2時，B₂為z_j為引入的輔助變量、當(dāng)j＝1時，R_j為上旋轉(zhuǎn)備用條件期望限制值，當(dāng)j＝2時，R_j為下旋轉(zhuǎn)備用條件期望限制值，式(11)中，第二個不等式約束可以進(jìn)一步等價為以下半定約束：

式(11)中，第三個不等式約束可以進(jìn)一步等價為以下半定約束：

b.矩不確定分布魯棒優(yōu)化方法下的式(7)表示的線路安全約束的對偶轉(zhuǎn)換；同樣采用拉格朗日對偶優(yōu)化原理將線路安全約束轉(zhuǎn)化為：

z₃為引入的輔助變量，式(14)中第二個不等式同樣需要化為半正定約束：

式(14)中第三個不等式首先還需要進(jìn)一步等價為以下約束：

令：

H_l為第l條支路節(jié)點(diǎn)靈敏度系數(shù)行向量，由直流潮流求得；

P_l^max為第l條最大傳輸功率；l為支路數(shù)，l＝1…L，可將式(16)、式(17)兩式轉(zhuǎn)化為半定矩陣：

其中：k＝1,2。