[發(fā)明專(zhuān)利]考慮元件頻率特性的微電網(wǎng)魯棒優(yōu)化調(diào)度方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711045435.8
• 申請(qǐng)日: 2017-10-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107887903B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧藝;梁俊文;盧苑;程韌俐;何曉峰;林小朗;林舜江;劉明波
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳供電局有限公司;華南理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/00
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/00;H02J3/32;H02J3/46;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 廣州科粵專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 44001
• 代理人: 黃培智

本發(fā)明公開(kāi)了一種考慮元件頻率特性的微電網(wǎng)魯棒優(yōu)化調(diào)度方法，在考慮風(fēng)力和光伏發(fā)電出力不確定波動(dòng)特性的條件下，建立了考慮各種元件頻率響應(yīng)特性的微電網(wǎng)魯棒優(yōu)化調(diào)度模型，并采用Benders分解法求解魯棒優(yōu)化調(diào)度模型，將原問(wèn)題分解成子問(wèn)題和主問(wèn)題進(jìn)行交替迭代以獲得魯棒優(yōu)化調(diào)度方案。魯棒優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)為網(wǎng)絡(luò)損耗最大的極端場(chǎng)景下的微電網(wǎng)總運(yùn)行成本最小，約束條件包含有功平衡約束，柴油機(jī)組運(yùn)行特性，儲(chǔ)能裝置運(yùn)行特性，線路頻率特性，負(fù)荷頻率特性，電壓安全約束，頻率安全約束，獲得的調(diào)度方案能夠保證系統(tǒng)在分布式風(fēng)力和光伏發(fā)電出力的不確定波動(dòng)范圍內(nèi)不會(huì)發(fā)生頻率越限，保證了微電網(wǎng)的頻率安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種考慮元件頻率特性的微電網(wǎng)魯棒優(yōu)化調(diào)度方法。

背景技術(shù)

縱觀全球，絕大部分地區(qū)都是由傳統(tǒng)大型電網(wǎng)進(jìn)行供電，大容量發(fā)電機(jī)組基本都安裝在靠近發(fā)電資源地區(qū)偏遠(yuǎn)的發(fā)電廠，多數(shù)負(fù)荷集中在人口密度較高經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的城市地區(qū)，通過(guò)高壓輸電線路將大量電力從發(fā)電廠輸送到負(fù)荷中心地區(qū)。當(dāng)傳統(tǒng)電網(wǎng)中發(fā)生故障沒(méi)有得到及時(shí)處理，可能會(huì)漸漸演變成大事故，使整個(gè)電網(wǎng)的大部分地區(qū)發(fā)生停電，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。另外，傳統(tǒng)電網(wǎng)中以火力發(fā)電機(jī)為主，燃煤燃?xì)獍l(fā)電會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳二氧化硫等大氣污染物，污染大氣環(huán)境，影響人民的健康生活。

與傳統(tǒng)的集中式大型電網(wǎng)不同，微電網(wǎng)是現(xiàn)代化的局部小規(guī)模電網(wǎng)。含有分布式能源系統(tǒng)的微電網(wǎng)有效地解決了大電網(wǎng)中存在的上述種種問(wèn)題，得到廣泛應(yīng)用。它作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的小型系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)自我管理、控制和保護(hù)功能，可并網(wǎng)運(yùn)行，又能切開(kāi)連接處于自主運(yùn)作狀態(tài)，既有助于加強(qiáng)電網(wǎng)恢復(fù)穩(wěn)定的能力，又有助于減輕電網(wǎng)的干擾；再加上微電網(wǎng)越來(lái)越多地采用不同類(lèi)型的分布式能源發(fā)電，如太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)等，顯著地減少二氧化碳的排放量，保護(hù)環(huán)境，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。由于微電網(wǎng)能夠整合多種形式能源并且滿足負(fù)荷靈活接入的要求，還提供了在緊急情況下具有在孤島模式和并網(wǎng)模式之間靈活自如的切換能力的良好解決方案，所以探討微電網(wǎng)的運(yùn)行調(diào)度有著特別重要的實(shí)用價(jià)值。

分布式風(fēng)力和光伏電站等間歇性能源出力具有較大的不確定性，預(yù)測(cè)精度較低，給微電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)維持合格的電壓和頻率帶來(lái)很大挑戰(zhàn)。已有的微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度方法基本都沒(méi)有考慮調(diào)度方案對(duì)于微電網(wǎng)頻率的影響，如果微電網(wǎng)頻率的波動(dòng)超出安全允許范圍，可能會(huì)造成嚴(yán)重的電力安全事故。因此，微電網(wǎng)動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)度不僅需要考慮風(fēng)光發(fā)電功率的不確定性，還要考慮各種元件的頻率響應(yīng)特性。

目前，考慮光伏和風(fēng)電等間歇性能源不確定性的微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度，常采用隨機(jī)規(guī)劃、模糊規(guī)劃和魯棒優(yōu)化等不確定性優(yōu)化方法。隨機(jī)優(yōu)化通過(guò)概率密度函數(shù)分析和隨機(jī)模擬結(jié)合方式考慮不確定性因素，但隨機(jī)規(guī)劃需要準(zhǔn)確知道不確定變量的概率分布模型，對(duì)大量的抽樣結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，模糊優(yōu)化將不確定性表示為模糊變量，將約束條件表示為模糊集合，并且用模糊隸屬度表征約束條件滿意程度，但模糊規(guī)劃的不確定隸屬度函數(shù)的確定依賴(lài)于有限的樣本數(shù)據(jù)和決策者的經(jīng)驗(yàn)，容易造成結(jié)果誤差。魯棒優(yōu)化通過(guò)“集合”的形式描述問(wèn)題中的不確定性變量，不需要知道不確定變量的概率分布，具有較好的泛化性能。

上述技術(shù)存在的缺點(diǎn)是：已有的考慮光伏和風(fēng)電的微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度，常忽略了柴油機(jī)組、儲(chǔ)能裝置、線路和負(fù)荷的頻率特性，當(dāng)負(fù)荷和分布式發(fā)電功率發(fā)生劇烈變化時(shí)，可能會(huì)引起微電網(wǎng)系統(tǒng)的頻率越限問(wèn)題，造成安全隱患。另一方面，通過(guò)隨機(jī)規(guī)劃考慮不確定性，需要準(zhǔn)確知道不確定變量的概率分布模型，通過(guò)模糊優(yōu)化考慮不確定變量，不確定變量的隸屬度函數(shù)的確定依賴(lài)于有限的樣本數(shù)據(jù)和決策者的經(jīng)驗(yàn)，容易造成結(jié)果誤差。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，有必要提供一種微電網(wǎng)魯棒優(yōu)化調(diào)度方法，將各種元件的頻率響應(yīng)特性考慮進(jìn)來(lái)，已獲得微電網(wǎng)的最優(yōu)調(diào)度方案。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下。

一種考慮元件頻率特性的微電網(wǎng)魯棒優(yōu)化調(diào)度方法，包括步驟：